KR20230110733A - 음료를 제조하기 위한 캡슐 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 음료를 제조하기 위한 캡슐로서,
- 캡슐의 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체 - 상기 내부 공간은 음료를 제조하기에 적합한 음료 성분으로 적어도 부분적으로 충전됨 -;
- 캡슐 몸체와 일체형인 강성 베이스 벽 - 베이스 벽은 측벽의 제1 단부에서 내부 공간을 덮음 -;
- 베이스 벽의 반대편인 베이스 몸체의 측벽의 제2 단부에서 캡슐의 개방 측부 주위에 원주방향으로 배열되는 플랜지;
- 베이스 벽의 반대편인 측벽의 제2 단부에서 캡슐의 내부 공간 및 개방 측부를 덮고 캡슐을 밀폐하는 뚜껑 - 뚜껑은 음료 제조 디바이스에서의 캡슐의 사용을 위해 플랜지에 제거가능하게 부착됨 -;
- 음료 성분과 뚜껑 사이에서 캡슐의 내부 공간 내에 위치되는 필터 요소; 및
- 캡슐의 내부 공간 내에 제공되는 캐리어 디스크를 포함하는, 음료를 제조하기 위한 캡슐에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 캐리어 디스크는 뚜껑과 필터 사이에서 캡슐의 내부 공간 내에 위치되고, 상기 캐리어 디스크는 캡슐이 음료 제조 디바이스에 사용될 때 내부 공간으로부터 캡슐의 외측을 향해 제조된 음료를 배출하기에 적합한 다수의 예비형성된 출구 개구를 포함하며; 캐리어 디스크는 50개 내지 150개의 출구 개구를 포함하고, 캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 4% 초과이다.
본 발명은, 또한, 상기 캡슐을 포함하는 시스템, 및 상기 캡슐 및 시스템의 사용에 관한 것이다.

Description

음료를 제조하기 위한 캡슐 및 시스템

본 발명은 음료, 바람직하게는 크레마(crema) 없는 커피, 차, 우유 또는 초콜릿 기반 음료를 제조하기 위한, 필터 요소를 통합한 캡슐에 관한 것이다.

캡슐은 커피와 같은 음료를 제조하기 위한 음료 성분으로 적어도 부분적으로 충전되는 캡슐의 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체, 측벽의 제1 단부에서 내부 공간을 덮는 베이스 벽, 및 베이스 벽의 반대편인 측벽의 제2 단부에서 내부 공간을 덮는 뚜껑을 포함한다. 캡슐은, 그의 내부 공간 내에, 개구를 포함하는 알루미늄 디스크 및 필터를 통합하고, 뚜껑은 캡슐에 제거가능하게 부착된다.

본 발명은, 또한, 상기 캡슐을 생성하기 위한 공정에 관한 것이다.

음료 제조 디바이스에서 음료를 제조하고 상기 특징부를 제공하기 위한 캡슐은 대체적으로 종래 기술로부터 알려져 있다. 음료 제조 디바이스는 캡슐이 위치되는 브루잉 챔버(brewing chamber)를 포함한다. 음료 제조 디바이스로부터의 액체가 캡슐 내에 주입되어, 캡슐의 내부 공간 내에 함유된, 추출가능한 성분, 통상적으로 로스팅되고 분쇄된 커피 또는 차로부터 음료를 추출하거나, 가용성 성분, 통상적으로 인스턴트 커피, 인스턴트 차 또는 인스턴트 우유 또는 초콜릿 기반 제품으로부터 음료를 제조한다.

현재 시판 중인 캡슐의 대부분에서, 캡슐의 내부 공간은 저장 동안 음료 성분의 신선도를 유지하거나 연장시키기 위해 음료 제조 디바이스에 사용되기 전에 환경으로부터 폐쇄되거나 기밀식으로(hermetically) 폐쇄되거나 또는 유밀식으로(fluid-tightly) 폐쇄된다.

이에 관하여 캡슐은, 종종, 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체, 및 측벽의 제1 단부에서 내부 공간을 덮는 베이스 벽을 포함한다. 베이스 벽의 반대편인 측벽의 제2 단부에서, 캡슐 몸체는 개방 충전 측부를 갖는다. 유밀 및 기밀(gas tight) 뚜껑, 예를 들어 알루미늄 뚜껑이 캡슐 몸체의 개방 충전 측부 위에 제공되어 내부 공간을 덮는다. 사용 시, 캡슐은, 바람직하게는 베이스 벽 및/또는 뚜껑에서 천공되어, 온수와 같은 액체를 주입하기 위한 주입 개구를 형성할 수 있고/있거나, 제조된 음료가 캡슐을 빠져나가도록 허용하는 출구 개구를 형성할 수 있다.

알려진 캡슐은 고압 온수를 전달하는 음료 제조 디바이스를 사용하여 에스프레소 유형 음료를 제조하기 위해 더 구체적으로 구상되며, 여기에서 캡슐 내에의 가압된 온수의 주입은 커피 음료 성분으로부터의 물질의 추출과 함께 음료 상에 거품이 형성되는 것을 야기하며, 이는 고압 브루잉을 사용하는 알려진 피스톤식 에스프레소 머신으로 얻어지는 바와 같은 크레마(crema) 층을 갖는 에스프레소 음료에 대응한다.

크레마 없는 커피 음료, 예를 들어, 필터 커피로도 지칭되는, 거품이 없는 커피 음료의 경우, 통상적으로, 음료가 음료 성분과 물의 혼합물의 비가압 여과에 의해 제조되는 특정 장치가 사용된다.

가압 음료 디바이스에 사용될 일부 캡슐이 크레마 없는 커피의 제조를 위해 제안되었다.

EP 2952125 A1호는 캡슐의 내부 공간 내에 함유된 추출가능한 제품을 사용하여 음료를 제조하기 위한 캡슐을 개시한다. 캡슐은 원주방향 제1 벽, 제1 단부에서 원주방향 제1 벽을 폐쇄하는 제2 벽, 및 제2 벽의 반대편인 제2 개방 단부에서 원주방향 제1 벽을 폐쇄하는 가요성 시트형(sheet-shaped) 천공된 및/또는 다공성 제3 벽을 포함하여, 그에 의해 상기 내부 공간을 형성한다. 제3 벽은 캡슐의 축방향으로 캡슐의 최외부 경계를 형성하고, 여과지와 같은 직조 또는 부직 여과 재료를 포함한다.

WO 2019/013623 A1호는 음료 성분으로 충전된 내부 공간과 경계를 이루는 베이스 벽 및 원주방향 벽을 갖는 강성 캡슐 몸체를 포함하는 캡슐을 제안한다. 베이스 벽의 반대편인 원주방향 벽의 단부에 있는 캡슐의 개방 충전 측부는 유밀 재료의 뚜껑으로 덮인다. 뚜껑에는 캡슐이 음료 제조 디바이스에 사용될 때 내부 공간으로부터 제조된 음료를 배출하기에 적합한 예비형성된 출구 개구가 제공된다. 출구 개구는 뚜껑의 적어도 일부 위로 연장되는 제거가능 커버 요소에 의해 유밀식으로 폐쇄된다.

그러나, 이들 해결책은 캡슐의 구성, 소비자에 의한 그의 인체공학적 사용, 및 획득된 컵내 결과물과 관련된 부분에서 완전히 만족스럽지는 않다.

따라서, 제안된 본 발명의 목적은, 드립 커피 머신으로 제조된 필터 커피의 모든 특성을 갖고, 소비자가 기대하는 예상되는 관능적 컵내 결과물에 부합하는, 크레마가 없는 필터식 커피 음료를 생성하기 위한 간단한 구성의 캡슐 및 대응하는 시스템을 제공하는 것이다.

이와 관련하여, 본 발명은 제1항에 따른 그리고 본 명세서에서 설명되는 바와 같은, 크레마 없는 커피, 차, 우유 또는 초콜릿 기반 음료를 제공하기 위한 캡슐을 제공한다.

청구된 캡슐은 음료를 제조하기 위해 의도되며,

- 캡슐의 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체 - 상기 내부 공간은 음료를 제조하기에 적합한 음료 성분으로 적어도 부분적으로 충전됨 -;

- 캡슐 몸체와 일체형인 강성 베이스 벽 - 베이스 벽은 측벽의 제1 단부에서 내부 공간을 덮음 -;

- 베이스 벽의 반대편인 베이스 몸체의 측벽의 제2 단부에서 캡슐의 개방 측부 주위에 원주방향으로 배열되는 플랜지;

- 베이스 벽의 반대편인 측벽의 제2 단부에서 캡슐의 내부 공간 및 개방 측부를 덮고 캡슐을 밀폐하는 뚜껑 - 뚜껑은 음료 제조 디바이스에서의 캡슐의 사용을 위해 플랜지에 제거가능하게 부착됨 -;

- 음료 성분과 뚜껑 사이에서 캡슐의 내부 공간 내에 위치되는 필터 요소; 및

- 캡슐의 내부 공간 내에 제공되는 캐리어 디스크(carrier disk)를 포함한다,

캐리어 디스크는 뚜껑과 필터 사이에서 캡슐의 내부 공간 내에 위치되고, 상기 캐리어 디스크는 캡슐이 음료 제조 디바이스에 사용될 때 내부 공간으로부터 캡슐의 외측을 향해 제조된 음료를 배출하기에 적합한 다수의 예비형성된 출구 개구를 포함한다

본 발명에 따르면, 캐리어 디스크는 50개 내지 150개의 출구 개구를 포함하고, 캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 4% 초과이다.

로스팅되고 분쇄된 커피를 음료 성분으로서 포함하는 캡슐의 예에서, 캡슐 및 특정 캐리어 디스크의 특정 구조는 캡슐이 뚜껑의 제거 후 음료 제조 디바이스에서 추출될 때 거품 및 크레마의 형성이 제한된 커피를 얻도록 허용한다.

이러한 갓 브루잉된 커피는, (1 또는 2분 미만 내에) 빠르게 사라져 컵 주위에 크레마의 크라운(crown)만을 남기는 크레마가 거의 없는 필터형 커피(filter-like coffee)의 주요 특징을 갖는다. 컵내 결과물은, 향긋하고 부드러우며 매끄럽고 달콤하면서, 바디감이 낮고 산미가 거의 없으며 쓴맛이 거의 없고 거친 느낌이 없는 커피이다.

중요하게는, 캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 4% 초과인 것으로, 그리고 더 구체적으로는 4%와 15% 사이에 그리고 바람직하게는 5%와 12% 사이에 포함되는 것으로 정의된다. 설정된 개방 표면 비율은 추출 동안 캡슐에서 압력 형성이 발생하지 않거나 감소된 압력 형성이 발생하는 것을 허용한다.

제안된 해결책에서, 캐리어 디스크는 50개 내지 150개의 구멍, 바람직하게는 70개 내지 120개의 구멍, 가장 바람직하게는 85개 내지 110개의 구멍을 포함한다. 다수의 개구를 갖는 그러한 구조는 추출 동안 커피 베드 내에서의 물의 가능한 채널링(channeling)을 회피한다.

게다가, 그리고 또한 채널링 효과를 회피하는 데 기여하는 것으로서, 개구는 캐리어 디스크의 표면 상에 균질하게 분포되고, 인접한 출구 개구로부터 0.5 mm와 3 mm 사이에 포함되는 거리로 이격된다.

캐리어 디스크의 출구 개구는 원형 또는 장타원형 개구이다. 제안된 개구 형상은 용이한 제조 및 더 낮은 툴링(tooling) 비용을 위해 최적화된다. 그러나, 얻고자 하는 컵내 결과물에 따라 개구의 다른 형상이 선택될 수 있다.

바람직한 방식으로, 출구 개구는 0.4 mm와 3 mm 사이에, 가장 바람직하게는 0.5 mm와 1.3 mm 사이에 포함되는 직경을 갖는다. 이들 치수는 대략 300 ml/분의 누출 속도에 대해 계산되었다.

제안된 바와 같이, 캐리어 디스크는 직경이 28.5 mm와 30.5 mm 사이에 포함되는 대체로 원형인 형상을 갖는다.

캡슐 내에 안전하고 용이하게 조립하는 것을 허용하기 위해, 캐리어 디스크는, 적어도 0.5 mm의 거리에 걸쳐, 바람직하게는 0.5 mm와 2.5 mm 사이에 그리고 더 바람직하게는 1 mm와 2 mm 사이에 포함되는 거리에 걸쳐 그의 외부 주연부 상에 출구 개구가 없다.

캐리어 디스크의 두께는 0.05 mm와 1.5 mm 사이에, 바람직하게는 0.1 mm와 1 mm 사이에, 가장 바람직하게는 0.2 mm와 0.8 mm 사이에 포함되며, 이는 팽윤된 커피 베드의 압력으로 인한, 추출 동안의 또는 추출 후의 방출에 저항하기에 충분한 강성을 캐리어 디스크에 제공한다.

바람직하게는, 캐리어 디스크는 알루미늄으로 제조된다. 이는 캡슐이 알루미늄으로 만들어질 때 종래의 알루미늄 스트림에서의 용이한 재활용을 허용한다.

대안적인 방식으로, 캐리어 디스크는 플라스틱 또는 라미네이팅된 플라스틱 요소로 제조된다.

캡슐이 인열 표면을 갖는 추출 플레이트를 포함하는 음료 제조 디바이스에서 추출되도록 의도된다는 것을 고려하면, 출구 개구는 캐리어 디스크의 출구 개구들 중 10% 미만이 추출 플레이트의 인열 표면을 직접 향하는 상태로 캐리어 디스크에 걸쳐 균질하게 분포된다. 이러한 특징부는, 추출된 커피가 캐리어 디스크 밖으로 나가는 것이 방지되지 않고, 추출 플레이트의 근처 인열 표면에 의해 영향을 받지 않는 것을 허용한다.

게다가, 캐리어 디스크에 걸친 출구 개구 분포의 패턴은, 또한, 출구 개구 분포가 추출 플레이트의 인열 표면에 대한 캐리어 디스크의 각도 위치설정에 의존하지 않는 방식으로 구성된다.

제안된 캡슐 구조에서, 필터 요소는, 커피 드레인(coffee drain)이 통과하는 것을 방지하도록 적응되고 크레마 층의 형성을 감소시키는 부직 재료의 층을 포함한다.

현재 고려되는 해결책에서, 필터는 캐리어 디스크 상에 위치된다. 이는 캡슐의 조립 공정에서의 용이한 처리를 허용한다. 추가적으로, 필터는 캐리어 디스크 상에 고정될 수 있다.

캡슐의 뚜껑은 뚜껑으로부터 돌출되는 자유 당김 탭을 포함한다. 당김 탭은 뚜껑과 일체형이어서 전체 뚜껑을 제거하도록 허용한다. 그러면, 이러한 취급 및 개방이 더 용이하다.

제안된 실시예에서, 뚜껑은 캡슐 내의 커피의 더 양호한 저장 수명을 보장하기 위해 적어도 알루미늄 층을 포함한다.

게다가, 뚜껑은 캡슐의 플랜지 상에 뚜껑을 밀봉하기 위한, 식품 등급 호환성을 보장하기 위한 플라스틱 층 및/또는 열 시일 층을 추가로 포함할 수 있다.

바람직한 것으로서, 캡슐 몸체, 뚜껑, 및 캐리어 디스크는 각각 주로 알루미늄으로부터 제조된다. 알루미늄의 사용은 더 양호한 커피 보호 및 더 긴 저장 수명을 보장한다. 추가적으로, 캡슐의 폐기(end of life)가 더 용이하고, 재활용이 더 용이하다.

대안적인 방식으로, 캡슐 몸체, 뚜껑 및 캐리어 디스크는 각각 플라스틱 또는 라미네이팅된 또는 다층 플라스틱 요소로 제조될 수 있다.

제안된 캡슐은 음료 성분을 포함한다. 음료 성분은, 바람직하게는, 바람직하게는 적어도 4 g, 바람직하게는 4.5 g 내지 15 g의 양의 분쇄된 커피이다.

제안된 캡슐 구성으로 인해, 캐리어 디스크는 캡슐 내측에 위치되고, 뚜껑으로부터, 즉 0.1 mm와 2 mm 사이에 포함되는 거리로 유지된다. 이는 추출 동안 커피 베드 부피가 팽창할 때 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면과 캐리어 디스크 사이의 가능한 상호작용을 회피하는 것을 허용한다.

실제로, 캡슐은 8 바 미만, 더 바람직하게는 5 바 미만의 압력에서 이루어지는 추출 공정인 음료 성분의 추출을 견뎌야 한다.

본 발명은, 또한, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 시스템을 제공한다.

본 발명의 시스템은 음료를 제조하는 것을 목적으로 한다. 그는 교환가능 캡슐 및 음료 제조 디바이스를 포함하며, 음료 제조 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 0.1 바 내지 20 바의 압력으로 캡슐에 공급할 수 있는 유체 분배 디바이스, 및 브루잉 챔버를 갖고, 브루잉 챔버는 캡슐을 보유하기 위한 제1 부분, 및 브루 챔버를 폐쇄하기 위한 제2 부분을 포함한다.

청구된 시스템은 음료 제조 디바이스에서 위에 개시된 특징부들 중 하나 이상을 통합하는 교환가능한 청구된 캡슐을 사용하는 것을 제안하며, 여기에서, 음료 제조 디바이스의 브루잉 챔버의 제2 부분은 캡슐을 보유하는 브루 챔버가 폐쇄될 때 측벽의 제2 단부에서 교환가능 캡슐과 맞물리기 위한 추출 플레이트를 포함하고, 추출 플레이트는, 사용 시, 캡슐의 제2 단부에서 캐리어 디스크를 향하는 인열 표면을 포함하며, 폐쇄된 브루잉 챔버에서의 사용 시 캡슐의 캐리어 디스크는 추출 플레이트의 인열 표면에 의해 변경되지 않고, 사용 시, 출구 개구들 중 10% 미만은 추출 플레이트의 인열 표면을 직접 향하고 있다.

더 구체적으로, 추출 플레이트의 인열 표면은 피라미드형 요소를 포함하고, 출구 개구 분포에 따라, 출구 개구들 중 10% 미만은 인열 표면의 피라미드형 요소를 직접 향하고 있다.

유리하게는, 캐리어 디스크에 걸친 출구 개구 분포는, 또한, 출구 개구 분포가 추출 플레이트의 인열 표면에 대한 캐리어 디스크의 각도 위치설정에 의존하지 않는 방식으로 구성된다.

본 발명에 따르면, 음료 성분의 추출은 8 바 미만, 더 바람직하게는 5 바 미만의 압력에서 이루어지는 추출이다.

본 발명은, 추가로, 위에 개시된 특징부들 중 하나 이상을 단독으로 제시하는 캡슐의 또는 위에 개시된 특징부들 중 하나 이상을 제시하는 시스템에서의 사용에 관한 것이다.

본 출원의 우선권 특허 출원(2020년 11월 27일자로 출원된 유럽 특허 출원 제20210284.4호)의 개시내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명의 특정 실시예가 하기의 상세한 설명에서 설명된다. 목적은 본 발명, 즉 캡슐, 시스템 및 캡슐 제조 방법에 의해 달성된다.

본 발명은 본 발명의 일부를 형성하는 하기 예 및 도면을 참조하여 추가로 설명된다. 도면은, 본 발명의 범주의 제한이 명확하고 명시적으로 표시되지 않는 한, 어떠한 방식으로도, 본 발명의 범주의 제한을 반영하도록 의도되지 않는다. 청구된 바와 같은 본 발명은 이들 예시적인 실시예 및 예시에 의해 어떠한 방식으로도 제한되지 않게 하려는 것으로 이해될 것이다.
도면은 비제한적인 예로서 주어진 본 발명의 실시예의 개략적인 표현일 뿐이라는 것에 유의한다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
- 도 1a는 본 발명에 따른, 음료 제조 디바이스에 사용하기 전에 밀폐된 캡슐의 사시 측면도이다.
- 도 1b는 본 발명에 따른, 뚜껑이 부분적으로 제거된 캡슐의 사시 측면도이다.
- 도 1c는 본 발명에 따른, 뚜껑이 제거되었고 음료 제조 디바이스에 사용될 준비가 되어 있는 캡슐의 사시 측면도이다.
- 도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 캡슐의 개략적인 단면도이다.
- 도 2b는 도 2a의 캡슐의 식별된 하단 부분의 확대도이다.
- 도 2c는 캡슐 내에 조립되기 전의 도 2a의 캡슐의 캐리어 디스크의 도면이다.
- 도 3a는 제1 제안된 실시예에 따른, 4개의 크림핑(crimping) 지점으로 캡슐 내에 조립된 때의 도 2a의 캡슐의 캐리어 디스크의 개략도이다.
- 도 3b는 제1 제안된 실시예에 따른, 8개의 크림핑 지점으로 캡슐 내에 조립된 때의 도 2a의 캡슐의 캐리어 디스크의 개략도이다.
- 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른, 상이한 구멍 분포 패턴을 갖는 캐리어 디스크의 개략도이다.
- 도 5는 본 발명에 따른 상이한 디스크 버전에 대해, 추출된 커피 음료에서 크레마의 시간 경과에 따른 분산물의 진화를 제시하는 표이다.
- 도 6a는 제안된 구멍 분포 패턴의 도면이다.
- 도 6b는 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면이 3개의 상이한 각도 위치에 있는 도 6a의 제안된 구멍 분포 패턴의 투명 중첩 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단어 "포함한다", "포함하는", 및 유사한 단어는 배타적 또는 완전한 의미로 해석되지 않아야 한다. 다시 말하면, 이들은 포함하지만 이로 제한되지 않는을 의미하고자 한다.

본 명세서에서의 종래 기술 문헌에 대한 어떠한 언급도 이러한 종래 기술이 널리 공지되어 있다거나 해당 분야의 통상적인 일반 지식의 일부를 형성한다는 것을 인정하는 것으로서 간주되지 않아야 한다.

도 1a는 저장 상태로 정의되는, 음료 제조 디바이스에 사용하기 전의 본 발명에 따른 캡슐(1)을 도시한다. 도 2의 참조도면을 사용하여, 도 1a의 캡슐(1)은 강성 캡슐 몸체(2)를 포함한다. 몸체(2)는 몸체의 내부 공간 주위로 원주방향으로 연장되는 절두 원추형 측벽(2a)을 포함한다. 캡슐은 캡슐 몸체(2)의 측벽의 제1 단부에서 내부 공간을 폐쇄하는, 캡슐 몸체(2)와 일체형인 강성 베이스 벽(3)을 추가로 포함한다. 플랜지(4)가 캡슐 몸체(2a)의 측벽의 제2 단부로부터 반경방향 외향으로 연장된다. 측벽의 제2 단부에서, 캡슐 몸체(2)는 개방 충전 측부를 갖는다.

통상적으로, 캡슐 몸체(2)는 식품 등급으로 처리되고, 대부분의 경우에, 캡슐 몸체의 내측 상에 적용되는 래커 층(lacquer layer) 또는 중합체 필름 층(표현되지 않음)을 포함한다.

캡슐은, 캡슐 몸체의 플랜지(4)에 부착되어, 그에 의해 캡슐을 기밀식으로 폐쇄하는 뚜껑(5)을 추가로 포함한다. 뚜껑(5)은 자유 당김 탭(6)을 잡아당김으로써 캡슐로부터 수동으로 제거될 수 있다. 본 경우에, 당김 탭(6)은 뚜껑(5)과 일체형이고 뚜껑으로부터 돌출되지만, 대안적인 해결책이 이용가능하다.

뚜껑(5)은 밀봉 측부 상에 선택적인 열 밀봉 래커 층 또는 중합체 층을 갖는 알루미늄으로 제조된 가요성 시트 유사 포일이다.

뚜껑(5)이 그의 밀봉 측부 상에 래커 층을 포함하는 경우, 래커 층의 두께는 0.003 mm 내지 0.03 mm일 수 있다. 뚜껑(5)이 밀봉 측부 상에 중합체 층을 포함하는 경우, 중합체 층의 두께는 0.01 mm 내지 0.05 mm일 수 있다.

당김 탭을 사용하여 제거되도록 의도되는 뚜껑(5)은 접착제 층을 사용하여 플랜지(4)에 부착된다. 접착제 재료는 접착제 재료의 층의 형태로 적용되고, 예를 들어, 열 시일 래커의 층 또는 중합체 필름 층일 수 있다.

예로서, 접착제 재료를 형성하는 밀봉 층은 0.003 mm 내지 0.03 mm의 층일 수 있다.

접착제 재료의 층은 캡슐(1)에 대한 어떠한 손상 없이 캡슐의 플랜지(4)에 대한 뚜껑(5)의 제거를 허용한다.

캡슐의 내부 공간은 캡슐이 폐쇄되기 전에 음료 성분으로 충전된다. 본 경우에, 캡슐은, 로스팅되고 분쇄된 커피의 신선도를 유지하기 위해 캡슐이 뚜껑(5)으로 밀폐되기 전에, 로스팅되고 분쇄된 커피의 커피 베드로 충전된다. 커피의 중량은 캡슐의 크기에 따라 4 g 내지 15 g의 범위 내에 있다. 그러나, 차, 우유 또는 초콜릿 성분이 고려될 수 있다.

도 1b의 캡슐은 당김 탭(6)을 인열함으로써 뚜껑(5)이 부분적으로 제거된 도 1a의 캡슐을 도시하고, 도 1c에서는 뚜껑(5)이 완전히 제거된 동일한 캡슐을 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 캡슐의 제2 단부(충전 측부)는 더 이상 폐쇄되지 않고, 캐리어 디스크(7)로서 한정되는 멤브레인을 캡슐의 내측 상에 제공한다. 캐리어 디스크(7)는 음료 제조 디바이스에서 제조된 음료(여기에서는 커피)를 위한 다수의 예비형성된 출구 개구(8)를 포함한다. 캡슐은, 또한, 캐리어 디스크(7)를 캡슐의 내부 공간 내측에 유지하는, 측벽(2a)과 플랜지(4) 사이의 접합부에서 수행되는 기계적 변형부(11a, 11b, 11c …)를 포함한다. 도 1b에서 4개의 기계적 변형부(11)를 볼 수 있다. 이들 기계적 변형부(11a, 11b, 11c …)는 또한 도 1c의 캡슐에서 볼 수 있으며, 실제로 8개의 기계적 변형부가 관찰될 수 있다. 이들 국소 변형부는 크림핑 공정을 사용하여 이루어진다. 그들의 기능 및 그들이 수행되는 방식은 도 2a 및 하기와 관련하여 설명될 것이다.

캐리어 디스크(7)의 예비형성된 출구 개구(8)는 캡슐의 뚜껑(5)에 의해 덮여, 그에 의해 캡슐을 폐쇄하여, 저장 동안 캡슐 내측의 음료 성분의 신선도를 보장하기 위해 캡슐의 내부 공간의 기밀 밀봉을 유지한다.

본 발명의 캡슐의 다양한 실시예의 단면도에서 볼 수 있을 바와 같이(예를 들어, 도 2a 참조), 캡슐은, 그의 내부 공간 내에, 커피 베드와 캐리어 디스크(7) 사이에 위치되는 필터 요소(9)를 추가로 포함한다. 필터 요소(9)는 추출 동안 음료 성분, 예를 들어 커피 입자 또는 찻잎의 고체 입자가 캡슐 밖으로 최종 소비자 컵 내측으로 유동하는 것을 방지한다.

제안된 본 발명에서, 캡슐 몸체(2) 및 뚜껑(5)은 각각 주로 알루미늄으로부터 제조된다.

그러나, 캡슐 몸체 및 뚜껑에 대해 다른 재료가 고려될 수 있다.

예를 들어, 캡슐 몸체 및 뚜껑은 플라스틱 중합체 재료로 제조될 수 있거나, 또는 캡슐 몸체 및 뚜껑은 종이 기반 재료로 제조될 수 있다.

이해되는 바와 같이, 본 발명의 캡슐은 종래의 Nespresso® 커피 캡슐과 호환되는 종래의 고압 음료 제조 디바이스를 사용하여 추출된다. 음료 제조 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 0.1 바 내지 20 바의 압력으로 캡슐에 공급할 수 있는 유체 분배 디바이스, 및 브루잉 챔버를 포함하며, 브루잉 챔버는 캡슐을 보유하기 위한 제1 부분 및 브루잉 챔버를 폐쇄하기 위한 제2 부분을 포함하고, 브루잉 챔버의 제2 부분은 캡슐의 베이스 벽의 반대편인 그의 제2 단부에서 캡슐과 맞물리기 위한 인열 표면을 제공하는 추출 플레이트를 포함한다.

음료 제조 디바이스에서의 폐쇄된 캡슐의 종래의 추출 공정을 요약하면: 캡슐이 음료 제조 디바이스의 브루잉 챔버 내에 삽입된다. 유체 분배 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 베이스 벽(3)을 통해 캡슐 내측으로 캡슐에 공급하여, 커피가 침출된 다음에 추출되게 한다. 캡슐 내측에서 압력이 증가함에 따라, 캡슐의 뚜껑이 추출 플레이트의 인열 표면과 접촉하게 되고, 뚜껑이 상기 인열 표면에 의해 변경되어, 커피가 캡슐 밖으로 유동하도록 허용하는 개구의 형성으로 이어진다.

커피의 유출을 위한 뚜껑과 인열 표면의 상호작용에 의한 뚜껑의 표면에서의 출구 개구의 형성은 제조 공정에서 거품 및 크림의 형성에 관여한다.

위에서 언급된 공정으로 종래의 캡슐(폐쇄된 캡슐)을 사용하는 것은 8 바 내지 20 바의 압력에서의 커피 추출로 이어진다.

본 발명의 캡슐의 추출 공정에서, 캡슐의 뚜껑은 음료 제조 디바이스의 브루잉 챔버 내측으로의 캡슐의 삽입 전에 제거된다. 유체 분배 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 베이스 벽(3)을 통해 캡슐 내측으로 캡슐에 공급하여, 커피가 침출된 다음에 추출되게 한다. 추출된 커피는 필터 요소(9)를 통과한 다음에, 캐리어 디스크(7)의 출구 개구를 통해 유출된다. 추출 동안, 캐리어 디스크(7)(이는 캡슐의 플랜지로부터 일정 거리를 두고 있음)는 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면과 접촉하도록 의도되지 않는다. 캐리어 디스크(7)는 (그는, 이전 섹션에서 설명된 바와 같이, 캡슐 멤브레인이 추출 플레이트의 인열 표면 상에서 인열되는 폐쇄된 캡슐의 종래의 추출의 경우이기 때문에) 캡슐의 추출 동안 인열에 의해 변경되지 않는다.

(종래의 음료 제조 디바이스에서의) 본 발명의 캡슐의 사용은, 캡슐 내측의 그리고 필터 요소 구조물 상의 커피의 양에 따라, 0.1 바 내지 8 바의 압력에서의 커피 추출로 이어진다.

음료 제조 디바이스에서의 캡슐의 사용 전에 뚜껑이 캡슐로부터 제거된다는 사실로 인해 그리고 캐리어 디스크가 캡슐 내측에 위치되기 때문에(예를 들어, 도 2a 참조), 캐리어 디스크는 추출 플레이트의 인열 표면과 접촉하도록 의도되지 않고, 그에 따라, 상기 인열 표면에 의해 변형되지 않는다.

더 상세하게는, 음료 제조 디바이스에서 본 발명의 캡슐(1)을 사용하여 커피를 제조할 때, 사용자는 캡슐을 음료 제조 기계 내에 삽입하기 전에 당김 탭(6)을 인열함으로써 뚜껑(5)을 제거한다. 캡슐 몸체(2)의 베이스 벽(3)은 커피 음료의 제조를 위해 캡슐 내로 압력 하에 물을 공급하기 위해 음료 제조 디바이스의 천공 수단에 의해 추가로 천공되고 개방된다.

음료 제조 디바이스에 사용될 때 캡슐이 폐쇄되지 않는다는(뚜껑(5)이 제거되고 출구 개구가 접근가능함) 사실로 인해, 캡슐 내측에 축적되는 추출 압력이 제한되고(0.1 내지 6 바), 추출 동안 거품 및 크림의 형성이 제한된다.

따라서, 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면과 커피/뚜껑/개방 요소(들) 사이의 상호작용에서 (종래의 캡슐의 사용과 마찬가지로) 압력 축적 및 급격한 압력 강하가 발생하지 않기 때문에, 컵 내의 결과적인 커피는 크레마를 거의 또는 전혀 갖지 않는다.

본 발명의 캡슐은 캡슐 내측의 음료 성분에 따라 크레마 없는 커피, 차, 우유 또는 초콜릿을 제조하는 것을 허용한다.

도 2a는 본 발명의 캡슐의 제1 실시예를 도시한다. 개시된 바와 같이, 캡슐은 다수의 예비형성된 출구 개구(8)를 포함하는 캐리어 디스크(7)를 내부 공간 내측에 포함한다.

도 2a의 식별된 하단부 부분의 확대 단면도인 도 2b에 제시된 바와 같이, 캐리어 디스크(7)는 뚜껑(5)으로부터 0.1 mm와 2 mm 사이에 포함되는 거리를 두고 캡슐 내측에 위치되며, 뚜껑(5)은 플랜지(4) 상에 밀봉된다.

캡슐 뚜껑(5)(및 따라서, 일단 뚜껑이 추출을 위해 제거되면 플랜지(4))과 캐리어 디스크(7) 사이의 이러한 갭은, 추출 공정 동안 캐리어 디스크(7)가 휘어지는 경우, 그가 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면과 인열 계면을 형성하지 않도록 하는 리세스를 제공한다.

캐리어 디스크(7)는 도 2c에 도시된 바와 같이 실질적으로 둥근 피스의 재료이고, 그의 직경은, 대략, 조립 공정에 따라 캐리어 디스크(7)가 위치/삽입/유지되는 위치에서의 캡슐의 내경이다.

따라서, 제안된 실시예에서, 캐리어 디스크(7)의 직경은 약 29.5 및 30.5 mm이다.

제안된 실시예에서, 캐리어 디스크는 알루미늄으로 제조된다. 그의 두께는 약 0.3 mm이지만, 0.1 mm 내지 1 mm로 변할 수 있다.

캐리어 디스크는 알루미늄으로 제조되고, 도면에 제시된 것과 같은 바람직한 해결책에서, 캡슐 몸체, 뚜껑, 및 캐리어 디스크는 각각 주로 알루미늄으로부터 제조된다.

제시된 해결책에서, 캐리어 디스크(7)는 캡슐(1)의 측벽(2a)과 플랜지(4) 사이의 접합부에서 캡슐 상에 형성된 국소 기계적 변형부(11)로 인해 캡슐 내측에 유지된다. 도 2b의 상세한 단면에서, 하나의 기계적 변형부(11)를 볼 수 있다. 기계적 변형부는 크림핑 지점(11)의 형태이며, 베이스 벽(3)의 반대편인, 캡슐의 개방 측부의 측부 상에 위치된다.

캡슐이 연성 재료, 바람직하게는 알루미늄으로 제조됨에 따라, 크림핑에 의한 기계적 변형부는, 직경을 국소적으로 감소시키고 그에 의해 캐리어 디스크(7)(및 필터)를 캡슐 내측에 유지하는 것을 허용한다. 그러면, 캐리어 디스크는 캡슐(1) 내측에 유지된다.

여기에서, 제조 공정 동안, 크림핑 지점(11)으로 이어지는 측벽(2a)과 플랜지(4)의 접합부에서 캡슐을 기계적으로 변형시키는 단계는 뚜껑(5)으로 캡슐을 폐쇄하기 전에 캡슐 상에서 이루어진다.

2개 내지 10개의 크림핑 지점인 크림핑 지점(11)(또한 도 1c에서 볼 수 있음)은 캡슐의 플랜지와 측벽의 접합부에서 캡슐의 개방 측부의 주연부 상에 각도방향으로 분포된다.

크림핑 지점을 만드는 데 사용되는 툴링을 고려하여, 크림핑 지점(11)은, 바람직하게는, 캡슐의 개방 측부의 주연부 상에 균등하게 분포될 것이다.

추가적으로, 크림핑 지점(11)은 사용되는 크림핑 도구에 따라 둥근 크림핑 각인부(imprint)를 가질 수 있다.

대안적인 방식에서, 캐리어 디스크(7)는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 임의의 다른 반결정질 중합체와 같은 폴리올레핀을 포함하는 플라스틱 또는 라미네이팅된 멤브레인으로 제조될 수 있다. 캐리어 디스크(7)는, 또한, 코팅된 종이, 라미네이팅된 종이 또는 성형된 종이와 같은 종이 기반 재료로 제조될 수 있다.

도 2c에서 볼 수 있는 바와 같이, 예비형성된 출구 개구(9)는 캐리어 디스크의 표면 상에 균질하게 분포된 원형 개구이다. 출구 개구의 이러한 균질한 분포는 캡슐(1) 밖으로 유동하는 커피의 균질한 플럭스(flux)를 보장한다. 이는, 또한, 캡슐 내측에서의 음료(커피 베드)에 의한 채널의 생성을 회피하는 데 도움이 된다.

개구는 약 0.75 mm 내지 1 mm로 설정된 직경을 갖지만, 직경은 0.4 mm 내지 3 mm, 가장 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.3 mm로 변할 수 있다.

예비형성된 출구 개구의 수는 캡슐의 크기(및 캐리어 디스크의 크기) 및 얼마나 빨리 커피의 전달을 원하는지에 따라 달라질 수 있다. 개시된 실시예에서, 캐리어 디스크(7)는 50개 내지 150개의 개구, 바람직하게는 약 90개 및 제시된 실시예에서는 약 100개의 출구 개구를 포함한다.

대안적인 실시예에서, 예비형성된 출구 개구는 장타원형 형상일 수 있다.

제시된 바와 같이, 캡슐은, 가능한 조립 공정 동안 캡슐의 충전 후 성분 베드(예를 들어, 커피 베드) 상에 위치되는 필터 요소(9)를 추가로 포함하고, 캐리어 디스크(7)는 필터 요소와 뚜껑(5) 사이에 위치된다. 대안적인 조립 공정에서, 필터는 캐리어 디스크 상에 조립되고, 둘 모두의 요소는 성분 베드 위로 캡슐 내로 삽입된다.

캡슐이 거꾸로 뒤집힐 때 그리고 도 2b의 확대도에 제시된 바와 같이, 필터 요소(9)는 캐리어 디스크(7) 상에 놓인다. 이어서, 필터 요소는 캡슐 내측에서 캐리어 디스크(7)에 의해 지지된다. 필터는 캡슐 내측에서 평평하게 유지되고, 추출 동안 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 인열 표면에 의해 접촉되지 않는다.

2 피스 설계의 사용은 지속가능성에 대한 이점일 수 있는 비밀봉성 필터 재료의 사용을 가능하게 할 수 있다.

이러한 실시예에서 제안된 바와 같이, 필터 요소(9)는, 캐리어 디스크(7)의 직경보다 더 작은 직경, 즉 28 mm 내지 30.5 mm를 갖고 일반적으로 디스크 캐리어보다 0.1 mm 더 작은 원형이다.

그러나, 대안적인 실시예에서, 필터 요소(9)의 직경은 캐리어 디스크(7)의 직경과 유사할 수 있다.

필터 요소(9)는, 크레마 층의 생성을 회피할 목적으로 그리고 커피 드레인이 디스크 캐리어를 통해 컵으로 바로 이동하는 것을 회피할 목적으로, 음료의 추출 동안 커피 드레인이 너무 느리게 또는 너무 빠르게 통과하는 것을 방지/억제하도록 적응되는 부직 재료로 제조된다.

제안된 실시예의 필터 요소(9)는 20 내지 300 미크론의 두께, ISO 9237에 따른 100 내지 5000 l/m2/s의 범위 내의 공기 투과율, 및 5 내지 600 g/m2의 범위 내의 중량을 포함한다. 그는, 예를 들어, 종이 기반 필터 요소일 수 있다.

필터 요소는 임의의 알려진 수단에 의해 다른 여과 층에 연결되는 부직 재료의 층을 포함할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c의 제안된 실시예에서, 필터 요소(9)와 캐리어 디스크(7)는 서로 상에 위치되는 독립적인 요소들이다. 그러나, 그들은, 예를 들어 접착 또는 임의의 다른 수단에 의해, 함께 조립될 수 있다. 그러면, 필터 및 캐리어 디스크의 삽입이 한 단계로 이루어질 것이기 때문에, 이는 캡슐에서 조립 공정을 변경할 것이다.

제안된 원형 캐리어 디스크(7)는 절두 원추체 형상을 갖는 캡슐 내에 끼워맞춤(강제 끼워맞춤(force fit))되도록 그의 주연부 상에 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 그러나, 캡슐 내측에서의 캐리어 디스크의 다른 대안적인 형상 및 배열이 고려될 수 있다.

캐리어 디스크(7) 및 필터 요소(9)는 뚜껑(5)이 제거되고 캡슐(1)이 음료 제조 기계에서 추출될 때 캡슐 내측에서 제자리에 유지되는 것이 중요하다. 여러 조립 공정이 고려될 수 있고, 본 발명에 따른 캡슐의 제안된 실시예와 관련하여 추후에 개시될 것이다.

표현되지 않은 변형 실시예에서, 캐리어 디스크는 플라스틱 또는 라미네이팅된 플라스틱 요소로 제조된다. 이러한 상황에서, 캡슐 내에의 캐리어 디스크의 조립 공정은 유사하게 유지될 것이다.

도 3a 및 도 3b는 뚜껑을 부착함으로써 캡슐의 개방 측부를 폐쇄하기 전에 각각 4개 및 8개의 크림핑 지점으로 캡슐 내에 조립된 때의, 캐리어 디스크(7)가 도 2a의 캡슐 내로 삽입된 상태의 (캡슐의 개방 측부로부터 본) 도 2a의 캡슐을 표현하고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 캐리어 디스크(7)의 구멍 분포 패턴은 동일하지만, 2개의 상이한 각도 위치에서 관찰된다.

크림핑 지점(기계적 변형부)의 수는 캡슐(1) 내측에서의 캐리어 디스크(7)(및 캐리어 디스크에 의해 지지되는 필터 요소(9))의 충분하고 효율적인 유지를 허용하기 위해 2개 내지 10개로 변할 수 있다.

크림핑 지점(11)은 캡슐의 측벽(2a)과 플랜지(4) 사이의 접합부에서 캡슐의 개방 측부 주연부 주위에 각도방향으로 분포된다. 바람직하게는, 여기에 제시된 바와 같이, 크림핑 지점은 캡슐의 개방 측부의 주연부를 따라 균등하게 분포된다.

캡슐을 기계적으로 변형시키는 단계 동안 현재 사용되는 툴링은 둥근 단부 형상을 가져서, 실질적으로 둥근 크림핑 각인부를 갖는 크림핑 지점을 갖도록 허용한다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 상이한 구멍 분포를 갖는, 캡슐 몸체(2)의 내부 공간 내에 삽입될 캐리어 디스크(7)의 상이한 만족스러운 버전을 제시하고 있다. 이전 도면에서 이미 볼 수 있는 바와 같이, 캐리어 디스크(7)는 캡슐이 음료 제조 디바이스에 사용될 때 캡슐의 내부 공간으로부터 캡슐의 외측을 향해 제조된 음료를 배출하기에 적합한 다수의 예비형성된 출구 개구(8)를 포함한다.

제안된 캐리어 디스크(7)는 30 mm +/- 3 mm로 설정된 직경을 갖는 원형 형상의 알루미늄 디스크이다. 그러나, 캐리어 디스크의 직경은 캡슐의 크기 및/또는 구성에 따라 28.5 mm와 30.5 mm 사이에 포함될 수 있다.

도 2a의 캡슐에 사용되는 캐리어 디스크(7)의 두께는 약 0.3 mm이다. 그러나, 캐리어 디스크의 두께는 변할 수 있다. 그는 0.05 mm와 1.5 mm 사이에, 바람직하게는 0.1 mm와 1 mm 사이에, 가장 바람직하게는 0.2 mm와 0.8 mm 사이에 포함될 수 있다.

캐리어 디스크는, 조립하는 동안, 일부 출구 개구가 크림핑 지점(도 3a 및 도 3b에서 볼 수 있음)에 의해 손상되고/되거나 중첩되는 것을 회피하기 위해, 적어도 0.5 mm의 거리에 걸쳐 그의 외부 주연부 상에 출구 개구가 없는 빈 공간(10)을 갖는다. 빈 공간(10)은 특히 도 4a에서 볼 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 출구 개구(8)는 예비형성된 보정된 원형 개구이다. 출구 개구(8)는 캐리어 디스크(7)의 표면 상에 균질하게 분포되고, 각각의 출구 개구는 인접한 출구 개구(들)로부터 2.5 mm의 거리로 이격되지만, 이러한 거리는 0.5 mm와 3 mm 사이에 포함될 수 있다. 개구 분포의 패턴은, 대체적으로, 제조 공정을 위한 기준 개구(구멍)인 일부 특정 출구 개구를 갖는 그리드 또는 매트릭스처럼 보인다.

제안된 실시예에서, 출구 개구(8)는 약 1 mm로 설정된 직경을 갖는다. 그러나, 출구 개구는 0.4 mm와 3 mm 사이에, 바람직하게는 0.5 mm와 1.3 mm 사이에 포함되는 직경을 갖는다.

표현되지 않은 변형 실시예에서, 출구 개구는 장타원형 구멍이다.

특정 출구 개구 분포를 갖는 캐리어 디스크의 제조 공정은 금속 포일의 펀칭 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 유형의 기술은 다이를 사용하여 매트릭스를 통해 재료를 펀칭한다. 그러나, 당업자에게 알려진 다른 기술들이 사용될 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c의 제안된 캐리어 디스크(7)는 캐리어 디스크의 개방 표면 비율이 4% 초과인 50개 내지 150개의 출구 개구(8)를 포함한다.

개방 표면 비율은 캐리어 디스크의 표면에 대한 구멍의 표면들의 합 사이의 비율인 것으로 정의된다. 공식은 다음과 같다:

Ros = 개방 표면 비율

Sh = 구멍 표면

Sd = 캐리어 디스크 표면

본 혁신에서, 초기 요구사항은, 종래의 Nespresso® 머신에서의 일회용 캡슐의 추출을 통해, 가능한 한 크레마가 거의 없는 필터형 커피를 얻는 것이다. 일부 경우에, 일부 크레마가 생성되는 경우, 이러한 크레마는 2분 후에 사라질 것으로 예상된다.

아래의 표(표 1)는 출구 개구(8)(구멍으로도 불리움)의 수뿐만 아니라, 개방 표면 비율로 이어지는 구멍의 크기 및 캐리어 디스크의 크기도 중요하다는 것을 보여준다.

직경이 대략 30 mm인 캐리어 디스크로 시험을 수행하였다.

표 1에 제시된 데이터는 다음을 나타낸다.

구멍의 수가 50개 초과이고 개방 표면 비율이 4% 초과인 상태에서 시험 1, 시험 2 및 시험 5 내지 시험 7을 수행하였다. 결과는 생성된 커피 음료가 추출로부터 2분 후에 어떠한 잔여 크레마도 나타내지 않았기 때문에 만족스러운 것으로 간주되었다.

시험 3에서, 구멍의 수가 50개 미만이고 개방 표면 비율이 4% 미만일 때, 추출된 커피는 2분 후에 사라지지 않는 크레마를 포함한다. 최종 추출된 커피는 폐쇄된 캡슐의 고압 추출로부터 얻어진 커피와 유사하였다.

시험 4에서, 구멍의 수가 50개 미만, 예를 들어 2개이고, 개방 표면 비율이 4% 초과일 때, 커피 추출은 가능하였지만, 기계의 인열 표면 상에서의 필터의 천공과 관련된 기술적 문제로 인해, 커피는 컵 내의 커피 그레인에 의해 만족스럽지 않았다. 추출 공정은 음료 기계의 추출 플레이트의 인열 표면 상에서의 캡슐 요소(여기에서는 필터)의 인열에 의한 종래의 고압 폐쇄 캡슐 추출과 유사하였다.

[표 1]

도 5를 참조하면, 상이한 캐리어 디스크 버전 및 생성된 추출된 커피(위로부터의 커피 컵의 사진)에 대해, 상이한 시간에, 추출의 종료에 대응하는 t0, 추출의 종료 후 1분 뒤에 대응하는 t0+1분, 추출의 종료 후 2분 뒤에 대응하는 t0+2분, 및 추출의 종료 후 5분 뒤에 대응하는 t0+5분을 보여주는 표가 제시된다.

볼 수 있는 바와 같이, 기준에 그리고 50개 초과의 구멍을 갖는 캐리어 디스크에 대응하는 캐리어 디스크는 t0+1분에 컵에 남아 있는 크레마가 없거나 거의 없다는 것을 보여준다.

42개의 구멍을 포함하는 캐리어 디스크(V2.1.7)는 t0+5분에 커피 내의 잔여 크레마를 보여주며, 그에 따라, 예상되는 필터형 커피에 대응하지 않는다. 따라서, 이러한 캐리어 디스크는 종래의 Nespresso® 머신에서 일회용 캡슐을 사용하여 필터형 커피를 생성하는 특정 목적을 위해 유지될 수 없다.

위의 결과(도 5 및 표 1)로부터, 캐리어 디스크는 바람직하게는 70개 내지 120개의 출구 개구를 포함하고, 가장 바람직하게는 85개 내지 110개의 출구 개구를 포함한다.

캐리어 디스크의 개방 표면 비율에 대해, 개방 표면 비율은 4% 초과이고, 바람직하게는 4%와 15% 사이에, 더 바람직하게는 5%와 12% 사이에 포함된다.

이들 값 이외에, 그러한 캐리어 디스크의 산업적 형성 공정을 허용하지 않을, 캐리어 디스크 상의 구멍의 수 및 구멍의 치수에 대한 일부 기술적 한계가 존재한다.

예를 들어, 직경이 대략 30 mm인 캐리어 디스크 상에 균질하게 분포되는, 직경이 0.3 mm인 개구의 경우,

5%의 개방 표면 비율은 대략 200개의 구멍으로 이어지고,

10%의 개방 표면 비율은 대략 995개의 구멍으로 이어지며,

15%의 개방 표면 비율은 대략 1493개의 구멍으로 이어지는데,

이는 품질 문제를 일으키지 않고서 산업 수준에서 기술적으로 실현가능하지 않다.

게다가, 그리고 매우 중요하게는, 관능적 요구사항이 고려되어야 한다. 실제로, 청구된 값 외에는, 추출된 커피가 예상되는 맛에 대응하지 않는다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제안된 캐리어 디스크(7), 및 음료 제조 디바이스의 추출 챔버의 인열 표면에 대한 이러한 캐리어 디스크의 상이한 배향이 도시된다.

제시된 캐리어 디스크(7)는 대략 30 mm의 직경을 가지며, 대략 1 mm의 거리에 걸쳐 그의 외부 주연부 상에 출구 개구(8)가 없는 빈 공간(10)을 제외하고는, 캐리어 디스크의 표면 전체에 걸쳐 분포되는 96개의 출구 개구를 포함한다.

캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 약 9.3%이다.

위에서 논의된 파라미터에 더하여, 그리고 설명된 바와 같이, 상기 특정 캐리어 디스크(7)를 통합하는 캡슐(1)은 음료 제조 디바이스 또는 기계(표현되지 않음)에서 추출되도록 의도된다.

표현되지 않은 음료 제조 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 0.1 바 내지 20 바의 압력으로 캡슐에 공급할 수 있는 유체 분배 디바이스, 및 브루잉 챔버를 포함하고, 브루잉 챔버는 캡슐을 보유하기 위한 제1 부분, 및 브루 챔버를 폐쇄하기 위한 제2 부분을 포함한다. 브루잉 챔버의 제2 부분은 캡슐을 보유하는 브루 챔버가 폐쇄될 때 측벽의 제2 단부에서 교환가능 캡슐과 맞물리기 위한 추출 플레이트를 포함하고, 추출 플레이트는, 사용 시, 캡슐의 제2 단부를 향하는 피라미드형 요소를 갖는 인열 표면을 포함한다.

따라서, 본 발명의 캡슐의 추출 공정 동안, 캡슐의 뚜껑은 음료 제조 디바이스의 브루잉 챔버 내측으로의 캡슐의 삽입 전에 제거된다. 이어서, 캡슐 및 더 구체적으로는 캐리어 디스크(7)는 음료 제조 디바이스의 추출 플레이트의 (피라미드 요소 형태의) 인열 표면을 향하고 있다.

추출 공정 동안, 물이 캡슐 내에 주입되고, 캡슐의 내부 공간 내에 배치된 커피 성분과 혼합된다. 뚜껑이 제거되었음에 따라, 커피 성분의 추출은 8 바 미만, 더 바람직하게는 5 바 미만의 압력에서의 추출이다.

이어서, 커피 음료는 필터를 통과하고, 출구 개구를 통해 캡슐 밖으로 유동하는 것을 목적으로 한다.

추출 동안, 캐리어 디스크가 추출 플레이트의 인열 표면과 인열 상호작용을 하지 않는 경우에도, 추출된 커피가 캐리어 디스크 밖으로 나가는 것이 방지되지 않고, 추출 플레이트의 근처 인열 표면에 의해 영향을 받지 않는 것이 중요하다.

출구 개구의 분포의 제안된 패턴에서, 캐리어 디스크(7)의 출구 개구들(8) 중 10% 미만이 추출 플레이트의 인열 표면을 직접 향하고 있다.

패턴은 위의 특징부가 추출 플레이트의 인열 표면에 대한 캐리어 디스크의 각도 위치설정에 의존하지 않는 방식으로 구성된다.

도 6b는 3개의 상이한 각도 위치, 즉 각각 0°, 20° 및 30°에서 도 6a의 제안된 구멍 분포 패턴을 제시하는 추출 플레이트의 인열 표면과 캐리어 디스크의 투명 중첩을 구체적으로 도시한다.

캐리어 디스크(7)의 각각의 각도 위치에 대해, 차단된 구멍의 수가 계수되었으며: 0°에서는 4개의 구멍이 차단되었고, 20°에서는 8개의 구멍이 차단되었으며, 30°에서는 6개의 구멍이 차단되었다.

추출 플레이트의 인열 표면에 대한 캐리어 디스크의 각도 위치가 어떻든 간에, 차단되는 구멍의 수가 적기(10% 미만) 때문에, 추출된 커피의 최적화되고 규칙적인 유동이 얻어진다.

본 발명이 예로서 설명되었지만, 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 특정 특징부에 대한 알려진 균등물이 존재하는 경우, 그러한 균등물은 본 명세서에 구체적으로 언급된 것처럼 포함된다.

참조부호

1 캡슐

2 캡슐 몸체 / 2a 측벽

3 베이스 벽

4 플랜지

5 뚜껑

6 당김 탭

7 캐리어 디스크

8 출구 개구

9 필터

10 빈 공간

11 기계적 변형부 / 크림핑

Claims (18)

1. 음료를 제조하기 위한 캡슐로서,
   - 캡슐의 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체 - 상기 내부 공간은 음료를 제조하기에 적합한 음료 성분으로 적어도 부분적으로 충전됨 -;
   - 상기 캡슐 몸체와 일체형인 강성 베이스 벽 - 상기 베이스 벽은 상기 측벽의 제1 단부에서 상기 내부 공간을 덮음 -;
   - 상기 베이스 벽의 반대편인 베이스 몸체의 측벽의 제2 단부에서 상기 캡슐의 개방 측부 주위에 원주방향으로 배열되는 플랜지;
   - 상기 베이스 벽의 반대편인 상기 측벽의 제2 단부에서 상기 캡슐의 내부 공간 및 개방 측부를 덮고 상기 캡슐을 밀폐하는 뚜껑 - 상기 뚜껑은 음료 제조 디바이스에서의 상기 캡슐의 사용을 위해 상기 플랜지에 제거가능하게 부착됨 -;
   - 상기 음료 성분과 상기 뚜껑 사이에서 상기 캡슐의 내부 공간 내에 위치되는 필터 요소; 및
   - 상기 캡슐의 내부 공간 내에 제공되는 캐리어 디스크(carrier disk)를 포함하고,
   상기 캐리어 디스크는 상기 뚜껑과 필터 사이에서 상기 캡슐의 내부 공간 내에 위치되고, 상기 캐리어 디스크는 상기 캡슐이 상기 음료 제조 디바이스에 사용될 때 상기 내부 공간으로부터 상기 캡슐의 외측을 향해 상기 제조된 음료를 배출하기에 적합한 다수의 예비형성된 출구 개구를 포함하며,
   상기 캐리어 디스크는 50개 내지 150개의 출구 개구를 포함하고, 상기 캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 4% 초과인, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 디스크는, 바람직하게는 70개 내지 120개의 출구 개구, 가장 바람직하게는 85개 내지 110개의 출구 개구를 포함하는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어 디스크의 개방 표면 비율은 4%와 15% 사이에, 바람직하게는 5%와 12% 사이에 포함되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출구 개구는 보정된 원형 또는 장타원형 개구인, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출구 개구는 0.4 mm와 3 mm 사이에, 바람직하게는 0.5 mm와 1.3 mm 사이에 포함되는 직경을 갖는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출구 개구는 상기 캐리어 디스크의 표면 상에 균질하게 분포되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출구 개구는 인접한 출구 개구로부터 0.5 mm와 3 mm 사이에 그리고 더 바람직하게는 1 mm와 3 mm 사이에 포함되는 거리로 이격되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 인열 표면을 갖는 추출 플레이트를 포함하는 음료 제조 디바이스에서 추출되도록 의도되고, 상기 캐리어 디스크의 출구 개구들 중 10% 미만은 상기 추출 플레이트의 인열 표면을 직접 향하고 있는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 디스크는 28.5 mm와 30.5 mm 사이에 포함되는 직경을 갖는 대체로 원형인 형상을 갖는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
10. 제9항에 있어서, 상기 캐리어 디스크는, 적어도 1 mm의 거리에 걸쳐, 바람직하게는 0.5 mm와 2.5 mm 사이에 그리고 더 바람직하게는 1 mm와 2 mm 사이에 포함되는 거리에 걸쳐 그의 외부 주연부 상에 출구 개구가 없는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 디스크의 두께는 0.05 mm와 1.5 mm 사이에, 바람직하게는 0.1 mm와 1 mm 사이에, 가장 바람직하게는 0.2 mm와 0.8 mm 사이에 포함되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 디스크는 알루미늄으로 제조되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐 몸체, 상기 뚜껑, 및 상기 캐리어 디스크는 각각 주로 알루미늄으로부터 제조되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 디스크는 플라스틱 또는 라미네이팅된 플라스틱 요소로 제조되는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음료 성분은 분쇄된 커피를 적어도 4 g, 바람직하게는 4.5 g 내지 15 g의 양으로 포함하는, 음료를 제조하기 위한 캡슐.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 교환가능 캡슐 및 음료 제조 디바이스를 포함하는, 음료를 제조하기 위한 시스템으로서, 상기 음료 제조 디바이스는 일정량의 유체, 예를 들어 물을 0.1 바 내지 20 바의 압력으로 상기 캡슐에 공급할 수 있는 유체 분배 디바이스, 및 브루잉 챔버(brewing chamber)를 갖고, 상기 브루잉 챔버는 상기 캡슐을 보유하기 위한 제1 부분, 및 브루 챔버를 폐쇄하기 위한 제2 부분을 포함하며,
    상기 교환가능 캡슐은,
    - 상기 캡슐의 내부 공간 주위로 연장되는 원주방향 측벽을 갖는 실질적으로 강성인 캡슐 몸체 - 상기 내부 공간은 상기 음료를 제조하기에 적합한 음료 성분으로 적어도 부분적으로 충전됨 -;
    - 상기 캡슐 몸체와 일체형인 강성 베이스 벽 - 상기 베이스 벽은 상기 측벽의 제1 단부에서 상기 내부 공간을 덮고, 상기 베이스 벽은 상기 일정량의 유체를 공급하기 위해 상기 음료 제조 디바이스를 위한 상기 유체 분배 디바이스의 적어도 하나의 나이프에 의해 사용 시 천공됨 -;
    - 상기 베이스 벽의 반대편인 원주방향 벽의 제2 단부에서 상기 내부 공간을 덮고 사용 전에 상기 캡슐을 밀폐하는 뚜껑을 포함하는 상기 교환가능 캡슐 - 상기 뚜껑은 상기 캡슐이 상기 음료 제조 디바이스에 사용될 때 상기 캡슐로부터 제거됨 -; 및
    - 상기 캡슐의 내부 공간 내에 위치되고, 상기 캡슐이 상기 음료 제조 디바이스에 사용될 때 상기 내부 공간으로부터 상기 제조된 음료를 배출하기에 적합한 50개 내지 150개의 예비형성된 출구 개구를 포함하는 캐리어 디스크를 포함하고,
    상기 브루잉 챔버의 제2 부분은 상기 캡슐을 보유하는 상기 브루 챔버가 폐쇄될 때 상기 측벽의 제2 단부에서 상기 교환가능 캡슐과 맞물리기 위한 추출 플레이트를 포함하고, 상기 추출 플레이트는, 사용 시, 상기 캡슐의 제2 단부에서 상기 캐리어 디스크를 향하는 피라미드형 요소를 갖는 인열 표면을 포함하며,
    사용 시, 상기 출구 개구들 중 10% 미만은 상기 추출 플레이트의 인열 표면의 피라미드형 요소를 직접 향하고 있는, 음료를 제조하기 위한 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 음료 성분의 추출은 8 바 미만, 더 바람직하게는 5 바 미만의 압력에서의 추출인, 음료를 제조하기 위한 시스템.
18. 제16항 또는 제17항의 시스템을 위한 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 캡슐의 사용.