KR20240095177A - 음료의 조제를 위한 캡슐 - Google Patents
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Abstract
음료 조제 장치에서의 음료의 조제를 위한 캡슐이 개시된다. 캡슐은 컵-형상의 몸체 및 컵-형상의 몸체를 폐쇄하기 위한 커버를 포함한다. 컵-형상의 몸체는 커버가 그 위에서 밀봉하기 위한 환형 플랜지를 포함한다. 적어도 컵-형상의 몸체는 셀룰로오스 펄프로 제조되고, 바닥 벽, 관형 측벽 및 환형 플랜지를 포함한다. 관형 측벽은 컵-형상의 몸체의 종축에 대해 제1 방향으로 경사진다. 컵-형상의 몸체는 측벽과 환형 플랜지를 연결하는 연결 벽을 추가로 포함한다. 연결 벽은 컵-형상의 몸체의 측벽에 대해 외향으로 돌출하는 부분을 적어도 포함한다. 이러한 돌출 부분은 음료의 조제 동안 누출 기밀성을 개선하기 위해 음료 조제 장치의 캡슐 봉입 부재의 에지와 협력한다.
Description
본 발명은 음료 조제 장치에서의 음료의 조제를 위한 캡슐에 관한 것이다. 캡슐은 셀룰로오스 펄프로 제조된 컵-형상의 몸체를 포함한다.
셀룰로오스 펄프로 제조된 용기 또는 캡슐이 음료 조제 장치의 분야에서 알려져 있다. 적어도 소정 기간 동안 캡슐 내의 음료 물질의 품질을 유지할 수 있는, 셀룰로오스 펄프로 제조된 재료가 또한 알려져 있다. 음료 생산 장치에서 음료를 조제하기 위한 일회용 캡슐이 또한 알려져 있다.
셀룰로오스 펄프로 제조된 이러한 일회용 캡슐은 다른 재료로 제조된 캡슐에 비해 잠재적인 감소된 환경 영향을 제공한다.
공지된 셀룰로오스 펄프 제조 캡슐은 음료 조제 장치에서 사용되며, 음료 조제 프로세스 동안 그리고 음료의 조제를 위해 캡슐에 물을 주입하는 동안 캡슐을 봉입(enclosing)하는 부재를 포함한다.
캡슐 내로 주입된 물이 캡슐 몸체 밖으로 흐르는 것을 방지하기 위해 캡슐과 봉입 부재 사이의 맞물림이 기밀한(tight) 것이 중요하다.
캡슐과 봉입 부재 사이의 밀봉 맞물림이 양호하지 않은 경우, 물은 흐름에 대한 충분한 저항에 부딪힘 없이 캡슐 밖으로 흐르고, 캡슐 커버의 인열을 야기하기 위해 필요한 압력이 캡슐 내부에서 확립되지 않을 것이며, 또는, 대안적으로, 낮은 압력은 커버의 불완전한 인열 및 그에 따라 캡슐에 수용된 음료 물질의 불량한 추출을 야기할 것이다. 그러한 시나리오에서, 물은 충분한 압력 조건하에서 음료 물질과 상호작용하거나 완전히 상호작용함이 없이 음료 생산 장치로부터 배출될 것이다.
본 발명은 음료 조제 장치에서의 음료의 조제를 위한 공지된 셀룰로오스 펄프 제조 캡슐의 누출-기밀 특징을 개선하는 것을 목표로 한다.
청구항 1에 청구된 바와 같은 본 발명은 음료 조제 장치에서의 음료의 조제를 위한 캡슐이다. 캡슐은 컵-형상의 몸체 및 컵-형상의 몸체를 폐쇄하기 위한 커버를 포함하며, 컵-형상의 몸체는 커버가 그 위에서 밀봉하기 위한 환형 플랜지를 포함한다. 적어도 컵-형상의 몸체는 셀룰로오스 펄프로 제조되고, 바닥 벽, 관형 측벽 및 환형 플랜지를 포함한다. 컵-형상의 몸체는 측벽과 환형 플랜지를 연결하는 연결 벽을 추가로 포함한다. 본 발명에 따르면, 연결 벽은 컵-형상의 몸체의 측벽에 대해 외향으로 돌출하는 부분을 적어도 포함한다. 유리하게도, 이러한 돌출 부분은 음료의 조제 동안 누출 기밀성을 개선하기 위해 음료 조제 장치의 캡슐 봉입 부재의 에지와 협력한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 돌출 부분의 밀도는 측벽의 최대 밀도보다 작고, 이러한 돌출 부분의 두께는 컵-형상의 몸체의 측벽의 최대 두께보다 더 커서, 돌출 부분의 변형성을 증가시키고 또한 음료의 조제 동안 누출 기밀성을 개선한다.
더 바람직하게는, 본 발명의 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 컵-형상의 몸체의 측벽의 최대 밀도와 연결 벽의 돌출 부분의 밀도 사이의 차이는 0,1% 내지 20%에 포함되는 값이다. 더욱 더 바람직하게는, 컵-형상의 몸체의 측벽의 최대 밀도와 연결 벽의 돌출 부분의 밀도 사이의 차이는 0,1% 내지 10%에 포함되는 값이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시예에서, 연결 벽의 돌출 부분은 둥근 형상을 가지며, 바람직하게는, 돌출 부분의 외부 프로파일은 원의 호이다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 연결 벽은 컵-형상의 몸체의 공동(cavity)을 향하는 적어도 하나의 내측 표면을 포함한다. 이러한 내측 표면은, 종단면에서 볼 때, 컵-형상의 몸체의 측벽의 경사 방향과 각도를 형성하는 방향으로 경사진다. 각도는 100° 내지 150°에 포함되며, 바람직하게는 약 135°이다.
본 발명의 더욱 바람직한 태양에 따르면, 연결 벽의 돌출 부분은 다음의 형상들 중 하나로부터 선택되는 형상을 갖거나, 다음의 형상들 중 하나 이상의 조합인 형상을 갖는다:
- 외부에서 연결 벽의 돌출 부분은 둥근 형상을 갖고, 내부에서 연결 벽의 돌출 부분은 컵-형상의 몸체의 종축에 대해 경사진 평평한 형상을 가짐; 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 연결 벽의 돌출 부분은 둥근 형상을 가짐; 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 연결 벽의 돌출 부분은 컵-형상의 몸체의 종축에 대해 경사진 평평한 형상을 가짐; 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 연결 벽의 돌출 부분은 계단 모양의 형상을 가짐.
바람직하게는, 컵-형상의 몸체는 80 중량% 내지 100 중량%의 백분율 범위의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 셀룰로오스 펄프로 제조되고, 셀룰로오스 펄프로 제조된 상기 컵 형상의 몸체의 내측 및/또는 외측 표면에서 부착된 산소 장벽 라이너(oxygen barrier liner)를 적어도 포함한다.
바람직하게는 그러나 비배타적으로, 본 발명의 캡슐은 일회용 커피 캡슐이다.
본 발명에 따르면, 음료 조제 장치에서의 앞서 설명된 바와 같은 캡슐의 용도가 또한 개시된다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "셀룰로오스 펄프"는 80 중량% 내지 100 중량%의 백분율 범위의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 펄프를 지칭한다.
용어 "셀룰로오스 섬유"는 목재 및/또는 무-목재 기원을 갖는 섬유를 지칭한다. 섬유는, 비제한적인 예로서, 경질 목재 셀룰로오스 섬유, 연질 목재 셀룰로오스 섬유, 소맥 섬유, 옥수수 섬유, 바가스 섬유, 대나무 섬유, 대마 섬유, 면 섬유, 다른 유사한 식물성 또는 식물 섬유, 또는 이들의 조합이다.
셀룰로오스 펄프로 제조된 컵 형상의 몸체 상에, 하나의, 바람직하게는 여러 층으로 제조된 적어도 하나의 산소 장벽 라이너가 부착된다.
산소 장벽 라이너는, 예를 들어 화석 또는 비-화석 기원의 중합체 또는 바이오소스 중합체(BioSource polymer)를 포함하는, 공지된 단층 또는 다층 중합체 라이너로 제조되고, 캡슐의 셀룰로오스 펄프 컵 형상의 몸체의 내측 표면에 부착된다.
바람직한 다층 장벽 라이너는 산소 및/또는 수분 장벽 특성을 갖는 코어 층 - 상기 장벽 라이너를 셀룰로오스 펄프 재료에 밀봉하기 위한 밀봉 층에 의해 둘러싸임 -, 및 바람직하게는, 캡슐이 원료(ingredient)로 충전된 후에 캡슐을 폐쇄하기 위해, 폐쇄 커버를 밀봉하기 위한 제2 외부 밀봉 층을 포함한다.
산소 장벽 라이너는, 비제한적인 예로서, 다음 층들 중 하나 이상을 포함한다:
- 폴리부틸렌 석시네이트(PBSA/바이오PBS), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 전분, 셀룰로오스 유도체, 폴리 젖산(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 생분해성 중합체를 포함하는 최외측 중합체 층,
- 생분해성 개질된 또는 작용화된 폴리올레핀을 포함하는 제1 타이 층,
- 부텐디올 비닐 알코올 공중합체(BVOH), 폴리비닐 알코올(PVOH) 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 중합체를 포함하는 장벽 층,
- 생분해성 개질된 또는 작용화된 폴리올레핀을 포함하는 제2 타이 층,
- 폴리부틸렌 석시네이트(PBSA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 전분, 셀룰로오스 유도체, 폴리 젖산(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 생분해성 중합체를 포함하는 최내측 중합체 층.
커버는 공지된 재료로 제조되는데, 바람직하게는 그것은 중합체 필름 멤브레인이다.
커버는 평평할 수 있는데, 즉 3차원 형상으로 형성되지 않을 수 있다.
커버는, 원료로 충전한 후에 컵 형상의 몸체 개구를 폐쇄하기 위해, 컵 형상의 몸체 개구의 밀봉 층에 밀봉된다.
캡슐의 컵 형상의 몸체는 바람직하게는 건조 또는 습윤, 바람직하게는 습윤, 셀룰로오스 펄프를 틀 안에서 성형함으로써 획득된다.
바람직하게는, 캡슐의 컵 형상의 몸체가 성형된 후에, 위에서 언급된 "장벽 라이너"가 상기 몸체의 내부 및/또는 외부 표면 상에 적층된다.
바람직하게는, 커버 및 컵 형상의 몸체 둘 모두에 대한 산소 장벽은 음료 원료의 특성에 따라 충분한 보존 수명을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 커피의 경우, 예상 보존 수명은 12개월일 수 있다.
바람직하게는, 컵-형상의 몸체, 그의 산소 장벽 라이너, 및/또는 커버는 가정 퇴비화 가능 재료(home compostable material)로 제조된다. 본 발명에 따른 캡슐은 보통 국가 규제에 따라 공식 재활용 시설에 조직된 재활용 프로세스에서(예컨대, 종이 재활용 스트림에서, 또는 일반 쓰레기 재활용 또는 처리 스트림에서) 재활용되도록 의도된다. 그러나, 캡슐이 자연에, 가정 퇴비화 가능 폐기물에, 또는 쓰레기 매립지에 두어지는 경우에, 상기 캡슐은 박테리아에 의해 그리고 자연에 자연적으로 존재하는 온도 및 습도의 조건에서 분해되도록 자연적으로 준비가 된 재료로 설계된다. 이러한 방식으로, 그러한 캡슐은 자연에 계속 있지 않을 것이고 가정 퇴비화성 기준들에 의해 정의된 조건 내에서 단기간(원칙적으로 몇 주) 이내에 자연적으로 사라질 것이 보장된다.
보다 정확히 말하면, 가정 퇴비화성은 현재 국가 차원에서 그리고 주로 국제 표준 EN 13432에 기초하여 잘 정의되어 있으며; 그에 따라, 그들은 본 명세서에서 심도 있게 추가로 정의되도록 요구되지 않는다. 이러한 표준들을 준수하는 재료들 또는 제품들은 그들의 가정 퇴비화성을 나타내는 적합성 마크에 의해 인정받을 수 있다. 국가 차원의 가정 퇴비화성 인증들의 몇 가지 예는 다음을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 인증기관 TV AUSTRIA BELGIUM은 그러한 가정 퇴비화성 인증 계획을 제공하고, DIN CERTCO는 호주 표준 AS 5810에 따라 가정 퇴비화성에 대한 인증을 제공한다. 이탈리아는 주변 온도에서의 퇴비화에 대한 국가 표준, UNI 11183:2006을 가지고 있다. 2015년 11월에, 프랑스 표준 "NF T 51-800 플라스틱 - 가정 퇴비화에 적합한 플라스틱에 대한 사양"이 도입되었다. 이러한 표준은 DIN CERTCO 계획에서 커버된다.
음료의 조제는 유체 물질과 용기 내에 수용된 원료의 혼합에 의해 달성된다. 바람직하게는, 원료는 로스트 및 분쇄 커피, 압밀 또는 비압밀, 가용성 분말 커피 또는 잎차의 리스트 내에서 선택된다. 또한 유제품 원료(예컨대, 우유 또는 크리머)뿐만 아니라, 초콜릿, 과일 주스, 수프, 야채 주스, 부용(bouillon), 스무디(smoothie), 퓌레(puree), 쿨리(coulis), 크림, 치커리, 보리, 요리 보조물, 수프 원료, 영아용 조제분유, 또는 이들의 조합이 분말형 가용성 형태로, 다양한 점도를 갖는 액체 농축 형태로, 또는 겔 형태로 제공될 수 있다.
가장 바람직하게는, 음료 원료는 로스트 및 분쇄 커피이다.
본 발명의 캡슐은 전형적으로, 예컨대 용기 내에 희석액(예컨대, 고온, 저온 또는 주변 물)이 공급되는 것에 의해, 음료 및/또는 식품 조제 장치와 상호작용할 수 있으며; 그러한 희석액은 음료 원료와 혼합되거나 달리 상호작용한다. 표현 "희석액과 음료 원료(들)의 혼합"으로, 캡슐 내에 수용된 모든 원료가 음료 제품을 달성하기 위해 희석액과의 일반적인 혼합 동작(용해, 추출 또는 침출(infusion))과 양립할 수 있는 형태인 것이 의도되어야 한다.
바람직하게는, 캡슐 몸체 및 캡슐의 커버에 의해 경계가 정해진 공동은 본질적으로 산소가 없고, 빈 공간은 질소, 산화탄소 및 이들의 조합과 같은 불활성 기체로 포화된다. 바람직하게는, 캡슐은 산화탄소 및 이산화탄소와 같은, 커피 내에 함유된 그리고 밀봉 후에 공동 내에서 방출되는 기체로 인해, 대기압보다 높은 내부 기체 압력을 갖는다.
음료 조제 장치는 바람직하게는 캡슐을 수용하고 기밀하게 봉입하기 위한 캡슐 홀더, 가압 액체를 캡슐 내부에 공급하기 위한 가압 액체 공급 시스템을 포함한다. 이러한 유형의 장치들은 예를 들어 전통적인 Nespresso® 캡슐의 추출에 통상적으로 사용되는 것들이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점이 도면을 참조하여 아래에 기재된 현재 바람직한 실시예의 설명에서 설명되고, 그로부터 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 캡슐의 제1 실시예의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 캡슐의 개략 종단면도이다.
도 3은 화살표 W에 의해 표시된 도 2의 부분의 개략 확대도이다.
도 4는 음료 조제 장치의 캡슐 봉입 부재 내에 봉입된 때의, 도 1의 캡슐의 개략 및 부분 종단면도이다.
도 4a는 화살표 W1에 의해 표시된 도 4의 부분의 개략 확대도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 캡슐의 3개의 추가 실시예를 보여주는, 도 3과 유사한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 캡슐의 제1 실시예의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 캡슐의 개략 종단면도이다.
도 3은 화살표 W에 의해 표시된 도 2의 부분의 개략 확대도이다.
도 4는 음료 조제 장치의 캡슐 봉입 부재 내에 봉입된 때의, 도 1의 캡슐의 개략 및 부분 종단면도이다.
도 4a는 화살표 W1에 의해 표시된 도 4의 부분의 개략 확대도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 캡슐의 3개의 추가 실시예를 보여주는, 도 3과 유사한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3에, 음료 조제 장치에서의 음료의 조제를 위한, 본 발명에 따른 캡슐의 제1 실시예가 도시되어 있다. 이러한 캡슐은 컵-형상의 몸체(1) 및 컵-형상의 몸체(1)를 폐쇄하기 위한 커버(2)를 포함한다.
컵-형상의 몸체(1)는 커버(2)가 그 위에서 밀봉하기 위한 환형 플랜지(3)를 포함한다. 컵-형상의 몸체(1)는 셀룰로오스 펄프로 제조되며, 적어도 바닥 벽(4), 관형 측벽(5) 및 환형 플랜지(3)를 포함한다. 측벽(5)과 환형 플랜지(3)는 컵-형상의 몸체(1)의 연결 벽(6)(도 3 참조)에 의해 연결된다.
본 발명에 따르면, 연결 벽(6)은 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)에 대해 외향으로 돌출하는 부분(7)(도 3)을 적어도 포함한다. 이러한 외향 돌출 부분(7)은 볼록한 것으로 정의될 수 있다. 연결 벽(6)의 일부로서의, 돌출 부분(7)은 캡슐의 측벽(5) 및 상기 환형 플랜지(3) 둘 모두와 일체이다. 따라서, 돌출 부분은 셀룰로오스 펄프로 제조된다. 이러한 외향 돌출 부분(7)은 볼록한 것으로 정의될 수 있다. 사용 시, 이러한 돌출 부분(7)은 음료의 조제 동안 상기 봉입 부재(9)와 컵-형상의 몸체(1) 사이의 누출 기밀성을 개선하기 위해 음료 조제 장치(10)(도 4에 부분적으로 도시됨)의 캡슐 봉입 부재(9)의 에지(8)와 협력한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연결 벽(6)의 돌출 부분(7)의 밀도는 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 최대 밀도보다 작다. 게다가, 상기 돌출 부분(7)은 또한 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 최대 두께 T2보다 더 큰 두께 T1을 갖는다.
바람직하게는, 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 최대 밀도 D1과 연결 벽(6)의 돌출 부분(7)의 밀도 D2 사이의 차이는 D1의 0,1% 내지 D1의 20%에 포함되는 값인데, 즉 다음과 같으며:
0,1% D1 ≤ (D1 - D2) ≤ 20% D1
보다 바람직하게는, 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 최대 밀도 D1과 연결 벽(6)의 돌출 부분(7)의 밀도 D2 사이의 차이는 D1의 0,1% 내지 D1의 10%에 포함되는 값인데, 즉 다음과 같다.
0,1% D1 ≤ (D1 - D2) ≤ 10% D1.
본 발명의 맥락에서, 용어 "밀도"는 재료의 "체적 질량 밀도"를 지칭하며, 이는 이러한 재료의 단위 체적당 질량이다. 돌출 부분(7)의 셀룰로오스 펄프의 감소된 밀도는 더 큰 밀도를 갖는 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 강성 및 경도에 대한 이러한 부분(7)의 감소된 강성 및 경도로 이어진다.
바람직하게는, 연결 벽(6)의 돌출 부분(7)은 종단면에서 둥근 형상을 갖고(도 3 참조), 더 바람직하게는 상기 돌출 부분(7)의 외부 프로파일은 원의 호이다. 더욱 더 바람직하게는, 원호는 0,53 mm+/-30%의 직경을 갖는 원의 호이다.
연결 벽(6)의 돌출 부분(7)의 형상 및 치수는 음료 조제 장치(10)의 이동가능 봉입 부재(9)의 에지(8) 사이의 더 나은 그리고 더 점진적인 상호작용뿐만 아니라, 더 나은 밀봉을 허용한다.
연결 벽(6)의 돌출 부분(7)의 형상, 치수 및 밀도는 음료 조제 동안 기밀성을 보장한다. 기밀성은, 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)에 대한 이러한 돌출 부분(7)의 더 낮은 밀도 및 더 큰 두께로 인해, (도 4a에 도시된 바와 같은) 돌출 부분(7)의 셀룰로오스 펄프의 국소 압축 및/또는 변형을 통해 달성된다. 밀도에 있어서의 이러한 차이는 돌출 부분(7)의 일종의 "고무 효과" 및/또는 증가된 기계적 유연성을 생성하며, 이는 기밀성을 제공하는 데 탁월하다: 음료 조제 장치(10)의 이동가능 봉입 부재(9)가 (도 4 및 도 4a에 도시된 바와 같이) 캡슐 주위에 폐쇄되고 이러한 이동가능 봉입 부재(9)의 에지(8)가 돌출 부분(7)을 누를 때, 상기 돌출 부분(7)은 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)에 대한 그의 더 낮은 밀도로 인해 휘어지고 변형될 수 있다. 게다가, 돌출 부분(7)의 더 낮은 밀도는 또한 다른 유리한 기술적 효과를 가질 수 있다. 물이 캡슐에 주입될 때, 돌출 부분(7)의 더 낮은 밀도는 이러한 돌출 부분(7)이 얼마간의 물을 "흡수"하고 팽창할 수 있게 하며, 따라서 그의 비압축 체적을 증가시키고, 그에 의해 또한 상기 돌출 부분(7)과 봉입 부재(9)의 에지(8)의 내측 표면 사이의 접촉면을 증가시키고, 그에 의해 누출 기밀성을 더욱 개선한다.
컵-형상의 몸체(1)는 바람직하게는 회전 대칭이다. 바람직하게는, 관형 벽(5)은, 원형 단면을 갖고 환형 플랜지(3)를 향해 증가하는 직경을 갖는, 절두 원추형 형상을 갖는다.
바람직하게는, 관형 측벽(5)은, 종단면에서 볼 때, 컵-형상의 몸체(1)의 종축 A에 대해, 제1 경사 방향 M1(도 3에 도시됨)로 경사진다.
바닥 벽(4)은 바람직하게는, 얕은 오목한 체적의 경계를 정하도록, 제1 경사진 벽(4A) 및 제2 벽(4B)을 포함한다. 제1 경사진 벽(4A)은 바람직하게는, 원형 단면을 갖고 측벽(5)을 향해 증가하는 직경을 갖는, 절두 원추형 형상을 갖는다. 제2 벽(4B)은 바람직하게는 평평하거나(도 2에 도시된 바와 같이) 볼록하다(공동(1A)의 관점에서, 즉 공동(1A)을 향해 내부로 돌출함).
연결 벽(6)은 바람직하게는 컵-형상의 몸체(1)의 공동(1A)을 향하는 내측 표면(6B)을 포함한다. 종단면에서 본, 그리고 압축/변형되지 않은 때의, 이러한 내측 표면(6B)은 측벽(5)의 경사 방향 M1과 각도 G를 형성하는 방향 M2(도 3)로 경사진다. 각도 G는 바람직하게는 100° 내지 150°에 포함되며, 더 바람직하게는 약 135°이다. 연결 벽(6)의 경사는 상기 연결 벽(6)이 인클로저 부재(9)의 에지(8)에 의해 맞물릴 때 상기 연결 벽(6)의 변형을 용이하게 하고, 궁극적으로 밀봉에 유리하다.
환형 플랜지(3)는 바람직하게는 평평한 벽(3A)을 포함한다.
도 4에 부분적으로 개시된, 음료 조제 장치(10)는 이동가능 봉입 부재(9) 및 캡슐의 커버(2)를 지지하기 위한 지지 플레이트(11)를 포함한다. 이러한 지지 플레이트(11)는 캡슐 내로 주입된 액체가 캡슐 내에 미리 결정된 압력을 생성할 때 커버(2)를 인열시키고 음료가 캡슐 밖으로 흐르게 할 수 있다.
기술자에게 통상적인 바와 같이, 봉입 부재(9)는 음료 조제 장치 내에의 캡슐의 도입을 허용하는 초기 위치(도시되지 않음)로부터, 봉입 부재(9)와 지지 플레이트(11)가 캡슐을 기밀하게 봉입하는 브루잉 위치(도 4 및 도 4a에 도시됨)로 이동가능하다. 이러한 위치에서, 가압된 액체가 음료 조제 장치(10)의 하나 이상의 뾰족한 요소(12)에 의해 형성된 개구를 통해 캡슐 내로 주입된다. 이러한 뾰족한 요소(12)는 컵-형상의 몸체(1)의 바닥 벽(4)을 천공하도록 설계된다. 음료 조제 장치(10)의 작동뿐만 아니라, 그의 다양한 구성요소의 기술적 특징은 기술자에게 잘 알려져 있으며, 그에 따라 상세히 설명되지 않을 것이다.
앞서 논의된 바와 같이, 컵-형상의 몸체(1)는 80 중량% 내지 100 중량%의 백분율 범위의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 셀룰로오스 펄프로 제조된다.
용어 "셀룰로오스 섬유"는 목재 및/또는 무-목재 기원을 갖는 섬유를 지칭한다. 섬유는, 비제한적인 예로서, 경질 목재 셀룰로오스 섬유, 연질 목재 셀룰로오스 섬유, 소맥 섬유, 옥수수 섬유, 바가스 섬유, 대나무 섬유, 대마 섬유, 면 섬유, 다른 유사한 식물성 또는 식물 섬유, 또는 이들의 조합이다.
캡슐의 컵 형상의 몸체는 바람직하게는 건조 또는 습윤, 바람직하게는 습윤, 셀룰로오스 펄프를 틀 안에서 성형함으로써 획득된다.
대안적으로, 컵-형상의 몸체(1)는, 기술자에게 통상적인 바와 같이, 셀룰로오스 펄프로 제조된 시트(sheet)로부터, 그것을 틀에 대고 변형시켜 시트에 원하는 컵 형상을 부여함으로써 형상화될 수 있다.
셀룰로오스 펄프로 제조된 컵-형상의 몸체는 적어도 하나의, 바람직하게는 여러 층으로 제조된 적어도 하나의 산소 장벽 라이너(14)(도 3)를 포함한다.
바람직하게는, 캡슐의 컵-형상의 몸체가 성형된 후에, 산소 장벽 라이너(14)(도 3)가 셀룰로오스 펄프 컵 형상의 몸체의 내측 표면에 공지된 방식으로 부착된다. 예를 들어, 산소 장벽 라이너(14)는 상기 몸체의 내부 및/또는 외부 표면 상에 적층된다.
바람직하게는, 산소 장벽 라이너(14)는 적어도 가정 퇴비화 가능 중합체로 제조되며, 따라서 캡슐 또는 적어도 컵-형상의 몸체를 가정 퇴비화 가능 폐기물에 버리는 것이 가능하다.
바람직하게는, 다층 산소 장벽 라이너는 산소 및/또는 수분 장벽 특성을 갖는 코어 층을 포함하며, 이 코어 층은 상기 장벽 라이너를 셀룰로오스 펄프 재료에 밀봉하기 위한 밀봉 층에 의해 둘러싸인다.
바람직한 다층 장벽 라이너는 산소 및/또는 수분 장벽 특성을 갖는 코어 층을 포함하며, 이 코어 층은 상기 장벽 라이너를 셀룰로오스 펄프에 밀봉하기 위한 밀봉 층에 의해 둘러싸인다.
바람직하게는, 장벽 라이너(14)는, 음료 물질을 수용하기 위한 적어도 전체 공동(1A)의 경계를 정하기 위해, 컵-형상의 몸체(1)의 모든 내측 표면들에서 제공된다.
산소 장벽 라이너(14)는, 예를 들어 화석 또는 비-화석 기원의 중합체 또는 바이오소스 중합체를 포함하는, 공지된 단층 또는 다층 중합체 라이너로 제조되고, 캡슐의 셀룰로오스 펄프 컵 형상의 몸체의 내측 표면에 부착된다.
산소 장벽 라이너는, 비제한적인 예로서, 다음 층들 중 하나 이상을 포함한다.
- 폴리부틸렌 석시네이트(PBSA/바이오PBS), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 전분, 셀룰로오스 유도체, 폴리 젖산(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 생분해성 중합체를 포함하는 최외측 중합체 층,
- 생분해성 개질된 또는 작용화된 폴리올레핀을 포함하는 제1 타이 층,
- 부텐디올 비닐 알코올 공중합체(BVOH), 폴리비닐 알코올(PVOH) 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 중합체를 포함하는 장벽 층,
- 생분해성 개질된 또는 작용화된 폴리올레핀을 포함하는 제2 타이 층,
- 폴리부틸렌 석시네이트(PBSA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 전분, 셀룰로오스 유도체, 폴리 젖산(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 또는 이들의 조합의 리스트 내에서 선택된 생분해성 중합체를 포함하는 최내측 중합체 층.
바람직하게는, 제1 및 최외측 중합체 층은 10 내지 50 μm에 포함되는 두께를 갖고, 상기 층은 10% 내지 800%에 포함되는 파단 연신율, 2.16 kg의 압력으로 10분 동안 150℃에서 측정될 때 2 내지 4에 포함되는 용융 흐름 속도(MFR)를 갖고, 상기 층은 80℃ 아래에 포함되는 융점 온도를 갖는다.
바람직하게는, 제1 타이 층은 180℃ 내지 230℃에 포함되는 융점 온도, 및 1 내지 12 μm에 포함되는 두께를 갖는다.
바람직하게는, 장벽 층은 180℃ 내지 230℃에 포함되는 융점 온도, 및 1 내지 15 μm에 포함되는 두께를 갖는다.
바람직하게는, 제2 타이 층은 180℃ 내지 230℃에 포함되는 융점 온도, 및 1 내지 10 μm에 포함되는 두께를 갖는다.
바람직하게는, 최내측 중합체 층은 10 내지 50 μm에 포함되는 두께를 갖고, 상기 최내측 층은 10% 내지 1000%에 포함되는 파단 연신율, 2.16 kg의 압력으로 10분 동안 190℃에서 측정될 때 4 내지 10에 포함되는 용융 흐름 속도(MFR)를 갖고, 상기 층은 110℃ 내지 180℃에 포함되는 융점 온도를 갖는다.
바람직하게는, 컵 형상의 몸체(1) 및 그의 산소 장벽 라이너(14)는 가정 퇴비화 가능 재료로(예를 들어, 위에 열거된 재료들 중 하나 이상으로) 제조되며, 따라서 이러한 몸체를 가정 퇴비화 가능 폐기물에 버리는 것이 가능하다.
커버(2)는 공지된 재료로 제조되는데, 바람직하게는 그것은 중합체 필름 멤브레인이다.
커버(2)는 평평할 수 있는데, 즉 3차원 형상으로 형성되지 않을 수 있다.
커버(2)는 바람직하게는 산소 장벽 층을 포함한다.
바람직하게는, 또한 커버(2)가 적어도 가정 퇴비화 가능 중합체로 제조되며, 따라서 그것을 그리고 더 바람직하게는 또한 컵 형상의 몸체를 가정 퇴비화 가능 폐기물에 버리는 것이 가능하다.
커버(2)는 바람직하게는 컵-형상의 몸체(1)의 공동(1A)을 향해 배향된 밀봉 층을 포함한다.
통상적인 바와 같이, 캡슐이 대기압보다 높은 내부 기체 압력을 갖는 경우, 커버(2)는 (도 2에 도시된 바와 같이) 볼록한 형태, 즉 공동(1A)에 대해 외부로 돌출하는 형태를 취할 수 있다.
커버는, 원료로 충전한 후에 컵 형상의 몸체 개구를 폐쇄하기 위해, 컵 형상의 몸체 개구의 밀봉 층에 밀봉된다.
바람직하게는, 커버 및 컵 형상의 몸체 둘 모두에 대한 산소 장벽은 음료 원료의 특성에 따라 충분한 보존 수명을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 커피의 경우, 예상 보존 수명은 12개월일 수 있다.
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명의 제2, 제3 및 제4 실시예를 도시하며, 여기서 캡슐은 제1 실시예와 관련하여 논의된 것과 동일한 기술적 특징을 갖지만, 상이한 연결 벽(106, 206 및 306)을 갖는다.
도 5에서, 연결 벽(106)은 (종단면에서 보는 경우) 외부에서뿐만 아니라 내부에서 둥글고, 돌출 부분(107)이 또한 둥글다. 바람직하게는, 돌출 부분(107)의 외부 프로파일은 원의 호이다. 바람직하게는, 원호는 0,53 mm+/-30%의 직경을 갖는 원의 호이다.
도 6에서, 연결 벽(206)과 돌출 부분(207)은 경사면의 형태를 갖고, 종단면에서 볼 때, 측벽(5)의 경사 방향 M1과 각도 G1을 형성하는 방향 M3으로 경사진다. 각도 G1은 바람직하게는 100° 내지 150°에 포함되며, 더 바람직하게는 약 135°이다.
도 7에서, 연결 벽(306)은 계단의 형태를 갖고, 돌출 부분(307)은 환형 플랜지(3)에 실질적으로 평행한 제1 벽 부분(315), 및 종단면에서 볼 때, 측벽(5)의 경사 방향 M1과 각도를 형성하는 방향 M4로 경사진 제2 벽 부분(320)을 포함하며: 상기 각도는 바람직하게는 100° 내지 150°에 포함되고, 더 바람직하게는 약 135°이다.
제2, 제3 및 제4 실시예의 돌출 부분(107, 207 및 307)의 밀도는 컵-형상의 몸체(1)의 측벽(5)의 밀도와 동일할 수 있거나, 이러한 측벽(5)의 최대 밀도보다 작을 수 있다.
돌출 부분(107, 207 및 307)의 최대 두께 T3, T4, T5는 측벽(5)의 최대 두께 T2와 동일할 수 있거나, 그것은 더 클 수 있다.
연결 벽(106, 206 및 306)의 돌출 부분(107, 207 및 307)의 형상 및 치수는 이동가능 봉입 부재(9)의 에지(8) 사이의 더 나은 그리고 더 점진적인 상호작용 및 더 나은 밀봉을 허용한다.
돌출 부분(107, 207 및 307)의 형상, 치수 및 밀도는 음료 조제 동안 기밀성을 보장한다. 기밀성은 돌출 부분(107, 207 및 307)의 셀룰로오스 펄프의 국소 압축 및/또는 변형을 통해 달성된다.
앞서 언급된 바와 같이, 캡슐 전체는 생분해성이며, 가장 바람직하게는 퇴비화 가능하다.
본 명세서에 설명된 캡슐의 현재 바람직한 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백할 것임이 이해되어야 한다. 그러한 변경 및 수정은 첨부된 청구항들에 의해 커버되는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 연결 벽은 앞서 논의된 실시예들의 연결 벽들 중 둘 이상의 형상들의 조합인 형상을 가질 수 있다.
Claims (11)
- 음료 조제 장치(10)에서의 음료의 조제를 위한 캡슐로서,
컵-형상의 몸체(1), 및 상기 컵-형상의 몸체(1)를 폐쇄하기 위한 커버(2)를 포함하고,
상기 컵-형상의 몸체(1)는 셀룰로오스 펄프로 제조되고, 바닥 벽(4), 관형 측벽(5), 및 상기 커버(2)가 그 위에서 밀봉하기 위한 환형 플랜지(3)를 포함하며,
상기 측벽(5)과 상기 환형 플랜지(3)는 상기 컵-형상의 몸체(1)의 연결 벽(6; 106; 206; 306)에 의해 연결되는, 캡슐에 있어서,
상기 연결 벽(6; 106; 206; 306)은 상기 측벽(5)에 대해 외향으로 돌출하는 부분(7; 107; 207; 307)을 적어도 포함하고,
상기 적어도 돌출 부분(7; 107; 207; 307)은 상기 음료의 조제 동안 누출 기밀성을 개선하기 위해 상기 음료 조제 장치(10)의 캡슐 봉입 부재(capsule enclosing member)(9)의 에지(8)와 협력하는 것을 특징으로 하는, 캡슐. - 제1항에 있어서, 상기 돌출 부분(7; 107; 207; 307)은 상기 캡슐의 상기 측벽(5) 및 상기 환형 플랜지(3) 둘 모두와 일체이고, 셀룰로오스 펄프로 제조되는 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 벽(6; 106; 206; 306)의 상기 적어도 돌출 부분(7; 107; 207; 307)의 밀도는 상기 측벽(5)의 최대 밀도보다 작은 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 돌출 부분은 상기 측벽(5)의 최대 두께(T2)보다 더 큰 두께(T1; T3; T4; T5)를 갖는 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 벽(6; 106)의 상기 적어도 돌출 부분(7; 107)은 둥근 형상을 갖고, 바람직하게는, 상기 돌출 부분(7; 107)의 외부 프로파일은 외향으로 돌출하는 원호인 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제3항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서, 상기 컵-형상의 몸체(1)의 상기 측벽(5)의 최대 밀도 D1과 상기 연결 벽(6)의 상기 돌출 부분(7)의 밀도 D2 사이의 차이는 D1의 0,1% 내지 D1의 20%에 포함되는 값이고, 즉
1%D1 ≤ (D1 - D2) ≤ 20%D1이며,
더 바람직하게는, 상기 차이는 D1의 0,1% 내지 D1의 10%에 포함되는 값이고, 즉
0,1%D1 ≤ (D1 - D2) ≤ 10%D1인 것을 특징으로 하는, 캡슐. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 벽(6, 206, 306)은 상기 컵-형상의 몸체(1)의 공동(cavity)(1A)을 향하는 적어도 하나의 내측 표면(6B)을 포함하고, 상기 내측 표면(6B)은, 종단면에서 볼 때, 상기 컵-형상의 몸체(1)의 상기 측벽(5)의 경사 방향과 각도(G; G1)를 형성하는 방향(M2, M3, M4)으로 경사지고, 상기 각도(G; G1)는 100° 내지 150°에 포함되고 바람직하게는 약 135°인 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 벽(6; 106)의 적어도 상기 돌출 부분(7; 107)은 다음의 형상들 중 하나로부터 선택되는 형상을 갖거나, 다음의 형상들 중 하나 이상의 조합인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 캡슐:
- 외부에서 상기 돌출 부분(7; 107)은 둥근 형상을 갖고, 내부에서 상기 돌출 부분(7; 107)은 상기 컵-형상의 몸체(1)의 종축(A)에 대해 경사진 평평한 형상을 가짐, 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 상기 돌출 부분(7; 107)은 둥근 형상을 가짐, 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 상기 돌출 부분(7; 107)은 상기 컵-형상의 몸체(1)의 종축(A)에 대해 경사진 평평한 형상을 가짐, 및/또는
- 외부에서 그리고 내부에서 상기 돌출 부분(7; 107)은 계단 모양의 형상을 가짐. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컵-형상의 몸체(1)는 80 중량% 내지 100 중량%의 백분율 범위의 셀룰로오스 섬유들을 포함하는 셀룰로오스 펄프로 제조되고, 셀룰로오스 펄프로 제조된 상기 컵 형상의 몸체의 내측 및/또는 외측 표면에서 부착된 산소 장벽 라이너(oxygen barrier liner)(14)를 적어도 포함하며, 상기 산소 장벽 라이너는 적어도 가정 퇴비화 가능 중합체(home compostable polymer)로 제조되고, 바람직하게는, 또한 상기 커버(2)가 가정 퇴비화 가능 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 일회용 커피 캡슐인 것을 특징으로 하는, 캡슐.
- 음료 조제 장치(10)에서의 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 캡슐의 용도.
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