固體包裝的製作方法

2023-10-08 19:19:19

專利名稱：固體包裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於裝容固體材料的包裝。具體而言，本發明涉及一種用於 裝容固體材料的包裝，其中，將所述包裝浸入液體中導致所述固體材料溶解、 分散和擴散至液體中，而不需要打開所述包裝。
背景技術：
現有的速溶咖啡是使用調羹從罐或瓶中取出，以量取所需咖啡量，然後將舀出的速溶咖啡倒入杯中。在許多情況下會或多或少地灑出；咖啡量根據 調羹的不同和用戶的不同也會有所改變，而且當用戶使用溼調羹時會發生交 叉傳染，或者說使糖或奶弄髒所供給的咖啡。可替代地，使用者可使用"粘接包裝(stickpack)"容器。粘接包裝容 器為管狀包裝，適於裝容各種固體、半固體和液體材料。在這些包裝中裝容 的材料被密封於其中並通過打開所述包裝的穿孔或柔軟部分而擴散開。根據 所裝容的材料的性質，裝容物於是可被倒出、擠出或搖出所述包裝而浸入杯 中或其他器皿中。通常，當粘接包裝用於裝容咖啡時，咖啡從打開之後的包裝傾倒入加入 熱水的杯子中。不幸的是，與粘接包裝相關的一個嚴重問題在於，穿孔的或柔軟的部分 並不總能如預期的那樣起作用。經常需要額外的力或使用諸如剪或刀之類的 切割器具來切開粘接包裝袋的頂部，從而使裝容物能夠從袋中倒出。還應認識到的是，當使用粘接包裝來擴散咖啡時，仍然需要調羹對咖啡 進行足夠的攪動以使其溶解。在向大量人員供應咖啡的情況下(例如在公共飲食行業中)，雖然為了向每人提供所需量的咖啡而配發了粘接包裝幫助，但仍需打開粘接包裝並為 每人提供攪動器具。這導致此過程較為耗時、緩慢和煩瑣。進一步，在自動售貨機市場上，當前提供諸如咖啡的熱飲料包括複雜而 且經常不穩定的固液合成物混合。本發明通過將固態合成物與熱水分離簡化 了這種熱飲料的配發，因而使自動售貨機用戶能夠混合其自需的飲料而不需 要調羹或其他攪動器具。這使終端使用者以及自動售貨機的操作者受益匪 淺，從而簡化了自動售貨機的設計並使傳送配發更為可靠且優質。本發明的發明人已經認識到用於裝容和擴散預定量的固體的這種密封 粘接包裝和其他類型包裝的缺點。本發明在此公開的內容意在提供一種固體 包裝，其用於裝容固體並提供使固體可易於溶解、配發、浸入或擴散至液體 中的方式。進一步，本發明的包裝用作量份控制和/或一次性包裝，以穩定 配發預定量的固體材料。在閱讀本說明書過程中，應注意的是，其中包含的關於文件、操作、材 料、裝置、部件或類似物的任何論述，僅述及本發明的來龍去脈。而不應被 認為是對以下觀點的認同，即，由於形成在本申請的每個權利要求的優先權 曰之前，這些論述的某些或全部就形成現有技術基礎的一部分或者成為本發 明相關領域中的公知常識。發明內容根據第一方面，本發明提供了一種固體包裝，其包括線性細長的管狀結 構，該管狀結構在其上端和下端處密封，該結構包括整體夾持部分和網孔部 分，其中夾持部分鄰近於上端，預定量的固體材料容納於管狀結構內，固體 材料的顆粒尺寸大於網孔部分中的開口的尺寸，所述結構具有足夠的整體剛 度，從而允許至少網孔部分浸入液體中，並通過抓握夾持部分而攪動所述包 裝，從而使固體材料分散、溶解、擴散或浸入液體中。根據第二方面，本發明提供一種使預定量的固體材料溶解、分散、浸入或擴散的方法，所述方法通過以下實現將包裝浸入液體中達到足夠程度，其中所述包裝包括在其上端和下端密封的線性細長管狀結構，所述結構包括 整體夾持部分和網孔部分，其中夾持部分鄰近於上端，固體材料容納於管狀結構內，固體材料的顆粒尺寸大於網孔部分中的開口的尺寸，其中，所述包裝浸入液體中的程度足以使網孔部分與液體接觸；將攪動力施加於夾持部分 達足夠的時間而使得固體材料溶解、分散或浸入液體中，所述結構在攪動力 作用期間保持總體剛度。貫穿本申請文件全文，用詞"包括"或諸如"包含"或"具有"的變化形式，將被理解為表示包括有所述元件的整體或局部，或者成組元件的整體 或局部，但不排除具有任何其他元件的整體或局部，或者成組元件的整體或局部。本發明具有優於傳統包裝的多種優勢，特別是對諸如咖啡的產品而言。 具體而言，本發明避免了如下問題，即，為取出其裝容物進行使用就必須打 開傳統包裝(特別是粘合包裝)。這是因為，當本發明的裝容咖啡的包裝置 於裝有熱水的杯中時，水將通過網孔部分進入所述包裝中，從而使咖啡溶解。 攪動所述包裝將確保咖啡均勻分布而形成飲料。另外，可使用所述包裝將奶 品或乳品和/或糖孔加入並攪動於飲料中。可替代地，呈乾粉形式的奶品或 乳品、糖和人造甜味劑孔形成所述包裝中的固體材料的一部分。例如，咖啡 加上乳品，咖啡加上糖或甜^^未劑再加上乳品/奶品4分末。與粉末式速溶咖啡相比，釆用凍幹或風乾形式的咖啡往往溶解較慢。在 實際中，這意味著，未溶解的顆粒會殘留於杯中，特別是粘到側壁上而有礙 觀瞻。本發明的包裝避免了這種問題，因為任何未溶解的顆粒將會殘留於所 述包裝中。從這方面看，網孔部分用作一種過濾器。由於不使用調羹攪動咖啡，因而避免了糖與咖啡相互之間的交叉接觸。 在提供咖啡和糖的大容量容器使用的情況下，例如，在自助餐廳、辦公室和 工廠餐廳、內部廚房、安排活動、研討會等情況下，這是一個常見的問題。 還顯見的是，完全避免了將溼調羹放回大容量咖啡容器中而易於弄髒咖啡的 問題。在居民健康安全法實施的地區，這避免了許多這類交叉傳染事件。在藥物應用中，本發明允許容易地進行精確量度量的活性成分的給藥。 這對於老年人以及例如遭受關節炎和風溼病疾患困擾的不便打開包裝的人 而言，顯得尤為重要。對兒童的可溶藥物給藥也很重要。因此，對於當前的 丸式或片式給藥的可溶藥物而言，本發明提供一種可選方案。最後，應認識到的是，本發明的包裝易於進行改造。


本發明現在參照附圖並僅通過示例進行描述 圖1是根據本發明一個實施例的前視平面2是根據本發明一個實施例的後視平面圖 圖3是根據本發明一個實施例的側視平面圖 圖4是根據本發明一個實施例的俯視平面圖 圖5是根據本發明一個實施例的仰視平面圖 圖6是根據本發明第二實施例的前視平面圖 圖7是根據本發明第二實施例的後視平面圖 圖8是根據本發明第二實施例的側視平面圖 圖9是根據本發明第二實施例的俯視平面圖 圖IO是根據本發明第二實施例的仰視平面圖； 圖11是本發明的網孔部分的第一圖樣的平面圖 圖12是本發明的網孔部分的第二圖樣的平面圖 圖13是本發明的網孔部分的第三圖樣的平面圖 圖14是本發明的網孔部分的第四圖樣的平面圖 圖15是本發明的網孔部分的開口的具體截面圖和具體實施方式
線性細長管狀結構通常呈枕狀外觀。上密封端和下密封端(端密封)構 成了枕狀物的端，而兩側以鰭式密封(fin-seal)或疊式密封(lap-seal)的方式進行封閉。不過，應認識到的是，也可採用其他形狀，而其尺寸根據容納 於其中的固體材料的性質確定。可以通過聲波焊接、加熱、加壓、使用粘接劑或上述方式的組合來實現 端密封、疊式密封或鰭式密封。當管狀結構由諸如塑性柔性板層板的塑性印 刷板形成時，將通過使用加熱和加壓的方式來形成密封。在這類實施例中， 印刷板通常被撕開或切割成特定寬度的材料以構建單一的包裝，然後，這種 單一的包裝將包括縱向延伸的接縫(疊式密封或鰭式密封)，所述接縫包含 4皮切開的板的兩側，這兩側被拉到一起並通過加熱和加壓來密封。在^f吏用本 發明時特別優選釆用由塑性材料與鋁層相組合的片層，不過，也可使用其他 柔性封裝材料，只要其適合於在包裝內部的固體即可。一種合適的封裝材料的具體示例為雙軸取向聚丙烯(BOPP)。這種材 料由聚丙烯/鋁/聚丙烯的片層構成。在管狀結構的上端附近設有夾持部分，其通常與網孔部分分開。在一些 實施例中，在這一部分中可容納有諸如廣告和商標的印刷材料。在夾持部分下方，形成有管狀結構的網孔部分。網孔部分可圍繞管狀結 構全程延伸。在一些實施例中，通過加熱密封在管狀結構中形成板，從而引 入縱向延伸的接縫(如鰭式密封或疊式密封)，則鄰近於所述接縫的區域通 常相應地為非網帶形式。應認識到的是，網孔部分的跨度將取決於容納在所述包裝中的固體材 料的性質；使固體材料溶解、散開、擴散和泡製所需的速度；以及開口的尺 寸。開口的圖樣也很重要。當然，為了將固體材料保持在本發明的包裝中，開口尺寸必須小於固體 材料的顆粒尺寸。否則，固體材料就會在使用前移出所述包裝。作為示例，已發現較為有效的是，網孔部分包括大約500- 1000個開口 ， 優選為大約1100- 1200個開口 ，每個開口在大約0.2-0.3mm的範圍內。這 樣的開口尺寸使水可以容易地滲透入所述包裝，而又確保諸如凍幹或噴幹咖 啡的顆粒材料保持在其中。通常，當這類咖啡顆粒尺寸為1.0-2.0mm時，開口將為大約0.4-0.5mm。可以容易地針對每種固體材料和4吏包裝浸入的 液體來確定最佳的開口尺寸和數量。每單位面積的開口率根據如下因素而發生變化，例如，開口尺寸、開口 間距、開口圖樣、和形成網孔部分所用的材料的性質。作為示例，如果使用2mm的開口並且相鄰開口間距lmm，則每平方釐 米(cm2)應有大約9個開口。使用lmm的開口並且相鄰開口間距lmm， 則每平方釐米(cm2)應有大約25個開口。使用0.5mm的開口並且相鄰開 口間距lmm，則每平方釐米(cm2)應有大約IOO個開口。形成網孔部分所用的材料也相關且重要，因為如果開口間的空間過小， 會導致網孔部分撕開或斷裂。論及開口圖樣，應認識到的是，通常通過在網孔部分中構建具有所需圖 樣的限定部分而形成這種圖樣。這種限定部分的間隔和排布確定了網孔部分 中的整體圖樣。重要的是，管狀結構具有足夠剛度，使得在使用中在所述包裝浸入液體 的同時可將攪拌力施加其上。優選使用合成塑性材料，尤其是柔性板形式。 特別優選的是，使用由片層(尤其是塑性膜和鋁片層)形成的板。使用這些 材料的附帶優勢在於，來自熱水或沸水的熱傳導受到限制。在本發明的包裝中可容納多種不同的固體材料。這些固體材料可包括林 林總總的特定粉末、混合物、複合材料、顆粒、珠狀體、膠體、漿料、以及 乳製品。所述材料包括咖啡，例如凍幹和噴幹形式的咖啡；咖啡混合物， 例如咖啡加糖(包括天然品以及調，朱品)，咖啡、鄰"木劑加日用奶油；角豆； 咖啡伴侶；風味糖；甜味劑；日用混合物，包括嬰兒配方、鹽、水淨化劑； 藥草；幹混運動飲料；調味品；茶；和其他食物,例如巧克力、焦糖、麥芽、 香草、水果、以及天然和人造調味品，等；還有用於酒精和非酒精飲料的風 味添加劑。還可包括營養補劑，例如維生素和礦物質以及化妝品、類藥性營 養劑、藥物、醫療、獸醫、藥物、農業合成物。此外，可使用的固體材料例 如為空氣清新劑，起泡固體，和用於清洗衣物和盤碟以及其他清潔目的的清潔劑合成物，等。另外的用途是用於分散瑞典菸草(Snus)，其中現有的由 過濾紙製成的包裝可置於使用者的上唇中。本發明的帶孔包裝形成這種傳送 形式的一種替代方案，使唾液可以更容易地進入和排出包裝，而同時將容納 物基本保留在包裝內。在農業市場上，本發明還可用於播種，其中，所述包裝用作容納種植用 的帶土壤和肥料的種子的裝置，其中的網孔作用如下允許溼氣滲入包裝， 並在適當時候使根系向外移動穿過包裝網孔。在這種應用中，所述包裝將由 隨時間降解的環境敏感材料製成。在醫藥市場上，則重點用於抗酸劑、過敏症治療、咳嗽和感冒治療、鎮 痛劑、口服產品、維生素以及營養和維生素補劑，包括其他OTC藥方和成 藥。本發明相關的液體的示例包括形成諸如咖啡的飲料所用的熱水；形成 諸如冰茶的飲料所用的冷水或水水；形成基於不同風味的飲料所用的熱奶和 冷奶，所述風味包括水果、香草、麥芽、以及果汁；以及碳酸型和非碳酸型 飲料，不限於含酒精還是不含酒精。非飲料應用包括將水或奶或果汁與藥物、 醫療、獸醫、藥物、農業和清潔劑合成物相結合使用。可通過多種已知的機械裝置來實現將固體材料填入本發明的包裝中。這 些才幾械裝置包才舌由歐洲的Schwarze-Automation ( JosefBlazek) , Schmucker and Bosch製造的粘結包裝機械裝置(stick-pack machine );產自日本的Toyo andSanko機械裝置；產自美國的Fres-Co系統；以及其它產自印度、土耳其 和義大利的機械裝置。這些機械裝置可被設置為單道或多道機械裝置。如前所述，管狀結構優選由印刷板形成。在此優選實施例中，通過在限定區域中對每一包裝進行穿孔而形成網孔部分，而在其他區域中並不穿孔。存在多種對包裝材料進行成孔或穿孔的技術。這些技術包括冷、熱針孔穿刺，其中通過使用帶針的針刺輪(滾筒)對材料表面進行穿刺而形成一系列孔。所述針刺過或穿過所述材料而受到阻力，該阻力由被刺穿表面下的軟板(通常為橡膠)給定，或者有時通過一系列匹配孔(凸凹結構)來給定。所述針可為冷針，或者為熱針(以形成較大的孔)。也有使用雷射形成穿孔，其中使用雷射束(單束或分裂雷射束)形成遍 及表面襯底的一系列孔。這些過程通常由電腦控制，從而能夠精確使用雷射 束。可替代地，可在壓力下噴水來切制孔，或者，可使用機械衝孔系統(凸 凹模)在板上沖出孔而形成穿孔。在本發明中，優選使用機械模(尤其是加工精度達微米的機械模)遍布 材料板將孔沖壓在精確位置處，以形成單獨的包裝。上述成形工具設計用於 市場化批量生產，且使所述板更寬、工具更大且操作更快。所述工具的尺寸被設置為匹配於所使用的粘結包裝機械裝置，例如，1、 6、 12或24道機械 裝置。此後，所述板被切開以形成單獨的包裝。切開印刷板這一過程可通過 印刷機(例如針對12道粘結包裝機械裝置設置24道)進行，隨後可在 Stick-pack機械裝置上將印刷板切制為單獨的包裝。其加工精度達O.OOlmm量級。這種應用所用的工具能夠在一個穿孔操作中 以絕對精度製成24組圖案化的穿孔。這意味著，在印刷板左側上的穿孔在 位置和尺寸上與在所述板右側上的穿孔一致，在任何時候均不會出現尺寸不 同或位置偏差。具有這種定位精度成孔的所述工具和設備，可獲取自德國 Schwaigern的Wista GmbH和美國北卡羅來納州的Charlotte,它們能夠使用 預印刷的視覺標記來指示孔花樣的位置，從而在印刷板上形成精確且分區的 穿孔對準，所述穿孔圖樣與密封區域的任何印刷廣告、商標日期碼或密封區 域相關。進一步，Wista還能夠對所述包裝添加"視覺安全，，測量物，其形式為 限定的孔形狀和裝飾圖樣。這些孔可為圓形、橢圓形、正方形或不規則的幾 何形狀，而且孔尺寸不一，這樣，這些孔以整體孔圖樣放置，而形成功能性 防護和裝飾效果。這種孔圖樣和孔形狀使所形成的包裝構建得引人注目，並且還增加了防止商標假冒的光學安全防護，從而將商標保護提升到另一水平。這在特定市 場和產品區域變得日益重要。本發明的用於固體的包裝可進一步使用次級包裝而形成多單元的包裝。這種包裝的示例包括流體封裝(flow-wrap)、紙盒包裝(cardboard carton)、 真空盤、玻璃封裝、以及軟、硬塑料膜和紙。雖然本發明的描述將涉及用於裝容凍幹或噴幹咖啡的固體包裝，不過應 理解的是，本發明可廣泛用於多種不同的固體材料。在圖1-5中，顯示了本發明的一個實施例，即，用於裝容凍幹或噴幹 咖啡顆粒的包裝10。包裝10包括在上端11和下端12處密封的細長的管狀結構15。在上端 11附近設置有夾持部分14。在夾持部分14下方並與其不同地設置有網孔部 分16。網孔部分16包括金剛石形狀圖樣的穿孔，穿孔大約1200個，每個孔呈 圓形並且直徑大約0.5mm。穿孔21最佳地示於圖15中。從圖2中易見的是，通過將板結構的兩側拉到一起並密封而形成接縫 13。接縫13延伸過所述包裝的整個長度。在此示例中，使用了疊式密封(封 閉密封)，不過，也可以使用鰭式密封作為替代。總體而言，管狀結構15呈枕形外觀，並朝向上、下端中每一端傾斜。在圖6-10中，顯示了本發明的第二實施例，即，用於裝容凍幹或噴幹 咖啡顆粒的包裝30。包裝30包括在上端23和下端22處密封的細長的管狀結構26。在上端 23附近設置有夾持部分24。在夾持部分24下方與其不同地設置有網孔部分 26。在此實施例中，夾持部分24包括印刷材料。網孔部分27包括金剛石形狀圖樣的穿孔，穿孔大約1200個，每個穿孔 呈圓形並且直徑大約0.5mm。穿孔21最佳地示於圖15中。由圖7易見的是，通過將板結構的兩側拉到一起並密封為疊式密封而形 成接縫25。接縫25延伸過所述包裝的整個長度。總體而言，管狀結構26呈枕形外觀，並朝向上、下端中每一端傾斜。 在圖11-14中，顯示出網孔部分的各種可替代圖樣。在圖11中，圖樣17為金剛石形。在圖12中，圖樣18為正方形。在圖13中，圖樣19為圓形。在圖14中圖樣20為心形。本領域技術人員應認識到的是，在不偏離本發明所廣義描述的精神和範圍的情況下，可以對如特定實施例所示的本發明進行多種不同的變化和修改。因此，綜合各方面，所示實施例應被認為是用於示例而非用於限制。
權利要求
1、一種固體包裝，包括線性細長管狀結構，其在上端和下端處被密封，所述結構包括接近於所述上端的整體夾持部分和網孔部分，在所述管狀結構內容納有預定量的固體材料，所述固體材料的顆粒尺寸大於所述網孔部分中開口的尺寸，所述結構具有足夠的整體剛度，從而允許至少所述網孔部分浸入液體中，並通過抓握所述夾持部分而攪動所述包裝從而使所述固體材料分散、溶解、擴散或浸入至所述液體中。
2、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述固體材料為咖啡，所述 咖啡包4舌凍幹咖啡和噴幹咖啡。
3、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述固體材料為食物，所述 食物從由巧克力、咖啡伴侶、糖、鹽、茶、藥草和調味品所組成的組中選出。
4、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述固體材料為藥物合成物。
5、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述固體材料為清潔劑合成物。
6、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述開口的尺寸為至少大約 0.2mm。
7、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述開口的尺寸為大約0.4 一 0.5mm。
8、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述開口的尺寸僅僅大約 3.0mm。
9、 根據權利要求1所述的固體包裝，其中所述網孔部分與所述夾持部 分不同並包括開口陣列。
10、 根據權利要求9所述的固體包裝，其中所述網孔部分包含在所述結 構的下區域中。
11、 一種溶解、分散、擴散或浸入預定量的固體材料的方法，包括將一包裝浸入液體中至足夠的程度，其中，所述包裝包括線性細長管狀 結構，所述結構在其上端和下端處被密封，該結構包括接近於所述上端的整 體夾持部分和網孔部分，所述固體材料容納於所述管狀結構內，所述固體材 料的顆粒尺寸大於所述網孔部分中的開口的尺寸，所述包裝的浸入程度使得所述網孔部分與所述液體接觸；將攪動力施加於所述夾持部分以足夠時間，從而使所述固體材料溶解、 分散、擴散或浸入所述液體中，所述結構在所述攪動力作用期間保持整體剛 度。 全文摘要
本發明提供一種固體包裝10，其包括在其上端11和下端12處密封的線性細長的管狀結構15，所述結構包括接近於所述上端的整體夾持部分14和網孔部分16，預定量的固體材料裝容於所述管狀結構15內，所述固體材料的顆粒尺寸大於所述網孔部分中的開口的尺寸，所述結構具有足夠的整體剛度，從而允許至少網孔部分浸入液體中並通過抓握夾持部分14且攪動包裝而使所述固體材料分散、溶解、擴散或浸入至所述液體中。
文檔編號B65D85/808GK101224815SQ20081000188
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月17日 優先權日2007年1月17日
發明者傑弗裡·卡特伍德·斯圖亞特 申請人:特斯蒂克斯私人有限公司