专利名称：固体包装的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于装容固体材料的包装。具体而言，本发明涉及一种用于 装容固体材料的包装，其中，将所述包装浸入液体中导致所述固体材料溶解、 分散和扩散至液体中，而不需要打开所述包装。
背景技术：
现有的速溶咖啡是使用调羹从罐或瓶中取出，以量取所需咖啡量，然后将舀出的速溶咖啡倒入杯中。在许多情况下会或多或少地洒出；咖啡量根据 调羹的不同和用户的不同也会有所改变，而且当用户使用湿调羹时会发生交 叉传染，或者说使糖或奶弄脏所供给的咖啡。可替代地，使用者可使用"粘接包装(stickpack)"容器。粘接包装容 器为管状包装，适于装容各种固体、半固体和液体材料。在这些包装中装容 的材料被密封于其中并通过打开所述包装的穿孔或柔软部分而扩散开。根据 所装容的材料的性质，装容物于是可被倒出、挤出或摇出所述包装而浸入杯 中或其他器皿中。通常，当粘接包装用于装容咖啡时，咖啡从打开之后的包装倾倒入加入 热水的杯子中。不幸的是，与粘接包装相关的一个严重问题在于，穿孔的或柔软的部分 并不总能如预期的那样起作用。经常需要额外的力或使用诸如剪或刀之类的 切割器具来切开粘接包装袋的顶部，从而使装容物能够从袋中倒出。还应认识到的是，当使用粘接包装来扩散咖啡时，仍然需要调羹对咖啡 进行足够的搅动以使其溶解。在向大量人员供应咖啡的情况下(例如在公共饮食行业中)，虽然为了向每人提供所需量的咖啡而配发了粘接包装帮助，但仍需打开粘接包装并为 每人提供搅动器具。这导致此过程较为耗时、緩慢和烦瑣。进一步，在自动售货机市场上，当前提供诸如咖啡的热饮料包括复杂而 且经常不稳定的固液合成物混合。本发明通过将固态合成物与热水分离简化 了这种热饮料的配发，因而使自动售货机用户能够混合其自需的饮料而不需 要调羹或其他搅动器具。这使终端使用者以及自动售货机的操作者受益匪 浅，从而简化了自动售货机的设计并使传送配发更为可靠且优质。本发明的发明人已经认识到用于装容和扩散预定量的固体的这种密封 粘接包装和其他类型包装的缺点。本发明在此公开的内容意在提供一种固体 包装，其用于装容固体并提供使固体可易于溶解、配发、浸入或扩散至液体 中的方式。进一步，本发明的包装用作量份控制和/或一次性包装，以稳定 配发预定量的固体材料。在阅读本说明书过程中，应注意的是，其中包含的关于文件、操作、材 料、装置、部件或类似物的任何论述，仅述及本发明的来龙去脉。而不应被 认为是对以下观点的认同，即，由于形成在本申请的每个权利要求的优先权 曰之前，这些论述的某些或全部就形成现有技术基础的一部分或者成为本发 明相关领域中的公知常识。发明内容根据第一方面，本发明提供了一种固体包装，其包括线性细长的管状结 构，该管状结构在其上端和下端处密封，该结构包括整体夹持部分和网孔部 分，其中夹持部分邻近于上端，预定量的固体材料容纳于管状结构内，固体 材料的颗粒尺寸大于网孔部分中的开口的尺寸，所述结构具有足够的整体刚 度，从而允许至少网孔部分浸入液体中，并通过抓握夹持部分而搅动所述包 装，从而使固体材料分散、溶解、扩散或浸入液体中。根据第二方面，本发明提供一种使预定量的固体材料溶解、分散、浸入或扩散的方法，所述方法通过以下实现将包装浸入液体中达到足够程度，其中所述包装包括在其上端和下端密封的线性细长管状结构，所述结构包括 整体夹持部分和网孔部分，其中夹持部分邻近于上端，固体材料容纳于管状结构内，固体材料的颗粒尺寸大于网孔部分中的开口的尺寸，其中，所述包装浸入液体中的程度足以使网孔部分与液体接触；将搅动力施加于夹持部分 达足够的时间而使得固体材料溶解、分散或浸入液体中，所述结构在搅动力 作用期间保持总体刚度。贯穿本申请文件全文，用词"包括"或诸如"包含"或"具有"的变化形式，将被理解为表示包括有所述元件的整体或局部，或者成组元件的整体 或局部，但不排除具有任何其他元件的整体或局部，或者成组元件的整体或局部。本发明具有优于传统包装的多种优势，特别是对诸如咖啡的产品而言。 具体而言，本发明避免了如下问题，即，为取出其装容物进行使用就必须打 开传统包装(特别是粘合包装)。这是因为，当本发明的装容咖啡的包装置 于装有热水的杯中时，水将通过网孔部分进入所述包装中，从而使咖啡溶解。 搅动所述包装将确保咖啡均匀分布而形成饮料。另外，可使用所述包装将奶 品或乳品和/或糖孔加入并搅动于饮料中。可替代地，呈干粉形式的奶品或 乳品、糖和人造甜味剂孔形成所述包装中的固体材料的一部分。例如，咖啡 加上乳品，咖啡加上糖或甜^^未剂再加上乳品/奶品4分末。与粉末式速溶咖啡相比，釆用冻干或风干形式的咖啡往往溶解较慢。在 实际中，这意味着，未溶解的颗粒会残留于杯中，特别是粘到侧壁上而有碍 观瞻。本发明的包装避免了这种问题，因为任何未溶解的颗粒将会残留于所 述包装中。从这方面看，网孔部分用作一种过滤器。由于不使用调羹搅动咖啡，因而避免了糖与咖啡相互之间的交叉接触。 在提供咖啡和糖的大容量容器使用的情况下，例如，在自助餐厅、办公室和 工厂餐厅、内部厨房、安排活动、研讨会等情况下，这是一个常见的问题。 还显见的是，完全避免了将湿调羹放回大容量咖啡容器中而易于弄脏咖啡的 问题。在居民健康安全法实施的地区，这避免了许多这类交叉传染事件。在药物应用中，本发明允许容易地进行精确量度量的活性成分的给药。 这对于老年人以及例如遭受关节炎和风湿病疾患困扰的不便打开包装的人 而言，显得尤为重要。对儿童的可溶药物给药也很重要。因此，对于当前的 丸式或片式给药的可溶药物而言，本发明提供一种可选方案。最后，应认识到的是，本发明的包装易于进行改造。
本发明现在参照附图并仅通过示例进行描述 图1是根据本发明一个实施例的前视平面2是根据本发明一个实施例的后视平面图 图3是根据本发明一个实施例的侧视平面图 图4是根据本发明一个实施例的俯视平面图 图5是根据本发明一个实施例的仰视平面图 图6是根据本发明第二实施例的前视平面图 图7是根据本发明第二实施例的后视平面图 图8是根据本发明第二实施例的侧视平面图 图9是根据本发明第二实施例的俯视平面图 图IO是根据本发明第二实施例的仰视平面图； 图11是本发明的网孔部分的第一图样的平面图 图12是本发明的网孔部分的第二图样的平面图 图13是本发明的网孔部分的第三图样的平面图 图14是本发明的网孔部分的第四图样的平面图 图15是本发明的网孔部分的开口的具体截面图和具体实施方式
线性细长管状结构通常呈枕状外观。上密封端和下密封端(端密封)构 成了枕状物的端，而两侧以鳍式密封(fin-seal)或叠式密封(lap-seal)的方式进行封闭。不过，应认识到的是，也可采用其他形状，而其尺寸根据容纳 于其中的固体材料的性质确定。可以通过声波焊接、加热、加压、使用粘接剂或上述方式的组合来实现 端密封、叠式密封或鳍式密封。当管状结构由诸如塑性柔性板层板的塑性印 刷板形成时，将通过使用加热和加压的方式来形成密封。在这类实施例中， 印刷板通常被撕开或切割成特定宽度的材料以构建单一的包装，然后，这种 单一的包装将包括纵向延伸的接缝(叠式密封或鳍式密封)，所述接缝包含 4皮切开的板的两侧，这两侧被拉到一起并通过加热和加压来密封。在^f吏用本 发明时特别优选釆用由塑性材料与铝层相组合的片层，不过，也可使用其他 柔性封装材料，只要其适合于在包装内部的固体即可。一种合适的封装材料的具体示例为双轴取向聚丙烯(BOPP)。这种材 料由聚丙烯/铝/聚丙烯的片层构成。在管状结构的上端附近设有夹持部分，其通常与网孔部分分开。在一些 实施例中，在这一部分中可容纳有诸如广告和商标的印刷材料。在夹持部分下方，形成有管状结构的网孔部分。网孔部分可围绕管状结 构全程延伸。在一些实施例中，通过加热密封在管状结构中形成板，从而引 入纵向延伸的接缝(如鳍式密封或叠式密封)，则邻近于所述接缝的区域通 常相应地为非网带形式。应认识到的是，网孔部分的跨度将取决于容纳在所述包装中的固体材 料的性质；使固体材料溶解、散开、扩散和泡制所需的速度；以及开口的尺 寸。开口的图样也很重要。当然，为了将固体材料保持在本发明的包装中，开口尺寸必须小于固体 材料的颗粒尺寸。否则，固体材料就会在使用前移出所述包装。作为示例，已发现较为有效的是，网孔部分包括大约500- 1000个开口 ， 优选为大约1100- 1200个开口 ，每个开口在大约0.2-0.3mm的范围内。这 样的开口尺寸使水可以容易地渗透入所述包装，而又确保诸如冻干或喷干咖 啡的颗粒材料保持在其中。通常，当这类咖啡颗粒尺寸为1.0-2.0mm时，开口将为大约0.4-0.5mm。可以容易地针对每种固体材料和4吏包装浸入的 液体来确定最佳的开口尺寸和数量。每单位面积的开口率根据如下因素而发生变化，例如，开口尺寸、开口 间距、开口图样、和形成网孔部分所用的材料的性质。作为示例，如果使用2mm的开口并且相邻开口间距lmm，则每平方厘 米(cm2)应有大约9个开口。使用lmm的开口并且相邻开口间距lmm， 则每平方厘米(cm2)应有大约25个开口。使用0.5mm的开口并且相邻开 口间距lmm，则每平方厘米(cm2)应有大约IOO个开口。形成网孔部分所用的材料也相关且重要，因为如果开口间的空间过小， 会导致网孔部分撕开或断裂。论及开口图样，应认识到的是，通常通过在网孔部分中构建具有所需图 样的限定部分而形成这种图样。这种限定部分的间隔和排布确定了网孔部分 中的整体图样。重要的是，管状结构具有足够刚度，使得在使用中在所述包装浸入液体 的同时可将搅拌力施加其上。优选使用合成塑性材料，尤其是柔性板形式。 特别优选的是，使用由片层(尤其是塑性膜和铝片层)形成的板。使用这些 材料的附带优势在于，来自热水或沸水的热传导受到限制。在本发明的包装中可容纳多种不同的固体材料。这些固体材料可包括林 林总总的特定粉末、混合物、复合材料、颗粒、珠状体、胶体、浆料、以及 乳制品。所述材料包括咖啡，例如冻干和喷干形式的咖啡；咖啡混合物， 例如咖啡加糖(包括天然品以及调，朱品)，咖啡、邻"木剂加日用奶油；角豆； 咖啡伴侣；风味糖；甜味剂；日用混合物，包括婴儿配方、盐、水净化剂； 药草；干混运动饮料；调味品；茶；和其他食物,例如巧克力、焦糖、麦芽、 香草、水果、以及天然和人造调味品，等；还有用于酒精和非酒精饮料的风 味添加剂。还可包括营养补剂，例如维生素和矿物质以及化妆品、类药性营 养剂、药物、医疗、兽医、药物、农业合成物。此外，可使用的固体材料例 如为空气清新剂，起泡固体，和用于清洗衣物和盘碟以及其他清洁目的的清洁剂合成物，等。另外的用途是用于分散瑞典烟草(Snus)，其中现有的由 过滤纸制成的包装可置于使用者的上唇中。本发明的带孔包装形成这种传送 形式的一种替代方案，使唾液可以更容易地进入和排出包装，而同时将容纳 物基本保留在包装内。在农业市场上，本发明还可用于播种，其中，所述包装用作容纳种植用 的带土壤和肥料的种子的装置，其中的网孔作用如下允许湿气渗入包装， 并在适当时候使根系向外移动穿过包装网孔。在这种应用中，所述包装将由 随时间降解的环境敏感材料制成。在医药市场上，则重点用于抗酸剂、过敏症治疗、咳嗽和感冒治疗、镇 痛剂、口服产品、维生素以及营养和维生素补剂，包括其他OTC药方和成 药。本发明相关的液体的示例包括形成诸如咖啡的饮料所用的热水；形成 诸如冰茶的饮料所用的冷水或水水；形成基于不同风味的饮料所用的热奶和 冷奶，所述风味包括水果、香草、麦芽、以及果汁；以及碳酸型和非碳酸型 饮料，不限于含酒精还是不含酒精。非饮料应用包括将水或奶或果汁与药物、 医疗、兽医、药物、农业和清洁剂合成物相结合使用。可通过多种已知的机械装置来实现将固体材料填入本发明的包装中。这 些才几械装置包才舌由欧洲的Schwarze-Automation ( JosefBlazek) , Schmucker and Bosch制造的粘结包装机械装置(stick-pack machine );产自日本的Toyo andSanko机械装置；产自美国的Fres-Co系统；以及其它产自印度、土耳其 和意大利的机械装置。这些机械装置可被设置为单道或多道机械装置。如前所述，管状结构优选由印刷板形成。在此优选实施例中，通过在限定区域中对每一包装进行穿孔而形成网孔部分，而在其他区域中并不穿孔。存在多种对包装材料进行成孔或穿孔的技术。这些技术包括冷、热针孔穿刺，其中通过使用带针的针刺轮(滚筒)对材料表面进行穿刺而形成一系列孔。所述针刺过或穿过所述材料而受到阻力，该阻力由被刺穿表面下的软板(通常为橡胶)给定，或者有时通过一系列匹配孔(凸凹结构)来给定。所述针可为冷针，或者为热针(以形成较大的孔)。也有使用激光形成穿孔，其中使用激光束(单束或分裂激光束)形成遍 及表面衬底的一系列孔。这些过程通常由电脑控制，从而能够精确使用激光 束。可替代地，可在压力下喷水来切制孔，或者，可使用机械冲孔系统(凸 凹模)在板上沖出孔而形成穿孔。在本发明中，优选使用机械模(尤其是加工精度达微米的机械模)遍布 材料板将孔沖压在精确位置处，以形成单独的包装。上述成形工具设计用于 市场化批量生产，且使所述板更宽、工具更大且操作更快。所述工具的尺寸被设置为匹配于所使用的粘结包装机械装置，例如，1、 6、 12或24道机械 装置。此后，所述板被切开以形成单独的包装。切开印刷板这一过程可通过 印刷机(例如针对12道粘结包装机械装置设置24道)进行，随后可在 Stick-pack机械装置上将印刷板切制为单独的包装。其加工精度达O.OOlmm量级。这种应用所用的工具能够在一个穿孔操作中 以绝对精度制成24组图案化的穿孔。这意味着，在印刷板左侧上的穿孔在 位置和尺寸上与在所述板右侧上的穿孔一致，在任何时候均不会出现尺寸不 同或位置偏差。具有这种定位精度成孔的所述工具和设备，可获取自德国 Schwaigern的Wista GmbH和美国北卡罗来纳州的Charlotte,它们能够使用 预印刷的视觉标记来指示孔花样的位置，从而在印刷板上形成精确且分区的 穿孔对准，所述穿孔图样与密封区域的任何印刷广告、商标日期码或密封区 域相关。进一步，Wista还能够对所述包装添加"视觉安全，，测量物，其形式为 限定的孔形状和装饰图样。这些孔可为圓形、椭圓形、正方形或不规则的几 何形状，而且孔尺寸不一，这样，这些孔以整体孔图样放置，而形成功能性 防护和装饰效果。这种孔图样和孔形状使所形成的包装构建得引人注目，并且还增加了防止商标假冒的光学安全防护，从而将商标保护提升到另一水平。这在特定市 场和产品区域变得日益重要。本发明的用于固体的包装可进一步使用次级包装而形成多单元的包装。这种包装的示例包括流体封装(flow-wrap)、纸盒包装(cardboard carton)、 真空盘、玻璃封装、以及软、硬塑料膜和纸。虽然本发明的描述将涉及用于装容冻干或喷干咖啡的固体包装，不过应 理解的是，本发明可广泛用于多种不同的固体材料。在图1-5中，显示了本发明的一个实施例，即，用于装容冻干或喷干 咖啡颗粒的包装10。包装10包括在上端11和下端12处密封的细长的管状结构15。在上端 11附近设置有夹持部分14。在夹持部分14下方并与其不同地设置有网孔部 分16。网孔部分16包括金刚石形状图样的穿孔，穿孔大约1200个，每个孔呈 圆形并且直径大约0.5mm。穿孔21最佳地示于图15中。从图2中易见的是，通过将板结构的两侧拉到一起并密封而形成接缝 13。接缝13延伸过所述包装的整个长度。在此示例中，使用了叠式密封(封 闭密封)，不过，也可以使用鳍式密封作为替代。总体而言，管状结构15呈枕形外观，并朝向上、下端中每一端倾斜。在图6-10中，显示了本发明的第二实施例，即，用于装容冻干或喷干 咖啡颗粒的包装30。包装30包括在上端23和下端22处密封的细长的管状结构26。在上端 23附近设置有夹持部分24。在夹持部分24下方与其不同地设置有网孔部分 26。在此实施例中，夹持部分24包括印刷材料。网孔部分27包括金刚石形状图样的穿孔，穿孔大约1200个，每个穿孔 呈圆形并且直径大约0.5mm。穿孔21最佳地示于图15中。由图7易见的是，通过将板结构的两侧拉到一起并密封为叠式密封而形 成接缝25。接缝25延伸过所述包装的整个长度。总体而言，管状结构26呈枕形外观，并朝向上、下端中每一端倾斜。 在图11-14中，显示出网孔部分的各种可替代图样。在图11中，图样17为金刚石形。在图12中，图样18为正方形。在图13中，图样19为圆形。在图14中图样20为心形。本领域技术人员应认识到的是，在不偏离本发明所广义描述的精神和范围的情况下，可以对如特定实施例所示的本发明进行多种不同的变化和修改。因此，综合各方面，所示实施例应被认为是用于示例而非用于限制。
权利要求
1、一种固体包装，包括线性细长管状结构，其在上端和下端处被密封，所述结构包括接近于所述上端的整体夹持部分和网孔部分，在所述管状结构内容纳有预定量的固体材料，所述固体材料的颗粒尺寸大于所述网孔部分中开口的尺寸，所述结构具有足够的整体刚度，从而允许至少所述网孔部分浸入液体中，并通过抓握所述夹持部分而搅动所述包装从而使所述固体材料分散、溶解、扩散或浸入至所述液体中。
2、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述固体材料为咖啡，所述 咖啡包4舌冻干咖啡和喷干咖啡。
3、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述固体材料为食物，所述 食物从由巧克力、咖啡伴侣、糖、盐、茶、药草和调味品所组成的组中选出。
4、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述固体材料为药物合成物。
5、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述固体材料为清洁剂合成物。
6、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述开口的尺寸为至少大约 0.2mm。
7、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述开口的尺寸为大约0.4 一 0.5mm。
8、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述开口的尺寸仅仅大约 3.0mm。
9、 根据权利要求1所述的固体包装，其中所述网孔部分与所述夹持部 分不同并包括开口阵列。
10、 根据权利要求9所述的固体包装，其中所述网孔部分包含在所述结 构的下区域中。
11、 一种溶解、分散、扩散或浸入预定量的固体材料的方法，包括将一包装浸入液体中至足够的程度，其中，所述包装包括线性细长管状 结构，所述结构在其上端和下端处被密封，该结构包括接近于所述上端的整 体夹持部分和网孔部分，所述固体材料容纳于所述管状结构内，所述固体材 料的颗粒尺寸大于所述网孔部分中的开口的尺寸，所述包装的浸入程度使得所述网孔部分与所述液体接触；将搅动力施加于所述夹持部分以足够时间，从而使所述固体材料溶解、 分散、扩散或浸入所述液体中，所述结构在所述搅动力作用期间保持整体刚 度。 全文摘要
本发明提供一种固体包装10，其包括在其上端11和下端12处密封的线性细长的管状结构15，所述结构包括接近于所述上端的整体夹持部分14和网孔部分16，预定量的固体材料装容于所述管状结构15内，所述固体材料的颗粒尺寸大于所述网孔部分中的开口的尺寸，所述结构具有足够的整体刚度，从而允许至少网孔部分浸入液体中并通过抓握夹持部分14且搅动包装而使所述固体材料分散、溶解、扩散或浸入至所述液体中。
文档编号B65D85/808GK101224815SQ20081000188
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者杰弗里·卡特伍德·斯图亚特 申请人:特斯蒂克斯私人有限公司