用于制造胶囊的方法和设备以及相关胶囊与流程

本发明涉及用于制造胶囊的方法和设备，胶囊用于容纳其可溶性含量通过流体，特别是压力下的流体提取的产品。本发明还涉及用于容纳具有通过流体，特别是压力下的流体提取的至少一种可溶性组分的产品的胶囊。

已知用于制备咖啡或其他饮料的机器，其使用包括通过盖封闭的杯形主体的胶囊。胶囊含有粉末形式的产品，例如研磨咖啡或另一种饮料的制剂。当将胶囊插入用于制备饮料的机器中时，使压力下的流体(通常为热水)通过胶囊，以便从粉末形式的产品中提取可溶性组分，从而得到所需的饮料。

已知胶囊的杯形主体和/或盖可以设置有孔，以使压力下的流体能够通过机器内部的胶囊以用于制备饮料。替代地，杯形主体和/或盖可以在机器内部具有用于制备饮料的弱化区域，其被流体的压力或设置在机器上的适当工具破损，以使压力下的流体能够通过胶囊。

已知胶囊的杯形主体可以通过模制聚合物材料得到。在此情况下，设置在杯形主体上的孔或弱化区域在杯形主体的成型期间通过在形成杯形主体的模具内使聚合物材料相应成形而得到。

然而，通过模制得到孔或弱化区域意味着许多缺点。

首先，能够形成孔的模具是复杂的模具，难以制造并容易破损。如果模具必须能够形成的孔具有十分之几毫米的直径，那么这些缺点会更加突出。提供能够在杯形主体上形成弱化区域的模具也不简单，特别是如果弱化区域具有百分之几毫米的厚度。因此，模具非常昂贵。此外，通过模制来制造孔或弱化区域意味着胶囊的特征和制造过程的特征方面的差的灵活性。事实上，如果希望更改孔或弱化区域的形状和/或尺寸，则需要制备新的模具并因此面临相当大的成本。类似地，如果希望改变形成杯形主体的材料，则需要更改杯形主体和模具的设计，以便使它们适应新材料，并因此再次制备新的模具。

此外，由于难以使多层材料通过用于在模具中形成弱化区域的狭窄通道区域，因此在使用多层材料时，不能通过模制来制造设置有弱化区域的胶囊。因此，由多层材料制成的杯形主体目前必须使用除模制以外的技术，例如通过热成形来制造，然后在制备饮料的机器上穿孔。

通过模制所产生的弱化区域的另一缺点在于此些区域被相当大的连接半径限定。为了使流体聚合物材料流过模具的狭窄通道区域，诸如形成弱化区域的狭窄通道区域，有必要采用大于阈值的曲率半径。然而，此些弱化区域往往在它们与用于制备饮料的机器中与压力下的流体接触时难以破损。

另一方面，如果胶囊具有压力下的流体用于通过的通孔，则所述通孔通过模制得到，因此出于与制造过程相关的原因，此些孔将具有相对大的直径。因此，孔不仅允许压力下的流体通过，而且还允许具有相对较大尺寸的固体颗粒通过。因此，有必要在胶囊内部引入过滤器以阻止固体颗粒通过，这随之产生胶囊的复杂化并增加相关成本。

wo2009/050570公开了用于得到物体中的至少一个贯穿开口的方法。该方法允许通过使用通过模制形成物体的相同成形装置来得到贯穿开口。

wo2014/026852公开了用于开始排空模制成封盖的可单独变形的胶囊的可变形封盖。

ep2287090公开了用于制备咖啡提取物的胶囊，其设置有在使用胶囊期间便于穿孔以用于注入水的结构。

本发明的目的是改进用于制造胶囊的方法和设备，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过提取流，特别是压力下的流体提取的组分的产品以及用于容纳待提取的产品。

另一目的为简化用于制造胶囊并相应地降低成本的设备，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过流体提取的组分的产品。另一目的为增加用于制造胶囊的方法和设备的灵活性，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过流体提取的组分的产品。

另一目的为提供用于制造胶囊的方法和设备，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过流体提取的组分的产品，该方法和设备可以容易地应用于由多层材料制成的胶囊。

另一目的为提供用于制造胶囊的方法和设备，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过流体提取的组分的产品，该方法和设备使得可以得到容易由流体本身破损的胶囊上的弱化区域。

另一目的为减少使用用于胶囊内的固体颗粒的过滤器的需要，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过流体提取的组分的产品。

在本发明的第一方面，提供了用于制造胶囊元件的方法，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该方法包括得到至少一个预备区域的步骤，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以便提取所述组分，其中，预备区域通过在所述产品填充胶囊之前执行的切割操作来得到。

允许形成预备区域的切割操作在形成胶囊元件之后进行。

形成预备区域的切割操作通过刀片元件进行。

在本发明的第二方面，提供了用于制造胶囊元件的设备，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该设备包括用于成形胶囊元件的形成单元，其中，该设备还包括用于得到至少一个预备区域的切割装置，该预备区域用于在使用胶囊期间限定提取流的通道，使得该提取流可以通过该胶囊来提取所述组分。

切割装置包括被构造为在形成胶囊元件之后得到预备区域的刀片元件。

在本发明的第三方面，提供了用于制造胶囊的胶囊元件，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该胶囊元件包括至少一个预备区域，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以便提取所述组分，其中，预备区域通过在所述产品填充胶囊之前执行的切割操作来得到。

由于本发明的这些方面，可以显着提高胶囊的制造，该胶囊用于容纳具有至少一种可以通过提取流提取的组分的产品，特别是胶囊用于容纳粉末形式的咖啡的胶囊或用于其他饮料的制剂。

当通过切割操作得到预备区域时，在模制胶囊的杯形主体和/或相应盖期间，不再需要形成用于通过提取流的弱化区域或孔。因此，可以通过简单廉价的模具来形成杯形主体和/或盖。可通过或可不通过杯形主体和/或盖的厚度的预备区域通过切割操作形成，该切割操作可以通过其制造和操作相对简单的切割装置来执行。

此外，当选择预备区域的形状和尺寸，杯形主体和/或盖的材料以及制造过程的特征时，通过切割形成预备区域确保高度的灵活性。为了更改预备区域的形状和/或尺寸，实际上足以更改进行切割的切割装置，而无需对形成杯形主体和/或盖的模具采取动作。如果需要改变杯形主体和/或盖的材料，则可以应用类似的推理。胶囊制造商在选择制造过程的特征方面也具有很大的自由度，因为通过其形成预备区域的切割操作可以在已经模制杯形主体和/或盖子之后立即在模具中进行，或者在模具的下游的任何位置进行。在后一种情况下，切割装置可以位于形成杯形主体和/或盖的同一机器上，或者位于分开的机器上。因此，胶囊制造商可以自由地选择切割操作是应在当杯形主体和/或盖成形之后进行，还是应在当它们已经被冷却时进行。

如果预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的相应通道为弱化区域，即它们不通过杯形主体和/或盖的整个厚度，则弱化区域的厚度可以通过在形成杯形主体和/或盖的材料中简单地设置切割装置的穿透深度来容易地选择或更改。此外，通过切割，可以得到具有大大减小的厚度的弱化区域，该厚度小于通过模制得到的厚度。例如，可以得到厚度为0.1mm或更小的弱化区域。

通过利用切割操作形成预备区域，还可以通过模制多层材料来制造形成胶囊的元件(即，杯形主体和/或盖)。事实上，由于在模制期间不再形成预备区域，所以用于得到胶囊元件的模具不具有如此复杂的几何形状，太复杂的几何形状使得多层材料的使用成为问题。

此外，如果期望在由具有阻挡层的多层材料制成的胶囊元件上得到预备区域，则可以决定预备区域是否必须包括阻挡层或者后者是否必须保持完整，并且相应调整切割装置的切割深度。

通过切割可以形成由比通过模制可得到的连接半径小得多的极小连接半径限定的预备区域。换句话说，通过切割得到的预备区域实际上可以由尖角限定。如果预备区域为弱化区域，则限定它们的尖角作为破损触发点，从而当胶囊在使用期间与压力下的流体接触时便于使弱化区域破损。通过切割形成的弱化区域也容易破损，因为通过弱化材料并增加当胶囊与提取流接触时触发破损的概率，切割装置局部地促使形成杯形主体和/或盖的材料的特性变化。

另一方面，如果通过切割得到预备区域，则在切割之后，形成胶囊元件的材料将趋向于以使切割装置相互作用的边缘基本上回到彼此接触的方式再次闭合。这是因为形成胶囊元件的材料的弹性行为。当胶囊使用期间提取流通过胶囊元件时，就会发生类似的情况：切口打开，使提取流通过，然后再次闭合，从而防止容纳在胶囊中的固体组分通过。因此，没有必要使用过滤器来阻止容纳在胶囊中的固体组分，这有助于胶囊的制造并且使其成本更低。

胶囊元件可以通过在模具内模制熔融聚合物材料来得到。

替代地，可以通过以片材或薄膜形式热成形材料来得到胶囊元件。

在实施例中，形成预备区域的切割操作通过从胶囊元件内部切向外部来进行。

替代地，形成预备区域的切割操作可以通过从胶囊元件外部切向内部来进行。

本发明的第二方面的设备可以包括滚动装置，以使胶囊元件和切割装置相对于彼此滚动，以得到在胶囊元件的侧壁上的预备区域，所述侧壁绕轴线延伸。替代地，切割装置可以包括支撑至少一个刀片的夹钳元件，所述夹钳元件被构造成与胶囊元件的侧壁相互作用以得到在侧壁上的预备区域。

在实施例中，切割装置被构造成通过在形成单元中形成胶囊元件的模具内部进行操作来得到预备区域。

在本发明的第四方面中，提供了用于制造胶囊的胶囊元件，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该胶囊元件包括具有至少一个预备区域的壁，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以便提取所述组分，其中，预备区域通过在所述壁的面上制成并至少部分通过所述壁的厚度的切口而限定，该切口由沿至少一个连接区域彼此连接的侧边限定，该连接区域在横截面中具有小于0.1mm的连接半径。

根据本发明第四方面的胶囊元件包括至少一个可通过切割操作得到的预备区域，并因此具有先前列出的参考本发明的第一、第二和第三方面的所有优点。

具体地，由于极小的接合切割侧边的连接半径的结果，连接区域表现得像充当破损触发点的尖角。如果预备区域为弱化区域，即切割不通过胶囊元件的厚度，则因此，当胶囊在使用期间与提取流相互作用时，有助于弱化区域的破损。这可以使得在机器上采用冲压工具是多余的，该冲压工具从胶囊中提取可溶性组分以破损胶囊本身。

在本发明的第五方面，提供了用于制造胶囊的胶囊元件，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该胶囊元件包括具有至少一个预备区域的壁，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以提取所述组分，其中，预备区域由在所述壁中制成并且至少部分地通过所述壁的厚度的切口限定，所述壁在预备区域附近表现出应力白化。

根据本发明第五方面的胶囊元件包括至少一个可通过切割操作得到的预备区域，并因此具有先前列出的参考本发明的第一、第二和第三方面的所有优点。

具体地，通过切割胶囊元件的壁以得到预备区域，在预备区域附近出现明显地表现为应力诱导白化的应力集中。这致使构成胶囊元件的材料的特性发生变化，该特性变化局部弱化胶囊元件并且在胶囊元件与提取流相互作用时可以更容易地破损，甚至在没有使用外部工具的情况下。

在本发明的第六方面，提供了用于制造胶囊的胶囊元件，该胶囊用于容纳具有至少一种可通过提取流提取的组分的产品，该胶囊元件包括具有至少一个预备区域的壁，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以提取所述组分，其中，预备区域由在所述壁中制成的并且至少部分地通过所述壁的厚度的切口限定，该预备区域由彼此互相面对的并位于小于0.5mm，优选小于0.1mm的距离的两个侧边限定。

根据本发明第六方面的胶囊元件包括至少一个可通过切割操作得到的预备区域，并因此具有先前列出的参考本发明的第一、第二和第三方面的所有优点。

具体地，通过切割胶囊元件的壁以得到预备区域，可以得到非常窄的预备区域，该预备区域在成品胶囊的使用期间允许提取流通过，而不允许容纳在胶囊中的产品的固体颗粒通过。这使得要在胶囊中使用过滤器来阻挡多余的固体颗粒。

在本发明的第七方面，提供了用于制造胶囊的胶囊元件，该胶囊用于容纳具有至少一种能够通过提取流提取的组分的产品，该胶囊元件包括具有至少一个预备区域的壁，该预备区域用于在使用胶囊期间限定用于提取流的通道，使得提取流可以通过胶囊以提取所述组分，其中，该预备区域由至少部分地通过所述壁的厚度的切口限定，该切口由在壁的相邻部分上得到的至少两个边缘限定，所述边缘相互接触，使得所述切口基本上闭合，并且其中，所述壁的相邻部分在该切口附近以从所述壁的同一侧边突出的方式变形。

根据本发明第七方面的胶囊包括至少一个可通过切割操作得到的预备区域，并因此具有先前列出的参考本发明的第一、第二和第三方面的所有优点。

在根据本发明的第三、第四、第五、第六或第七方面的胶囊元件中，预备区域可以被构造成在共同区域中收敛的两条线。具体地，所述两条收敛线可以限定“l”形状、设置在胶囊元件的壁上的分布在一个点附近以形成十字的四个预备区域。替代地，预备区域可以基本上为点状。预备区域也可以成形为圆弧。

参照附图可以更好地理解和实施本发明，附图通过举例说明了本发明的一些非限制性实施例，其中：

图1为示出用于容纳具有至少一种可由提取流提取的组分的产品的胶囊的杯形主体的透视图；

图2为图1的杯形主体的透视图，该图示出了杯形主体的底壁的细节；

图3为图1的杯形主体的侧视图；

图4示出沿着图3的平面iv-iv截取的横截面；

图5为图1的杯形主体的平面图；

图6为沿着图5的平面vi-vi截取的截断剖视图；

图7为示出在切割操作之前和之后由切割工具切割的聚合物材料的一部分的示意性横截面；

图8为类似于图7中的视图，涉及根据替代实施例的切割工具，该切割工具使切口通过聚合物材料的厚度；

图9为类似于图8中的视图，其中，切割工具进行不通过聚合物材料的厚度的切割；

图10为类似于图7中的视图，涉及根据另一替代实施例的切割工具，该切割工具使切口通过聚合物材料的厚度；

图11为类似于图10中的视图，其中，切割工具进行不通过聚合物材料的厚度的切割；

图12为根据替代实施例的杯形主体的侧视图；

图13为示出对胶囊的杯形主体执行切断操作的初始步骤的示意性剖面图；

图14为类似于图13中的示意性剖面图，该图示出了切割操作的后续步骤；

图15为类似于图13中的示意性剖面图，该图示出了切割操作的进一步后续步骤；

图16为类似于图13中的示意性剖面图，该图示出了切割操作的最终步骤；

图17为用于对胶囊的杯形主体执行切割操作的转盘的示意性剖面图；

图18为用于对胶囊的杯形主体执行切割操作的切割工具的下视图；

图19为沿图18的平面xix-xix截取的剖面图；

图20至26为根据各个替代实施例的切割工具的下视图。

图1至5示出用于容纳具有至少一种可由提取流提取的组分的产品的胶囊的杯形主体1。杯形主体1包括围绕轴线z延伸的侧壁2，以及横向布置地，具体垂直于轴线z的底壁3。侧壁2可以具有截头圆锥形或圆柱形状，而底壁3在平面视图中具有大致圆形形状。底壁3在侧壁2的端部区域中与侧壁2接合。

在底壁3和侧壁2之间限定空腔4，空腔4用于接收待提取的产品。

杯形主体1还包括凸缘5，凸缘布置在侧壁2的端部区域中且与底壁3相对。凸缘5横向地延伸，具体垂直于轴线z。凸缘5基本上是平坦的并且可以设置有周向凹槽。

胶囊还包括未示出的盖，其用于与杯形主体1接合以封闭空腔4。盖可以例如通过热密封在凸缘5接合到杯形主体1。

容纳在胶囊中的产品可以是食品，例如以粉末形式。具体地，容纳在胶囊中的产品可以适于得到饮料。该产品可以为例如研磨咖啡或用于得到茶、牛奶、卡布奇诺咖啡或类似物的制剂。替代地，容纳在胶囊中的产品可以是颗粒形式，或采用凝胶或糊状形式。可以容纳在胶囊中的产品的其它示例为例如颗粒形式的肉汤浓缩物，或浓缩果汁。非食品也可被容纳在胶囊内。

通常，容纳在胶囊中的产品具有至少一种可以通过提取流，特别是压力下的流体提取的组分。提取流可以是液体，例如热水或沸水。

在使用期间，将胶囊插入提取机器中，其中通过例如设置在盖中的开口，提取流渗透到空腔4中。然后，提取流通过例如在杯形主体1中设置的另外开口流出胶囊。当提取流通过胶囊时，其与容纳在空腔4中的产品接触并提取该产品的至少一种组分。例如，容纳在胶囊中的产品可以通过输注或渗透或一般地进入提取流，因为它含有在压力下可溶于流体中的物质。

如图2、4和5所示，在底壁3上得到至少一个预备区域6，当胶囊被最终消费者使用时，预备区域6用于限定提取流的通道。该通道的目的是允许提取流流过胶囊。

预备区域6由切口限定，该切口在形成杯形主体1的材料的厚度中得到。事实上，预备区域6通过使用下面将要详细描述的方法的切割操作得到。

在图示的示例中，预备区域6被构造为弱化区域(weakeningzone)，即作为仅部分通过杯形主体1的厚度的切口。在此情况下，当胶囊在提取机上使用时，即在从胶囊中提取被容纳在该胶囊中的产品的可提取组分的机器上时，弱化区域形成用于提取流的通道。该通道由提取流产生，该提取流使构成胶囊的材料变形，可能由提取机上存在的穿孔工具辅助。

替代地，预备区域6可以被构造成通过杯形主体1的整个厚度的切口或孔。在此情况下，在胶囊由最终消费者使用之前，通道已经存在于该胶囊中。在提取机中，提取流将限制自身流经该已经存在的通道，至多使其变形或由于其压力使其变宽。

在图示的示例中，预备区域6由在公共点收敛的两条切割线限定，以具有“l”形状。然而，如下文将进一步描述的那样，预备区域6的其它几何形状是可能的。

在所示的示例中，提供了四个预备区域6，其以形成一种十字的方式围绕轴线z分布。尽管如此，预备区域6的数量可以自由选择。

图6示出了杯形主体1的底壁3的横截面，以详细地示出每个预备区域6的构造，或者更准确地说，每个切口的构造限定了预备区域6。图6的横截面沿着与相应切口形成的方向垂直的方向截取。

在图6的示例中，预备区域6被构造为弱化区域，并且延伸到构成杯形主体1的材料中，其深度s1小于底壁3的厚度s。因此，在每个预备区域6，可以限定接合被布置在预备区域6的相对侧边上的材料的两个边缘的桥接区9。在所示的示例中，桥接区9在预备区域6的底部，尽管该构造不是必需的。

每个预备区域6，或者更准确地说，如图6的横截面所示，限定预备区域6的每个切口由多个侧边限定，该侧边可以包括底侧边7a和两个纵向侧边或主侧边7b。侧边7b可以是直线的或曲线的。侧边7a和7b在相应的连接区域8彼此接合。连接区域8的连接半径r可以小于0.1mm。由于连接半径r的小尺寸，连接区域8表现得像尖角。具体地，在连接区域8中，存在高应力集中。因此，连接区域8构成优先破损触发点。因此，当胶囊用在用于提取容纳在其内部的组分的机器上时，桥接区9在与被送往胶囊的提取流接触时容易破损。因此，可以证明使用穿孔工具对提取机器上的胶囊进行穿孔是多余的。

在实施例中，连接半径r明显小于0.1mm；例如等于0.05mm或更小。

由于预备区域6为切割操作的结果，所以可以相对容易地得到连接区域8的小的连接半径r。因此，通过适当地成形执行切割操作的工具，如下面将进一步描述的那样，可以得到小实体的连接半径，该连接半径明显小于如果预备区域6通过模制形成可得到的连接半径。执行切割操作的工具将构成杯形主体1的材料更改为与杯形主体1相互作用的部分附近，即靠近预备区域6。

具体地，在预备区域6中，构成杯形主体1的材料通过执行切割操作的工具而变形，这产生了被视为应力增白(应力致白，stresswhitening)的应力集中。这使得提取流更容易使预备区域6附近的材料变形或者破损，以便通过胶囊。如图6所示，限定预备区域6的切口的纵向侧边7b被定位在相互距离d可以小于0.5mm的地方。

在实施例中，距离d可以小于0.3mm。

距离d也可以小于0.1mm。

距离d的如此小值是可能的，因为杯形主体1通过切割操作得到。在此情况下，构成杯形主体1的材料在能够得到预备区域6的操作期间被切割之后，由于弹性恢复而趋向于再次闭合，使得切口的侧边7b的更近地移到一起，直到它们处于非常小的距离d，或者甚至基本上彼此接触。

当然，当胶囊在提取机上使用时，侧边7b能够使提取流通过。然而，即使在提取机器上使用期间，如果预备区域6的尺寸适当，则侧边7b将保持隔离固体颗粒通过。在此情况下，没有必要在胶囊内提供过滤器来阻挡固体颗粒。

限定预备区域6的切口的几何形状以及距离d取决于用于得到预备区域6的切割工具的构型。图7至11示出了一些澄清此概念的示例。

图7示出了切割工具28a，其具有基本上平坦的端部18，即具有基本上矩形的横截面，并且其使得切口不通过材料的一部分17的整个厚度。当切割工具28a远离部分17移动时，如图7的右侧所示，在部分17中，仍然存在具有两个稍微展开的互相面对的侧边的切口6a，即从该部分17的内部向外部发散的侧边。由于构成部分17的材料的弹性恢复，切口6a的宽度，即切口6a的互相面对的侧边之间的平均距离d小于切割工具28a的端部18的宽度l。

利用这种类型的切割工具，也可以得到具有两个基本平行的侧边7b的切口，如图6所示那样。

图8改为示出了具有相对较宽的尖端16的切割工具28b。端部16由被平坦部分连接在一起的两个收敛侧边限定。在图8中，切割工具28b产生通过材料部分17的整个厚度的切口6b。

当切割工具28b从部分17脱离时，与切割工具28b相互作用的部分17的两个面自身位于小于端部16的厚度的相互距离处，这是由于构成该两个面的材料的弹性恢复。此外，首先与切割工具28b相互作用的切口6b的边缘，即图8的示例中的上边缘具有圆形几何形状。相比之下，最后与切割工具28b相互作用的切口6b的边缘，即图8的示例中的下边缘实际上像锐角。这是由于切割工具28b与构成部分17的材料之间的接触时间不同，因为与切割工具28b保持更长时间的接触的边缘已经历了更大程度的永久变形。

图9示出了与图8中相同的工具28b，其已经不太深地穿入材料部分17，从而得到不通过部分17的整个厚度的切口6c。切口6c具有基本上三角形的横截面，即它由朝向切口本身的底部收敛的两个侧边7b限定。这里，两个侧边7b在可以具有小于0.1mm的半径r的连接区域相遇。

由于小的连接半径r，当杯形主体与提取流相互作用时，切口6c的底部起到破损触发点的作用。这使得提取流更容易破损预备区域6附近的杯形主体1的材料，从而将非贯穿切口6c转变成可以让提取流可以流过的贯穿开口。因此，提取机上不必具有为了穿透杯形主体1的整个厚度的穿孔工具。

可以在限定切口6c的侧边7b之间限定小于0.5mm的平均距离。该距离也可以小于0.3mm，甚至小于0.1mm。

图10示出了具有与图8和9的工具28b的尖端相比更窄的尖端19的切割工具28c。切割工具28c穿透部分17的厚度的量生成贯穿切口6d，即其切割贯穿部分17的整个厚度。给定切割工具28c的宽度减小，在切割操作之后，由于构成部分17的材料的弹性恢复，使得切口6d的互相面对的侧边回到相互接触。因此，尽管切口6d是贯穿切口，因此该切口基本上闭合。

图11表示与图10中相同的切割工具28c，其通过材料部分17的量以得到非贯穿切口6e。

在切割操作之后，构成部分17的材料再次闭合，使得切口6e的两个互相面对的侧边基本上相互接触。

切口6e的互相面对的侧边在切口6e的底部处彼此接合，在切口的底部的半径r小于0.1mm的连接区域中。这种小的连接半径基本上表现得像尖角，并且当提取流与提取机中的杯形主体1相互作用时构成破损触发点。这使得提取流特别容易使切口6e附近的杯形主体1的材料破损，从而将切口6e转变成可以让提取流流动的贯穿开口。因此，在此情况下，在提取机上具有穿孔工具是多余的。

在图1至图5所示的杯形主体1中，底壁3基本上是平坦的，即预备区域6不会引起任何变形，例如影响底壁3的平面度。

图12示出根据替代实施例的杯形主体101，其中，与图1至5所示的预备区域6具有相同的几何形状的每个预备区域6由壁11的部分限定，该壁部分从得到预备区域6的壁的相同侧边突出，即从底壁3突出。具体地，限定预备区域6的壁11的部分从杯形主体101向外突出。

换句话说，如果得到预备区域6的壁是平坦壁，并因此限定位于该壁的相对侧边上的两个半平面，则限定预备区域6的壁11的部分将在同一半平面中突出。

如果预备区域6在不是平坦的壁上得到，例如在侧壁2上，也可以适用类似的推理。

壁11的部分的上述构型是由于预备区域6通过切割操作得到的这一事实。当胶囊的壁通过切割装置机械地变形，将形成预备区域6时，切割装置在切口的两侧边沿相同方向推动形成该壁的材料，从而在切割装置动作时，使该壁塑性变形。如果切割工具的冲程大于阈值，则与预备区域相对应的壁部分将以从得到该部分的壁的同一侧边突出的方式变形，即两者都将从胶囊向外突出或两者都向内突出。

如前所述，通过切割操作得到预备区域6。切割操作在杯形主体被填充并用其各自的盖闭合之前执行，以得到胶囊。

如果预备区域6在杯形主体上得到，并且预备区域6通过模制聚合物材料来制造，则用于得到预备区域6的切割操作在已模制杯形主体之后执行。在此情况下，可以说通过“后切割”来得到预备区域6，该术语意味着切口是在形成杯形主体之后进行。

具体地，当杯形主体已经从其形成的模具中移除时，可以执行能够得到预备区域6的切割操作。图13至图16所示的示例是指这种情况。

图13至图16示出了用于在杯形主体1的底壁3上得到预备区域6的切割单元20。切割单元20包括适于与杯形主体1相互作用的切割装置21和用于在切割期间支撑杯形主体1的支撑装置22。切割装置21和支撑装置22彼此面对。

也设置有未示出的移动装置，其用于相对于彼此移动切割装置21和支撑装置22。在所示示例中，移动装置与支撑装置22相关联，以便使支撑装置22相对于保持静止的切割装置21移动。然而，也可以移动支撑装置22并使切割装置21保持静止，或者同时移动切割装置21和支撑装置22。

在所示示例中，支撑装置22位于切割装置21的下面。然而，也可以将支撑装置22放置在切割装置21上面，或者将切割装置21和支撑装置22两者放置在同一水平面。

如图13所示，为了清楚起见，没有示出杯形主体1，支撑装置22包括适于静止容纳杯形主体1的底壁3的支撑元件23，使得空腔4可从上方接近。支撑元件23可以设置有座部24，该座部24适于以与靠近底壁3的杯形主体1的一部分以形状联接的方式啮合。座部24使得杯形主体1可以相对于支撑元件23居中，并且在切割操作期间将杯形主体1相对于支撑元件23保持在固定位置。

支撑元件23还具有设置在座部24内的凹陷区域25。具体地，凹陷区域25布置在座部24中的与底壁3的将要得到预备区域6的区域相对应的位置。凹陷区域25具有与期望得到的预备区域6相同的几何形状。如下面将更好地描述的那样，凹陷区域25用于使切割装置21能够通过穿透底壁3而使基形成底壁3的材料变形，而不影响底壁3的平面度。

支撑元件23被安装在杆件26的上端，杆件26可以是例如液压致动器的杆件。替代地，杆件26可以由凸轮或另一类型的机械致动器驱动，以便能够沿着轴线a移动，以便更靠近或远离切割装置21移动。

切割装置21包括布置成与底壁3相互作用以便在底壁上得到一个或多个预备区域6的切割工具27。

如图18和19所示，切割工具27包括在其一端的适于切割形成底壁3的材料的至少一个刀片28。在所示示例中，切割工具27适于得到根据图1至图5所示构型布置的四个预备区域6。因此，切割工具27设置有四个刀片28，每个刀片28的形状基本上类似于“l”，刀片28布置成形成一种十字形。如在图19中可以看到的，每个刀片28具有中心部分29，其在所示示例中基本上是水平的，以便在使用时基本上平行于与其相互作用的底壁3。从中心部分29延伸出的周边部分30相对于中心部分29倾斜。在操作过程中，中心部分29首先与底壁3接触并且穿透底壁3到比周边部分30更大的深度。这种几何形状确保刀片28将逐渐穿透到底壁3中，以便逐渐切割构成该底壁的材料。

切割工具27还包括用于将切割工具27固定到切割装置21的支撑件(特别是形状如柄部31)的固定装置。固定装置可以包括螺纹孔32，其中，柄31的相应的螺纹部分可以啮合在螺纹孔32中。

如图13所示，切割装置还包括柱33，柄33例如通过螺纹连接固定到柱33上。柱33继而可以固定到套筒34，套筒34例如通过螺纹件35连接到用于制造胶囊元件的设备的框架上。

如图17所示，用于制造胶囊元件的设备可以包括支撑多个前述类型的切割单元20的转盘(carousel)36。转盘36可绕轴线h旋转，该轴线具体为垂直轴线。

切割单元20可以安装在转盘36的周边区域中。具体地，每个切割单元20的切割装置21的套筒34可以固定到转盘36的转塔37上，转塔37沿轴线h布置在固定位置。每个切割单元20的支撑装置22的杆件26可以改为相对于转盘36的底座38滑动地安装。底座38支撑转塔37。

在操作期间，切割单元20最初处于打开位置，如图13所示，其中，支撑元件23与切割工具27距离一定距离。在该位置，未示出的输送装置将杯形主体1以使底壁3搁置在座部24内的支撑元件23上的方式带到支撑装置22上。

移动装置将支撑装置22朝向切割装置21移动，使得底壁3逐渐靠近切割工具27移动，如图14和15所示。在达到切割位置的某一点，如图16所示；在该位置上，切割工具27与杯形主体1的底壁3接触，具体为底壁3的内表面39。根据刀片28的数量和构型，切割工具27切割内表面39，以在内表面39上得到一或多个预制区6。在切割构成杯形主体1的材料的同时，切割工具27可以穿透到凹陷区域25中，该凹陷区域以负形(阴形，negativeform)再现刀片28的形状成形。

通过调整底壁3内的切割工具27的穿透深度，可以改变由切割工具27切割的杯形主体1的材料的厚度。因此，可以得到通过底壁3的整个厚度的切口，或者仅仅部分地通过底壁3的厚度的切口或多或少地进行切割，从而产生弱化区域。

在预备区域6或已形成预备区域6之后，移动装置使支撑装置22远离切割装置21，使得杯形主体1停止与切割工具27相互作用。该移动持续到达到打开位置，其中，杯形主体1可以从切割单元20移除，并且可以将新的杯形主体1放置在支撑装置22上以便开始新的切割循环。

如果切割单元20安装在转盘36上，则在转盘围绕轴线h旋转时，将发生上述操作顺序。这在图17中示出，其通过示例的方式表示切割单元20的打开位置(参见图17的左侧)和切割位置(参见图17的右侧)。

如果需要更改预备区域6的形状、数量、尺寸或布置，则更改切割工具27的构造将是足够的，特别是通过将安装在切割单元20中的切割工具27替换为装备有能够得到期望的预备区域6的刀片的新的切割工具。

图20至26示出了切割工具的一些替代实施例的平面图。具体地，图20和21示出了切割工具，其被构造成形成形状为圆弧的预备区域。

图20示出了设置有四个刀片228的切割工具227，四个刀片228位于相同的周边上并且围绕周边的中心以规则且相互等距的方式分布，以便形成像圆弧一样形成的预制区，其在中心处对着相对较大的角度。

另一方面，图21示出了具有六个刀片328的切割工具327，该刀片在此情况下也沿着一个周边以规则的方式分布。刀片328将形成像圆弧形的预制区，其小于由图20所示的切割装置227形成的圆弧。

图22和23示出了被构造成形成基本上点状预备区域的切割工具的示例。

详细地，图22示出了设置有多个刀片428的切割工具427，该刀片被构造成形成沿着同心周边布置的大致点状预备区域。具体地，切割工具427能够沿每个周边得到以角度间隔的预备区域。最内圆周的预备区域比最外圆周的预备区域彼此更靠近。沿每个圆周的预备区域的数量对于所有圆周都是相同的。

另一方面，图23示出了装备有多个刀片528的切割工具527，该刀片被构造成形成如图22的示例中沿着同心周边定位的大致点状的预备区域，但具有较大的尺寸并因此具有比图22所示的情况少得多的预备区域。

图24示出了设置有三个刀片628的形状类似于“u”的切割工具627，即，具有通过半圆形部分连接的两个直线部分。半圆形部分设置在切割工具627的轴线附近。以此方式，将形成三个角度等距的“u”形预制区，以“u”的底部朝向彼此转动。

图25示出了设置有刀片728的切割工具727的示例，刀片728被构造成形成相对于底壁3的中心以非对称方式分布并且彼此不相等的预备区域。具体地，提供三个刀片728，其中两个是“l”形，而第三个是“v”形。

最后，图26示出了设置有两个刀片828的切割工具827，每个刀片具有面对并平行于另一刀片的中心部分828a的中心部分828a。中心部分828a介于两个周向部分828b之间，它们横向并且具体垂直于中心部分828a。以此方式，在底壁3上形成两个具有相应彼此相面对的底部的两个“us”形状的预备区域。

自然地，取决于胶囊制造商的需要和喜好，预备区域的许多其他形状是可能的。

图13至17示出了通过前面执行的切割操作来得到至少一个预备区域6的设备。事实上，切割装置21和支撑装置22彼此面对并且沿着轴线a对齐，并且切割装置21切割杯形主体1的壁，具体地，沿着轴线a与切割装置相对定位的底壁3。

预备区域也可以通过相对于胶囊元件横向工作的切割装置来制造。

例如，作为杯形主体1的底壁3上得到的预备区域6的另外方法或替代方法，也可以在杯形主体1的侧壁2上得到预备区域6。位于侧壁2上的预备区域也可以通过切割操作得到。

具体地，可以使用使杯形主体1与布置在静止位置的切割装置接触地滚动的设备，以使侧壁2的连续区域与切割装置相互作用。替代地，可以将杯形主体1保持固定，并且沿着侧壁2移动切割装置。

也可以使用设置有夹钳元件(jawelements)的切割装置，该夹钳元件支撑相应的刀片并且通过靠近保持静止的杯形主体1移动而形成预备区域，以便从外部围绕它。替代地，支撑刀片的夹钳元件可以从杯形主体1的内部起作用。

无论其位于壁上的何处，如图13至图16所示，可以通过将形成杯形主体1的材料从内侧向外侧切割，以及通过将形成杯形主体1的材料从外侧向内侧切割来得到预制区6。

在附图的描述中，至今已经提到在杯形主体1上得到的预备区域6。然而，作为在杯形主体1上切割预备区域的另外方案或替代方案，也可以得到在胶囊盖上的预备区域。

前面关于在杯形主体1上形成预备区域，具体地，关于形状、几何形状、深度、切割装置及其获取方法所描述的所有内容，应理解为也适用于盖子。

杯形主体1和盖两者均可以通过在特定的模具中模制聚合物材料来制造。在此情况下，通过在相应的胶囊元件，即杯形主体1和/或盖，已经被模制之后执行的切割操作来得到预备区域。具体地，已经描述了当胶囊元件已经从模具移除时执行形成预备区域的切割操作的示例。然而，也可以在已经形成杯形主体1和/或盖之后执行在模具内部形成预备区域的切割操作。

替代地，可以通过热成型片材得到杯形主体。在此情况下，也可以通过切割操作来形成预备区域，例如使用与先前所述通过模制得到的杯形主体相同的方法。形成预备区域的切割操作可以在杯形主体已经被热成型之后或者在热成型之前在用于形成杯形主体的片材上执行。

盖可以包括例如模制盘(在此情况下，参考先前描述的模制应用)，或者可以从片材或薄膜切割。在后一种情况下，形成预备区域的切割操作可以在片材或膜上执行，或者在盖已经从片材或膜分离之后执行。

在任何情况下，形成预备区域的切割操作在杯形元件填充和胶囊被闭合之前执行。

被切割以得到预备区域的材料，无论是片状还是膜状，或者已经形成为杯形主体或盖，可以具有恒定或可变的厚度。在附图的描述中，一直参考在恒定厚度的壁上进行的切割。然而，特别是在通过模制得到的胶囊元件的情况下，限定胶囊元件的壁的厚度不是恒定的。这可以例如在杯形主体的底壁上发生，在该底壁上可以形成各种形状的槽以得到提取流的湍流运动或其他原因。在此情况下，通过切割得到的预备区域也可以通过凹槽影响在底壁上形成的薄化部分。在模制杯形主体和/或盖期间，也可以形成厚度减小的区域，然后通过切割得到预备区域。以此方式，将有助于提取流通过预备区域和/或提取机上的预备区域的破损。

关于用于杯形主体和/或盖的材料，如果后者是通过模制而得到的，则可以使用任何可模制的聚合物材料。具体地，用于模制的材料可以为传统的聚合物材料，或者替代地，生物塑料，或者是由可再生原料衍生的或者可生物降解的或具有这两种特性的一种塑料。作为用于制造杯形主体和/或盖的生物塑料的示例可以提及聚乳酸(pla)。然而，也可以使用传统类型的聚合物材料，但是它们可以从天然材料得到，例如由甘蔗制成的聚乙烯。

此外，还可以使用用于杯形主体和/或盖的多层聚合物材料，例如包含至少一个阻挡层的材料，具体地但不排他地如果它们通过模制制造。

如果杯形主体和/或盖由片材或薄膜制成，则可以使用聚合物材料或金属材料，特别是铝。在片状材料或膜的情况下也可以使用单层或多层材料。

如先前所述，能够在杯形主体和/或盖上得到一个或多个预备区域的切割装置可以为设置有刀片的装置。后者可以是锋利的刀片，或者具有不怎么尖锐、更圆的形状，即相对钝的形状。

如果需要，可对刀片进行热处理。

也可以使用不包括刀片的切割装置，例如激光、超声波(在此情况下，切割工具为超声波发生器)或等离子体装置。一般来说，可以使用允许切割得到的任何技术。

无论如何得到它们，以及它们是否设置在杯形主体或盖上，限定预备区域的切口可以通过其制成的材料的整个厚度，或者可以仅通过形成预备区域的材料的部分厚度。

当胶囊用于提取机时，预备区域可以简单通过他们的提取流打开。然而，在一些情况下，也可以在提取机上使用穿孔工具，即通过穿孔胶囊将有助于提取流通过的工具。

在任何情况下，当使用通过切割得到的预备区域时，可以实现如上详细描述的许多优点。