CN103402886B - 冲泡包装及其制造 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括单密封隔室(16)的冲泡包装，该隔室具有由间隔距离D的两个横向密封部(7)限定的顶部(8)和底部(9)，该距离D的范围为40-70mm，其中所述隔室包括至少一个侧折档(15)，该侧折档(15)由两个折幅(12)和三个折痕(13，14)组成。

Description

冲泡包装及其制造
技术领域
本发明涉及冲泡包装(infusionpacket)，特别是含有可冲泡材料如茶的冲泡包装，以及用于生产这种冲泡包装的设备和方法。
背景技术
在过去，常规的冲泡包装(例如，茶包)通常是扁平的，包括填充有可冲泡材料(例如，茶叶、草药混合物)的单腔室。最近，双腔室的冲泡包装(如US2,593,608(A.G.F.Rambold)中描述的那些)变得更为普遍。在这样的冲泡包装中，冲泡材料容纳在两个腔室中，其中一个腔室在基部和顶点与另一个腔室连接。这种类型的冲泡包装被认为通过使得在冲泡材料周围的水流增加而能够更快速地冲泡。然而，双腔室冲泡包装的缺点是它们需要比其单腔室对应物显著更多的包装材料。
因此，存在着对于具有与双腔室冲泡包装相似的冲泡性能但需要较少的包装材料的冲泡包装的需求。
发明内容
在第一方面，本发明涉及包括单密封隔室的冲泡包装，该隔室具有由间隔距离D的两个横向密封部限定的顶部和底部，该横向密封部处于隔室的相反末端，该距离D的范围为40-70mm，其中所述隔室包括至少一个侧折档，该侧折档由两个折幅和三个折痕组成。
我们发现，将可冲泡材料包装在包括一个或多个侧折档的单腔室冲泡包装中与常规的单腔室冲泡包装相比，使得可冲泡材料具有更多的空间去移动且/或改善可冲泡材料周围的水流。这使得能够实现更快速的冲泡和/或产生具有更多芳香味的冲泡液。另外地或可选地，可设想带折档的单腔室冲泡包装每包装可以容纳较少的可冲泡材料而仍然获得与常规单腔室冲泡包装相同的冲泡性能。
冲泡包装的大小使得其具有与常规冲泡包装相似的外部尺寸。这意味着该冲泡包装可以由消费者以通常的方式方便地使用。因此，分隔横向密封部的距离D在40-70mm，更优选45-65mm和最优选50-60mm的范围内。
理想的是提供具有一个或多个折档的单腔室冲泡包装，其可以以高的生产率形成和填充。
因此，在第二方面，本发明涉及用于生产冲泡包装的设备，该设备包括用于将包装材料条片(web)形成为管状体的纵向密封装置和用于将管状条片牵拉经过导管的出口的装置，其中所述导管的出口具有包括至少两个顶点的外截面，且其中所述设备包括至少一个用于使得在所述顶点之间的管状条片凹进的成形部件和另外包括用于按照沿其长度的间隔使管状条片形成隔室的密封部件，其中所述密封部件形成跨过形成凹进的管状条片的宽度的横向密封部并适于使得相继的横向密封部之间的距离D的范围为40-70mm。
在第三方面，本发明涉及由包装材料条片制造冲泡包装的方法，其包括以下步骤：
(a)密封所述包装材料条片以形成管状条片；
(b)沿导管牵拉所述管状条片并使其经过导管的出口，其中所述导管出口具有包括至少两个顶点的截面；
(c)使所述顶点之间的所述管状条片的面部(face)形成凹进以将折痕引入所述包装材料中，该折痕限定至少一个折档；
(d)形成跨过所述管状条片的第一横向密封部；
(e)经由所述导管将一剂可冲泡材料投送到所述管状条片中；和
(f)形成跨过所述管状条片的第二横向密封部，
其中所述第一和第二横向密封部限定含有一剂可冲泡材料的单个隔室，且其中所述第一和第二横向密封部形成为使得它们间隔距离D，该距离D的范围为40-70mm。
测试和定义
如本文中所用的，术语“包括”涵盖术语“基本上由...组成”和“由...组成”。应注意，在指定任何值或量的范围时，任何特定的上限值或量可以与任何特定的下限值或量结合。本文中提供的本发明的公开被认为覆盖彼此之间多项引用的权利要求中存在的所有实施方式，而不管权利要求可能发现是多项引用的或冗余的。
可冲泡材料
如本文中所用的，术语“可冲泡材料”是指可浸渍在液体中以制备冲泡液的任何可冲泡或可溶材料。这一过程被称为泡制(brewing)。可冲泡材料优选包括植物材料。例如，可冲泡材料可以包含源自茶(Camelliasinensis)、博士茶(Aspalathuslinearis)、欧薄荷(Menthapiperita)、母菊(Matricariarecutita)和/或其混合物的植物材料。在优选的实施方式中，可冲泡材料包含茶固体物质。
茶固体物质
如本文中所用的，术语“茶固体物质”是指可从植物中国茶(Camelliasinensisvar.sinensis)和/或普洱茶(Camelliasinensisvar.assamica)的叶子提取的干物质。所述叶子可经历所谓的“发酵”步骤，其中它们被特定的内源性酶(在“红茶”生产的早期阶段中释放的)氧化。这种氧化甚至可以通过外源性酶如氧化酶、漆酶和过氧化物酶的作用进行补充。或者，叶子可以部分发酵(“乌龙茶”)或可以保持基本上不发酵(“绿茶”)。
液体可透过的
如本文中所用的，术语“液体可透过的”和“对于液体可透过的”可互换使用以描述水不溶性的多孔包装材料，其具有允许液体特别是水性液体通过的开口。合适的包装材料包括用聚合物或纤维素/聚合物共混物(例如纤维素或纤维素PP共混物)制成的无纺织物、湿法成网无纺织物和纺织物或者穿孔薄膜。包装材料可以是可热封的或非可热封的。在某些实施方式中，可热封的包装材料是优选的以利于冲泡包装的高生产率。在其它实施方式中，非可热封的包装材料由于其生物可降解性是优选的。
冲泡特性的确定
消费者研究显示，消费者采用广泛的方法由冲泡包装制备冲泡液。例如，已观察到消费者使用“动态”冲泡方法，其包括在热水中搅拌、浸泡和压榨冲泡包装。作为这些方法的替代方式，观察到许多消费者使用“静态”冲泡方法，即在没有搅动的情况下冲泡一段时间。实际上，许多消费者采用静态和动态手段的混合方式，例如他们泡制冲泡包装且仅在移除冲泡包装之前搅拌，或者浸泡冲泡包装几秒钟然后对冲泡包装进行泡制。
已开发了机械“动态”和“静态”过程以使得能够以可再现的方式确定冲泡特性。这些方法允许对已知影响冲泡性能的某些外部因素(例如包装定向、浸泡的幅度和速度、容器的尺寸、搅拌速率等)进行控制并因此提供用于比较不同冲泡包装系统的可重复的方法。
动态方法
动态(连续浸泡)过程代表了对消费者进行的涉及搅动冲泡包装的冲泡的实验室模拟。
设备
-具有浸泡臂的冲泡包装浸泡器(行程长度：130mm；行程速率(strokerate)：每分钟60次浸泡)。
-具有连续流动池的分光光度计(5mm路径长度)。
-具有底部排放管的改造烧杯(400mL容量)。
-蠕动泵(60mL/min流速)。
-窄孔管道(～1-3mmI.D.(内部尺寸))。
过程
1.使用窄孔管道将改造的烧杯与分光光度计连接以使得液体经由排放管离开烧杯，经由蠕动泵流动到连续流动池并随后返回烧杯。承载来自分光光度计的返回液流的管道末端接触液面上方的烧杯侧面。
2.设定分光光度计以测量445nm处的吸光度并指定总冲泡时间和采样频率(例如，240秒的总冲泡时间与每5秒1个样品的采样频率)。利用泵送通过流动池的热蒸馏水自动调零。
3.将冲泡包装附接到浸泡臂在其最高位置的浸泡器上(注意，当浸泡臂在其最高位置时，冲泡包装的底部应高于水平面，且当浸泡臂处于最低位置时，冲泡包装应被完全浸没)。
4.将235mL沸水加入烧杯中并启动泵。
5.短暂地使该系统稳定，然后启动浸泡器和分光光度计。
6.在冲泡时间结束时停止分光光度计、浸泡器和泵。
7.用热蒸馏水冲洗该设备。
8.必要时重复该过程以获得复制数据集。每次应使用新鲜的冲泡包装。优选地重复该过程至少两次(给出一式三份的结果)。
静态方法
测量其中除了最初在起始点时将冲泡包装浸入液体中外不再进行浸泡冲泡包装的动作的“静态”冲泡也是可能的。为了方便的目的，可以在浸泡器不动作的情况下使用如上所述的相同过程和设备。或者连接到支架(retortstand)上的夹具可用来悬挂冲泡包装。优选地该过程重复至少5次(给出一式六份的结果)。每次应使用新鲜的冲泡包装。
详细说明
本发明的一些实施方式通过附图进行图示说明，附图中：
图1是根据本发明的实施方式的包装材料条片的视图；
图2a是根据本发明实施方式的部分完成的包装的后透视图；
图2b是图2a的部分完成的包装的前透视图；
图2c是从上方观察的图2a的部分完成的包装的截面视图；
图3a-3e是显示根据本发明的实施方式形成冲泡包装的步骤的一系列前透视图；
图4显示根据本发明实施方式的用于生产冲泡包装的设备的图示；和
图5a和5b显示从上方观察的图4设备的导管出口的两种可能实施方式的截面视图。
图1显示了根据本发明的实施方式的包装材料条片的视图，其中液体可透过的包装材料的细长条片1沿方向Z移动。包装材料的条片具有宽度W。对应于一个包装的长度L由边界线2指示，但条片可以具有不确定的长度。单一冲泡包装包含细长条片的一部分，其具有沿其边缘的侧边沿部(margin)3及边界线2任一侧的末端边沿部4，5。
单一冲泡包装由覆盖面积A的包装材料组成。面积A是形成各个冲泡包装所需要的包装材料的量的适宜量度。为了使环境影响最小化，理想的是限制用于形成各包装材料的量。但是，不希望限制包装材料的量达到损害冲泡包装的冲泡性能的程度。因此，为了平衡环境影响和冲泡性能，根据本发明的单一冲泡包装优选地由覆盖5000-10500mm2、更优选5500-9000mm2和最优选6000-7500mm2的面积A的包装材料组成。
在优选的实施方式中，各冲泡包装包括细长条片的基本上矩形的部分，其中面积A等于包装长度L乘以条片宽度W(即，A＝LxW)。从方便的观点来看，优选的是冲泡包装适配在茶杯和/或马克杯中。因此，理想的是长度L不会太大。但是，冲泡包装也应当足够大以容纳足够的可冲泡材料而产生口感好的饮料。因此，包装长度L优选为44-80mm，更优选48-75mm和最优选52-70mm。优选地条片宽度W为90-160mm，更优选95-140mm和最优选100-125mm。
在根据本发明的优选实施方式的完成包装中，纵向密封部6包括侧边沿部3(参见图2c)。在特别优选的实施方式中，纵向密封部6可以是翅形封口或搭接封口。
横向密封部7限定完成的包装的顶部8和底部9(参见图3d)。横向密封部包括包装材料条片的末端边沿部4，5。在优选的实施方式中，横向密封部7形成为使得它们彼此平行并垂直于纵向密封部6。
包装具有前面部和后面部。在优选的实施方式中，前面部包括单一前面板(panel)10，且后面部包括两个背面板11。
引入至少一个折档，其包括由沿线13，14形成的折痕界定的折幅12。优选地，折档在限定了完成的包装的顶部8和底部9的横向密封部7之间基本上纵向地延伸。
完成的包装包括至少一个侧折档15，且优选具有两个侧折档15。侧折档15由两个折幅12和三个折痕(两个外折痕13和一个中央折痕14)组成。在优选的实施方式中，各侧折档15分隔前面板和背面板。在特别优选的实施方式中，各折幅12的宽度不超过15mm，且各侧折档15的总宽度(即当折档完全展开时两个外折痕14之间距离)不超过30mm。优选地各折幅12具有3-10mm，更优选4-8mm的宽度。优选地各侧折档15的总宽度为6-20mm，更优选8-16mm。
图2a-2c显示了按照优选的实施方式之一形成纵向密封部6和两个侧折档15后的部分完成的包装的三种不同的视图。图2a显示从后面观察的包装的透视图，其中纵向密封部6在两个背面板11之间沿着后面部延伸。图2b显示从前面观察的同样包装的透视图。图2c显示从上方观察的部分完成的包装的截面，其显示出由包括前面板10的前面部、包括通过纵向密封部6接合的两个背面板11的后面部及两个侧折档15限定的隔室16，其中每个侧折档15包括两个折幅12。侧边沿部3(图1)结合入纵向密封部6(其在该实施方式中是翅形密封部)。各侧折档15是“M”形的，并由两个折幅12、两个外折痕13和一个中央折痕14组成。外折痕13限定两个折幅12与前面板10或背面板11之间的边界，而中央折痕14限定两个折幅12之间的边界。
图3a-3e是一系列的透视图，其显示了可以随着液体可透过的包装材料的连续条片1移动通过相继的工位而实施以形成冲泡包装的加工步骤的序列。在第一工位处，条片的侧边沿部3与纵向密封部6密封在一起以赋予条片管形形状(图3a)。在第二工位处，管状条片形成凹进以引入限定或多个折档的折痕。例如，图3b显示了其中两个“M”形侧折档15引入到管状条片中的优选实施方式。条片垂直(向下)移动到达其中形成限定单个包装的横向密封部7的密封区。形成横向密封部以使得其限定该密封部上方的当前包装的底部9和该密封部下方的前一包装的顶部8(图3c)。输入装置将一剂可冲泡材料17投送到管状条片中且另一横向密封部7形成以使得其限定当前包装的顶部8和下一包装的底部9，如图3d中所示。因此，随着管状条片形成由横向密封部7限定的包装的链条，其被填充多剂可冲泡材料17。包装的链条随后通过在横向密封部7处沿边界线2切断条片而分割成单个包装，如图3e所示。在可选的实施方式中，有可能在单一操作中进行密封和切割而不是使得这些操作顺序地进行。
根据本发明的冲泡包装包括具有由间隔距离D的两个横向密封部7限定的顶部8和底部9的隔室16，该密封部形成在隔室16的相反末端。从使用方便的观点来看，根据本发明的冲泡包装大小类似于常规冲泡包装。优选地，冲泡包装适配在茶杯和/或马克杯中。因此，距离D是40-70mm，更优选45-65mm和最优选50-60mm。优选的是，冲泡包装能够容纳足够的可冲泡材料以产生口感好的饮料。在某些优选实施方式中，冲泡包装包含1.0-3.8g，更优选1.3-3.4g和最优选1.6-3.0g的可冲泡材料。
图4显示根据本发明用于制造冲泡包装的设备的优选实施方式。该设备具有由给料器(未示出)供应可冲泡材料17的单一生产途径。包装材料条片1在靠近导管21的入口20的成形导引装置上进料。优选地导管入口20具有圆形截面。此处，条片采取导管外部的管形形状并且通过一个或多个导引元件22沿着管状体拉动，同时其相对侧边沿部通过纵向密封装置23纵向地密封在一起。在优选的实施方式，纵向密封装置23邻近导管，且在特别优选的实施方式中，纵向密封装置23包括将侧边沿部焊接在一起以形成纵向翅形密封部的一对加热和挤压辊。
管状条片沿导管牵拉并经过导管的出口24，优选地通过一个或多个导引元件22牵拉。
导管出口24具有可以为相同形状(参见图5a)或不同形状(参见图5b)的内截面和外截面。特别地，优选的是导管出口24具有包括至少两个顶点25的外截面。在优选的实施方式中，导管从在其入口处具有圆形截面(外部和内部两者)过渡到在其出口处具有包括至少两个顶点25的外截面。更优选地，导管出口的外截面包括界定面部的至少两个顶点25，且在特别优选的实施方式中，如在图5a和5b中所显示的实施方式中，导管出口具有矩形外截面。为了使可冲泡材料通过导管的流动最大化，优选的是导管出口的内截面为与外截面相同的形状，例如如图5a中所示。可能需要的是防止可冲泡材料在导管出口内截面的顶点处聚集。因此，在其它的某些实施方式中，导管出口的内截面可以包括比外截面更少的顶点，例如如图5b中所示。
管状条片在顶点25之间通过至少一个成形部件26形成凹进。优选地该成形部件26位置邻近导管出口24。例如，图4、5a和5b显示了其中管状条片通过两个成形部件26形成凹进的优选实施方式，其中各成形部件引入“M”形侧折档15(图2显示使用图4中所示的设备形成的在折档形成后但在使管状条片形成隔室之前的部分完成的包装)。
在图4显示的优选实施方式中，形成凹进的条片垂直(向下)牵拉到达密封区，在此处设备包括用于使管状条片按照沿其长度的间隔形成隔室的横向密封部件。横向密封部件形成跨过形成凹进的管状条片的宽度的相继的横向密封部7。管状条片1的行进(其优选以基本上均匀的速度行进)和密封部件的时间安排适应于使得相继横向密封部之间的距离D在40-70mm，更优选45-65mm和最优选50-60mm的范围内。
形成凹进的管状条片在其形成为由横向密封部7限定的包装的链条时填充多剂可冲泡材料。在优选的实施方式中，输入装置经由导管投送可冲泡材料以使得各密封的隔室包含单剂可冲泡材料。形成隔室的管状条片随后通过在横向密封部7处切断条片而分割成单个包装。在图4中所示的优选实施方式中，切割部件承载在一对转子27上，其中转子包括在填充的冲泡包装沿生产路径行进时容纳该填充的冲泡包装的凹部28。
在特别优选的实施方式中，密封部件承载在第一对转子上且切割部件承载在第二对转子上，其中第一和第二对转子都包括在填充的冲泡包装沿生产路径行进时容纳该填充的冲泡包装的凹部28。
在可选的实施方式中，有可能在单一操作中进行密封和切割而不是使得这些操作顺序地进行。在这样的实施方式中，密封和切割部件可以优选地承载在单对转子上。
实施例
常规双腔室冲泡包装(包装DC)和根据本发明的冲泡包装(包装G)的冲泡特性使用如上所述的动态(连续浸泡)和静态程序两者进行研究。总冲泡时间是240秒和采样频率是每5秒1个样品。结果在表1中给出。静态冲泡的冲泡性能是三重数据集的平均值，而对于动态冲泡，它是双重数据集的平均值。
包装DC和包装G在外观尺寸上相似(即当从前面观察时，两者都为大约40mmX60mm)。包装DC由具有大约14270mm2的面积A的过滤材料制成。包装G具有两个侧折档并由具有大约7680mm2的面积A的过滤材料制成，D为大约52mm。所有包装含有大约2g的立顿黄牌茶。
结果显示，包装G的冲泡特性与包装DC相当。
表1

Claims (12)

1.用于生产冲泡包装的设备，该设备包括用于使包装材料条片形成为管状条片的纵向密封装置(23)和用于将该管状条片牵拉经过导管(21)的出口(24)的装置，其中所述导管的出口具有包括至少两个顶点(25)的外截面，且其中所述设备包括至少一个用于使所述管状条片在所述顶点(25)之间形成凹进的成形部件(26)和另外包括用于使所述管状条片按照沿其长度的间隔形成隔室的密封部件，其中所述密封部件形成跨过形成凹进的管状条片的宽度的横向密封部(7)并适应于使得相继的横向密封部之间的距离D的范围为40-70mm，其中所述至少一个使所述管状条片在所述顶点(25)之间形成凹进的成形部件(26)适应于提供由两个折幅(12)和三个折痕(13,14)组成的侧折档(15)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个顶点(25)界定面部。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述包装材料条片通过导引部件(22)沿所述导管的外部牵拉。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括与所述导管邻近的用于使所述包装材料条片形成为围绕所述导管的封闭管状体的纵向密封装置(23)。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述导管具有入口(20)和出口(24)，该入口(20)外部和内部均具有圆形的截面，且其中所述导管从在入口(20)处具有圆形截面过渡到在出口(24)处具有包括至少两个顶点(25)的外截面。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括横向密封部件和切割部件。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述密封和/或切割部件承载在至少一对转子(27)上。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述冲泡包装由覆盖5000-10500mm2的面积A的包装材料组成。
9.一种由液体可透过的包装材料条片制造冲泡包装的方法，其包括以下步骤：
(a)密封所述包装材料条片以形成管状条片；
(b)沿导管(21)牵拉所述管状条片并使其经过所述导管的出口(24)，其中所述导管出口具有包括至少两个顶点(25)的截面；
(c)使所述管状条片在所述顶点(25)之间的面部形成凹进以将折痕(13,14)引入所述包装材料中，该折痕限定至少一个折档(15)；
(d)形成跨过所述管状条片的第一横向密封部(7)；
(e)经由所述导管将一剂可冲泡材料(17)投送到所述管状条片中；和
(f)形成跨过所述管状条片的第二横向密封部(7)，其中所述第一和第二横向密封部限定含有一剂可冲泡材料的单个隔室(16)，
(g)通过在所述第一和第二横向密封部处切断所述条片将由所述第一和第二横向密封部限定的隔室分开以成为单个冲泡包装，
其中所述第一和第二横向密封部形成为使得它们间隔距离D，该距离D的范围为40-70mm，
其中至少一个使所述管状条片在所述顶点(25)之间形成凹进的成形部件(26)适应于提供由两个折幅(12)和三个折痕(13,14)组成的侧折档(15)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述条片的密封和切断在单独的工位进行。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述管状条片以基本上均一的速度沿所述导管牵拉。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述冲泡包装由覆盖5000-10500mm2的面积A的包装材料组成。
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