CN103958177B - 多层材料和容器以及制造容器的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种多层材料和由至少一个多层材料形成的一种容器(例如，饮料胶囊)。还提供了一种制作饮料容器的方法。所述多层材料包括：一个阻隔层，由适于阻止一种或多种不良成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及，一个密封层，由适于形成与另一表面的密封的材料形成。所述多层材料或容器还包括垫圈层或垫圈带，所述垫圈层或垫圈带由具有多个通道的材料形成，所述多个通道适于接收所述密封层的材料的至少一部分。

Description

多层材料和容器以及制造容器的方法
技术领域
描述的实施方案涉及多层材料和容器以及制造容器的方法，尤其涉及相比于常规的多层材料和容器，具有改进的阻隔性能(barrierproperty)、生产效率或其他优势的多层材料和容器以及制造容器的方法。
背景技术
接下来的背景讨论并非承认下面讨论的任何事物都可引用作为现有技术或公知常识。下面列举的文件整体以引用的方式纳入本文。
用于食物或其他环境敏感产品的容器通常由多层材料形成，所述多层材料包括一个或多个阻隔层，提供免受一个或多个环境因素例如光、氧和水分影响的阻隔部。对氧敏感的产品例如可被容纳在具有氧阻隔层的包封部内。在密封容器之前，容器内的空气可被排空和/或替换为惰性气体例如氮气。这为被包封的产品提供了延长的保存期限。通常，容器的阻隔保护越好，保存期限越长。
所述容器在阻隔保护方面的一个薄弱点在于，用于将一个或多个多层材料密封在一起以将食物或其他易腐坏产品容纳在容器内的密封部。
咖啡易滤包例如可被容纳在由一个多层材料板形成的袋或包中，该多层材料板沿着边缘接缝被折叠或被密封，以限定用于容纳咖啡易滤包的封闭空间。该多层材料板通常由如下部分形成：透明保护材料的外部层(外部基底层)，例如聚烯烃或聚酯；图形材料的中间层(图形层)，例如墨施加至阻隔材料的另一中间层(阻隔层)(例如，铝箔、金属化聚酯或乙烯乙烯醇(EthyleneVinylAlcohol，EVOH))；以及，密封材料的内部层(密封层)，例如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。阻隔层尤其用作限制氧的通过的阻隔部。
通常，通过将板的一个边缘部分的密封层热密封(还称作焊接)至该板的另一边缘部分的密封层，来形成所述容器的边缘接缝。可通过多种技术(例如，通过使用经加热的工件的直接接触，或者通过使用超声波的间接接触)来完成热密封，从而将对应的层或表面中的一个或两个加热至充分的熔融温度，以形成密封部、结合部或焊接部。
所述容器的边缘接缝通常包括双层的密封材料。与阻隔材料例如铝箔、金属化聚酯或EVOH的阻隔性能相比，密封材料例如PE和PP具有较差的阻隔性能。组合密封层沿着接缝被暴露于氧，从而在阻隔保护方面是一个薄弱点。
另一实施例是由多层材料形成的且容纳期望剂量的咖啡渣、茶叶或其他期望配料的单份供应(singleserve)饮料胶囊(beveragecapsule)。所述饮料胶囊通常包括：杯形主体，容纳期望的配料；以及，盖，被热密封至所述主体的唇缘。所述饮料胶囊还可容纳过滤器，所述过滤器通常被粘附至所述主体的内面表面，从而不妨碍所述盖和所述主体之间的密封。
在图1(现有技术)中示出了用于常规饮料胶囊的密封边缘。用于所述胶囊的主体Bd的多层材料MM通常由如下部分形成：聚苯乙烯(PS)的外部基底层O、EVOH的阻隔层B以及PE或PP的密封层S。EVOH的阻隔层B尤其用作限制氧的通过的阻隔部。用于所述胶囊的盖C的多层材料MM通常由如下部分形成：聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)的外部基底层O；墨的图形层G，施加至铝箔的阻隔层B；以及，PE或PP的密封层S。铝箔的阻隔层B尤其用作限制氧的通过的阻隔部。
盖C的密封层S通常被热密封至主体Bd的唇缘上的密封层S，以形成密封部。与穿过由材料例如PET形成的阻隔层B在箭头Y的方向上横向提供的阻隔相比，由材料例如PE或PP在唇缘的宽度上形成的合成密封部(resultantseal)沿着该密封部的、箭头X的方向上的平面提供了对不良成分例如氧的较差的阻隔。
将过滤器粘附至所述单份供应饮料胶囊的主体的内面表面呈现了另外的劣势，这些劣势包括生产低效，以及与粘附至由于通过热成形对主体材料的拉伸而被削弱的侧壁相关联的困难。
需要解决了上述问题或者相对于常规多层阻隔材料或容器具有优势的这样的多层阻隔材料和由此材料形成的容器。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种多层材料，包括：
a)一个阻隔层，由适于阻止一种或多种不良成分穿过所述阻隔层的材料形成；
b)一个密封层，由适于形成密封的材料形成；以及
c)一个垫圈层，由具有多个通道的材料形成，所述多个通道适于接收所述密封层的材料的至少一部分，其中所述阻隔层和所述垫圈层比所述密封层具有更高的熔融温度。
在另一方面，本发明提供了一种容器，包括：
a)至少一个多层材料，具有
i)一个阻隔层，由适于阻止一种或多种不良成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及
ii)一个密封层，由适于形成密封的材料形成；以及
b)至少一个垫圈带，由具有多个通道的材料形成，所述多个通道适于接收所述密封层的材料的至少一部分；
其中所述阻隔层和所述垫圈带比所述密封层具有更高的熔融温度，以及其中所述容器由所述至少一个多层材料形成，且所述密封层形成一个密封边缘，以及所述至少一个垫圈带被布置在所述密封边缘内。
在另一方面，本发明提供一种饮料胶囊，用在饮料制备机中，所述饮料胶囊包括：
一个主体，具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被一个轮状边缘环绕；
一个过滤器，被布置在所述主体中，以在所述开口和所述过滤器之间限定一个配料腔室；
一个或多个配料，被布置在所述配料腔室中，用于制备一种期望的饮料；以及
一个盖，用于覆盖所述开口；
所述过滤器包括一个垫圈部分，所述垫圈部分被布置在所述轮状边缘和所述盖之间，所述垫圈部分具有多个通道，所述多个通道包含一个密封材料，所述密封材料适于密封在所述轮状边缘和所述盖之间的所述垫圈部分。
在另一方面，本发明提供了一种用于制作饮料胶囊的方法，所述饮料胶囊用在饮料制备机中，所述方法包括如下步骤：
将可成型的过滤器的垫圈部分热密封至主体的一个轮状边缘，所述主体具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被所述轮状边缘环绕；
将所述过滤器成型至所述内部空间内的一个期望形状，以限定所述开口和所述过滤器之间的一个配料腔室；
为所述配料腔室填充期望量的配料；以及
将一个盖热密封至所述垫圈部分，用于覆盖所述开口；
其中所述主体和所述盖中的每一个都包括一个多层材料，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止一种或多种不良成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由适于密封至另一表面的材料形成；
以及其中所述垫圈部分具有多个通道，用于接收所述主体和所述盖的所述密封材料的至少一部分，所述垫圈部分比所述主体的和所述盖的所述密封层具有更高的熔融温度。
在另一方面，本发明提供了一种用于制作饮料胶囊的方法，所述饮料胶囊用在饮料制备机中，所述方法包括如下步骤：
将过滤器的垫圈部分固定至主体的轮状边缘，所述主体具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被所述轮状边缘环绕，所述过滤器具有一个过滤器部分，所述过滤器部分被布置在所述内部空间内，以在所述开口和所述过滤器之间限定一个配料腔室；
为所述配料腔室填充期望量的配料；以及
将一个盖热密封至所述垫圈部分，用于覆盖所述开口；
其中所述主体和所述盖中的至少一个包括一个多层材料，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止一种或多种不良成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由适于密封至另一表面的材料形成；
以及其中所述垫圈部分具有多个通道，用于接收所述主体和所述盖中的至少一个的所述密封材料的至少一部分，所述垫圈部分比所述主体的和所述盖的所述密封层具有更高的熔融温度。
一旦阅读了下面对说明书的具体实施例的描述，本领域普通技术人员将明了本文公开的教导的其他方面和特征。
附图说明
随此包括的附图用于例示本说明书的物品、方法和装置的多个实施例，且所述附图不意在以任何方式限制教导的范围。为了例示的简单和清楚起见，只要认为适当，参考数字在附图之间可重复，用来指示相应或类似的元件。
图1(现有技术)是常规饮料胶囊的边缘接缝的示意性截面图；
图2是根据本发明的一个实施方案的多层材料的示意性放大立体图；
图3是沿着线3-3所观察的图2的多层材料的示意性截面图；
图4是根据本发明的另一实施方案的多层材料的示意性截面图；
图5是根据本发明的另一实施方案的多层材料的示意性截面图；
图6是根据本发明的另一实施方案的多层材料的示意性截面图；
图7是根据本发明的一个实施方案的、被折叠以形成容器的多层材料的立体图；
图8是如图7中所示的、由多层材料形成的用于容器的接缝的截面图；
图9是根据本发明的另一实施方案的、被折叠以形成容器的多层材料连同垫圈带的分解立体图；
图10是用于如图9中所示的由多层材料形成的容器以及垫圈带的接缝的截面图；
图11是根据本发明的另一实施方案的容器的分解截面图；以及
图12是根据本发明的另一实施方案的容器的分解截面图。
具体实施方式
下面将描述多个装置或方法，以提供所要求保护的发明的实施例。所述要求保护的发明不限于具有下面描述的任何一个装置或方法的所有特征的装置或方法，也不限于具有与下面描述的多个装置或所有装置共通的特征的装置或方法。所述要求保护的发明可以存在于下面描述的装置元件或方法步骤的组合或子组合中。可能的是，下面描述的装置或方法不是所述要求保护的发明的实施例。在所公开的发明中，申请人、发明人和/或所有权人保留下面描述的、未在该文件中要求保护的装置或方法中的所有权利，且不丢弃、放弃也不向公众奉献通过该文件的公开内容的任何所述发明。
在附图中，总体以20示出根据本发明的多层材料。多层材料包括阻隔层22和密封层24。多层材料还可包括垫圈层26，或者当多层材料被形成为如下面进一步描述的容器50时，垫圈层可被提供作为单独的元件。多层材料还可包括本领域中已知的一个或多个其他期望层，例如图形层28、外部基底层30和支撑层Su(例如在图11和图12中所示出的)。
阻隔层22由如本领域中已知的如下一种材料形成：所述材料适于提供阻隔保护以阻止一种或多种不良成分(例如，氧、光或水分)渗透通过多层材料20，尤其适于阻止不良成分如由箭头Y所描绘的横向渗透穿过阻隔层22的平面。阻隔材料可包括金属(例如，金属箔)和金属化聚酯、聚合物或共聚物(例如，乙烯乙烯醇(EVOH))以及其他已知的材料，以提供阻隔性能。
密封层24由适于例如使用多种技术(例如，通过使用经加热的工件的直接接触，或者通过使用超声波的间接接触)中的一种借助于热密封(或焊接)与另一表面形成密封的材料形成，以将对应的层或表面中的一个或两个加热至充分的熔融温度，从而形成密封部、结合部或焊接部。因而，多层材料20可被折叠和焊接至其自身或另一材料(例如，另一多层材料)，从而形成如下面进一步描述的一个容器。用于密封层24的材料还优选地适于在不负面影响容器的内容物的情况下，暴露至该容器的内容物。例如，如果容器的内容物是食品，则密封层24优选地由经批准的食品级材料形成。密封材料可包括聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或具有密封性能的其他材料。
垫圈层26由具有多个通道34的材料形成，所述多个通道34至少部分地且优选地完全延伸通过垫圈层26。通道34适于接收密封层24的材料的至少一部分，且优选地，当密封层24的材料被加热至其熔融温度时，允许密封层24的材料从垫圈层的一侧流过通道34至另一侧。与密封层24的材料的阻隔性能相比，垫圈层26优选地由具有更优良阻隔性能的材料形成。
垫圈层26还可或者替代地适于为多层材料20或由多层材料20形成的容器提供其他益处，例如生产效率、改进强度、耐磨性和/或衬里性能或过滤性能。
垫圈材料可由多种纤维(可包括多组分纤维)例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙或金属纤维形成，所述多种纤维可被结合或互锁，以形成具有通道34的板或腹板(web)。垫圈材料可替代地由非连续材料形成，所述非连续材料例如为被沉积以形成垫圈层的多种纤维，且所述纤维彼此未被结合或互锁。垫圈材料可替代地由被穿孔以限定多个通道34的板例如PET、尼龙、聚合物或金属板形成。
垫圈层占据所述密封部的厚度的一部分且优选地一个相当大的部分，且所述密封部形成在用于由一个或多个多层材料20形成的容器的密封层24之间。通道34允许垫圈层26局部地或完全地嵌入到一个或多个密封层24的材料内，且密封层24的材料的至少一部分变为布置在通道34内。
与用于常规多层材料MM的密封部相比，根据本发明的、在具有更优良阻隔性能的嵌入的垫圈层26的一个或多个多层材料20的密封层24之间形成的合成密封部，在沿着所述密封部的、在箭头X的方向上的平面具有改进的阻隔性能。
例如，常规多层材料MM的密封层S可由厚度为T和渗透率为P的材料形成。因而，在两个常规多层材料MM的相同密封层S之间形成的密封部的渗透率为P。根据本发明的多层材料20可具有：密封层24，由厚度为T和渗透率为P的材料形成；以及，垫圈层26，由厚度为T和渗透率为的材料形成。如果垫圈层26被完全嵌入在密封层24内，且密封层24的材料的一半被布置在限定于垫圈层26中的通道34内，则在相同的多层材料20之间形成的密封部的渗透率为。垫圈层26相对于密封层24的通过密封部的厚度的比率越大，密封部的阻隔性能越好。注意到，在该实施例中的渗透率P意在是代表性的，而非是一个精确量。该实施例的要点在于示出，与如图1(现有技术)中示出的常规多层材料MM相比，使用根据本发明的、具有更良好阻隔性能的垫圈层26的多层材料20，提供更良好的阻隔性能。
返回参考可期望用于多层材料20的其他层，图形层28由适于呈现如期望用于由多层材料20形成的容器的图形或者一个或多个背景颜色的墨或其他合适的材料形成。外部基底层30优选地由透明材料形成，所述透明材料适于覆盖和保护图形层28，同时允许图形或背景颜色可见。外部基底材料可由聚烯烃或聚酯或本领域已知的其他材料形成。支撑层32优选地由可形成为期望形状的材料例如可成型的金属或聚合材料形成。
垫圈层26和阻隔层22(以及在适用的情况下的其他层，例如图形层28、外部保护层30和支撑层Su)，至少部分地由具有充分高于密封层24的熔融温度的熔融温度的材料形成，从而当多层材料20被加热至密封层24的熔融温度或被加热为高于密封层24的熔融温度从而形成一个密封部时，不会不利地影响各自层的性能。垫圈层26例如可由限定通道34的双组分纤维形成。双组分纤维可包括具有高于密封层24的熔融温度的熔融温度的一部分，以及具有与密封层24的熔融温度相同或者低于密封层24的熔融温度的一部分。结果，当多层材料20被加热至密封层24的熔融温度或被加热为高于密封层24的熔融温度时，形成垫圈层26的双组分纤维的一部分可熔融(可增强与密封层24所形成的密封)，而双组分纤维的剩余部分将保持不受影响，从而继续限定通道34。
参考图2和图3，示出了根据本发明的一个实施方案的多层材料20a。多层材料20a包括阻隔层22、密封层24和垫圈层26，以及图形层28和外部基底层30，都如上面所描述的。垫圈层26被完全嵌入在密封层24内。当多层材料20a被密封至另一表面(例如，相同的多层材料20a的折叠部分的密封层24)时，密封层24被加热至其熔融温度(或者被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，并且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而它可形成与邻接表面的密封(如图8中所示)。
对此及下文所描述的其他实施方案，应理解，用于形成期望的密封部的期望的熔融温度、压力和停留时间是相互依赖的，且还依赖于材料的类型和厚度以及生产条件和对生产设备的选择。例如，如果密封层24是LDPE，则期望的熔融温度可在120-220摄氏度的范围内(只要低于其他层的熔融温度)，期望的压力可在20-100psi的范围内，期望的停留时间可在0.2毫秒至3秒的范围内。
参考图4，总体以20b示出了多层材料的另一实施方案的放大示意性截面(未必按比例)。多层材料20b包括阻隔层22、密封层24和垫圈层26，以及图形层28和外部基底层30，都如上面所描述的。多层材料20b还包括布置在阻隔层22和垫圈层26之间的结合层38，用于将这两个层结合在一起。结合层38可由与密封层24相同的材料形成，或者它可由适于将垫圈层26结合至阻隔层22的不同材料形成。当多层材料20b被密封至另一表面(例如，相同的多层材料20b的折叠部分的密封层24)时，密封层24被加热至其熔融温度(或者被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，并且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而它可至少局部流动且优选地完全流动到垫圈层26的通道34内，同时维持充分的密封材料以形成与邻接表面的密封。应理解，为使充足的材料流入通道34内，同时使充足的材料保持密封至邻接表面，密封层24的充足厚度是必需的。如果结合层38也由与密封层24相同的材料形成，则通道34可被局部填充有来自结合层38的材料，且所必需的密封层24的厚度较小。
参考图5，以20c总体示出了多层材料的另一实施方案的放大示意性横截面(未必按比例)。多层材料20c包括阻隔层22、密封层24和垫圈层26，以及图形层28和外部基底层30，都如上面所描述的。然而，在此实施方案中，密封层24被布置为抵靠在阻隔层22上，然后垫圈层26被布置为抵靠在密封层24上，以形成外部表面(这转而适于形成由所述多层材料20c形成的容器的内部表面)。在此实施方案中，垫圈层26优选地局部嵌入在密封层24内，且密封层24的材料的一部分被接收在通道34内。当多层材料20c被密封至另一表面(例如，相同的多层材料20c的折叠部分的垫圈层26)时，密封层24被加热至其熔融温度(或者，被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而多层材料20c可流过垫圈层26的通道34，以形成与邻接表面的密封。多层材料20c可替代地被密封至具有密封层的另一材料(例如，在外部表面上具有密封层的常规多层材料)，其中这两种材料的密封层被加热至其熔融温度(或者，被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而这两种材料可流过垫圈层26的通道34，以形成密封部。应理解，为使充足的材料完全流过通道34，以密封至由相同的多层材料20c形成的另一表面，密封层24的充足厚度是必需的。如果被密封至外部表面上具有密封层的另一材料，则所必需的密封层24的厚度较小。
参考图6，总体以20d示出了多层材料的另一实施方案的放大示意性横截面(未必按比例)。多层材料20d包括阻隔层22、密封层24和垫圈层26，以及图形层28和外部基底层30，都如上面所描述的。在此实施方案中，密封层24又一次被布置为抵靠在阻隔层22上，垫圈层26又一次被布置为抵靠在密封层24上，以形成外部表面(这转而适于形成由所述多层材料形成的容器的内部表面)。然而，在此实施方案中，垫圈层26被布置为抵靠在密封层24上，但除在期望的分立密封点40处以外不固定至密封层24。例如，多层材料20d可被形成，然后接着被切割成坯料，所述坯料被配置为形成期望的容器或期望的容器的一部分。所述坯料的期望的密封点40(例如，周界边缘的部分，意在随后形成由所述多层材料20d所形成的容器的边缘密封)，可被加热且被密封，从而垫圈层26被固定至且优选地被至少局部地嵌入在密封层24中。此密封操作优选地结合切割坯料的操作一起执行。多层材料20d的合成坯料将具有这样一个垫圈层，该垫圈层仅在期望的密封点40处被固定至多层材料20d的剩余部分。当多层材料20d被密封至另一表面(例如，相同的多层材料20d的折叠部分的垫圈层26)时，密封层24被加热至其熔融温度(或者，被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而多层材料20d可流过垫圈层26的通道，以形成与邻接表面的密封。多层材料20d可替代地被密封至具有密封层的另一材料(例如，在其外部表面上具有密封层的常规多层材料)，其中这两种材料的密封层被加热至其熔融温度(或者，被加热为高于其熔融温度但是小于其他层的熔融温度)，且在期望的压力下紧压在邻接表面上且持续期望的停留时间，从而这两种材料可流过垫圈层的通道34，以形成密封部。应理解，为使充足的材料完全流过通道34，以密封至由相同的多层材料20c形成的另一表面，密封层24的充足厚度是必需的。如果密封至其外部表面上具有密封层的另一材料，则所必需的密封层24的厚度较小。
参考图7，以50a示出了根据本发明的一个实施方案的容器的分解立体图。袋形式的容器50a由根据本发明的多层材料20(在该实施例中，多层材料20a)形成。容器可具有其他形式，例如带有经密封的盖的杯形容器。多层材料20被形成为期望形状，且借助于热密封或其他已知的密封工艺，重叠邻接表面被密封以限定用于容纳期望内容物的内部空间。在对容器50a内的内容物进行密封之前，容器50a内的空气可被排空和/或可被更换为惰性气体例如氮气。
参考图8，示出了用于容器50a的密封边缘的放大示意性横截面视图(未必按比例)。来自密封层24的材料被布置在限定于垫圈层26中的通道34内。垫圈层26基本上填充在阻隔层22和密封层24之间的密封边缘中的空间，以提供针对不良成分的增进的阻隔保护，具体地，阻止不良成分如由箭头X描绘沿着垫圈层26的平面渗透。
参考图9，以50b示出了根据本发明的另一实施方案的容器的分解立体图。袋形式的容器50b可由具有用于将邻接表面密封在一起的密封层S的常规多层材料MM制成。容器可具有其他形式，例如具有密封盖的杯形容器。容器50b还包括垫圈带52，所述垫圈带52被定尺寸以在密封之前被布置在多层材料MM的重叠表面之间。垫圈带54可以是如所示出的细长带，但是可具有适配于特定形状或正被密封的容器50b的部分的形式的其他形状(例如，环形形状)。垫圈带52中的每一个由具有多个通道54的材料(所述材料类似于如上面所描述的垫圈层26的材料)形成，适于接收密封层S的材料的至少一部分。垫圈带52适于提供针对不良成分的阻隔保护，具体地，适于阻止不良成分沿着垫圈带52的如由箭头X描绘的平面的渗透。
参考图10，示出了用于容器50b的密封边缘的放大的示意性横截面视图(未必按比例)。如所示出的，来自邻接密封层S中的每一个的材料被接收在垫圈带52的通道54内，以形成密封边缘。垫圈带52基本上填充阻隔层B之间的密封边缘中的空间，以提供针对不良成分的增进的阻隔保护，具体地，阻止不良成分沿着垫圈带52的、如由箭头X描绘的平面的渗透。
参考图11，示出了根据本发明的另一实施方案的容器100的分解立体图。容器100是具有盖的杯形主体的形式，适于用作单份供应饮料胶囊。容器100包括主体102、过滤器104、配料106和盖108。
主体102包括侧壁110和端壁112，所述侧壁110和端壁112一起限定了用于容纳过滤器104和配料106的内部空间114。在主体102的一个端部处限定开口116。轮状边缘118围绕开口116的周界延伸。配料腔室119被限定在过滤器104和开口116之间，用于接收配料106。
过滤器104包括垫圈部分120，所述垫圈部分120适于布置在轮状边缘118和盖108之间。过滤器104还包括过滤器部分122，所述过滤器部分122从垫圈部分120朝内定位，所述垫圈部分120适于过滤由配料106制成的饮料。过滤器104优选地由单张过滤材料形成，且垫圈部分120和过滤器部分122是过滤器104的一体部分。
过滤器104可在被布置到主体102中之前被成型，而过滤器部分122形成具有平滑的或带凹槽的侧壁的桶或任何其他期望形状，且垫圈部分120形成一个轮状边缘以将过滤器104支撑在主体102的相应的轮状边缘118上。替代地，如图12中所示，过滤器104可初始地延伸跨过主体102的内部空间114或开口116，且在例如通过经加热的芯轴被成型之前被固定至轮状边缘118，以形成具有平滑的或带凹槽的侧壁的桶或任何其他期望形状(如由虚轮廓线示出的)。
用于容器100的示例性饮料胶囊实施方案的配料106可以是咖啡渣、茶叶、巧克力粉末、奶粉、速溶咖啡，或可用于制备饮料或其他可消费产品的任何其他配料或配料的组合。
主体102可由本领域中已知的、包括阻隔层B和密封层S的常规多层材料MM形成。主体102还可包括适于对主体102提供结构支撑的支撑层Su，使得它可被成型为期望形状。同样地，主体可包括图形层G和外部基底层O，如较早描述的。
例如，主体102可包括由乙烯乙烯醇(EVOH)形成的阻隔层B、由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成的密封层S，以及高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的支撑层Su。替代地，主体102可包括铝、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚交酯(PLA)或这些材料的组合的阻隔层B(具有充足的厚度和/或刚性，以提供对主体102的结构支撑)和PE或PP的密封层S。
过滤器104可由无纺布纤维过滤材料(例如，聚酯、聚乙烯或尼龙无纺布纤维)形成，其优选地是可成型的。无纺布纤维过滤器104优选地包括多种纤维，所述多种纤维通过无纺布生产技术(优选地，纺粘技术)而被结合或互锁以形成具有通道124的板或腹板。过滤器104可替代地由金属板或聚合板例如PET或尼龙形成，所述金属板或聚合板可被穿孔，以在形成期望的过滤器形状之前或之后，限定通道124。
盖108优选地由包括阻隔层B和密封层S的常规多层材料MM形成。更具体地，盖108可包括聚烯烃或聚酯的外部基底层O、施加至铝箔或金属化聚酯的阻隔层B的墨的图形层G，以及聚烯烃的密封层S。
主体102的密封层S和盖108的密封层S具有各自的熔融温度，所述熔融温度小于多层材料MM的其他部分的且尤其是小于过滤器104的垫圈部分120的熔融温度。例如，通常，PET具有约260℃的熔融点，而PE具有约110℃的熔融点，或PP具有约160℃的熔融点。
在组装容器100期间，过滤器104被布置在主体102中，且过滤器的垫圈部分120倚靠在轮状边缘118上。如果垫圈部分120由充分刚性的材料形成以在填充配料106期间、在主体102内支撑过滤器104，则配料106被布置在过滤器104内，且盖108被定位在垫圈部分120上，以覆盖开口116且被局部密封就位。然后，胶囊100的内部空间内的空气可被替换为惰性气体例如氮气。用于将胶囊内的空气替换为惰性气体的机器和方法的一个实施例在WO2010/007633中进行描述。然后，盖108在垫圈部分120上被完全密封至主体102，从而密封胶囊的内部空间。具体地，盖108和主体102被加热至密封层S的熔融温度。来自密封层S的材料至少局部地流过垫圈部分120的通道124，从而在冷却时形成密封部。
如果垫圈部分120并不具有充分的刚性以在填充配料106期间、在主体102内支撑过滤器104，则首先通过将轮状边缘118加热至密封层S的熔融温度来将垫圈部分120固定至轮状边缘118，使得密封层S的材料至少局部地流入垫圈部分120的通道124内。一旦密封层S充分冷却以在主体102内支撑过滤器104，则如果过滤器104未被预成型，过滤器104可例如通过使用经加热的芯轴被成型为主体102的内部空间114内的期望形状，以形成配料腔室119。然后，配料106被布置在过滤器104的配料腔室119内，而盖108被定位在垫圈部分120上以覆盖开口116且被局部密封就位。然后，胶囊100的内部空间内的空气被排空，且被替换为惰性气体例如氮气，例如通过使用如上面提及的机器和方法。盖108然后在垫圈部分120上被完全密封至主体102，以密封胶囊的内部空间。具体地，盖108被加热至密封层S的熔融温度，使得密封层S的材料至少局部地流入垫圈部分120的通道124，从而在冷却时形成密封部。
尽管上面的描述提供了一个或多个方法或装置的实施例，但是应理解，其他方法或装置可能在随附的权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种多层材料，包括：
a)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；
b)一个密封层，由适于与另一表面形成密封的材料形成；
其特征在于，
所述多层材料还包括：c)一个垫圈层，由具有多个通道的材料形成，所述多个通道适于接收所述密封层的材料的至少一部分，其中所述阻隔层和所述垫圈层比所述密封层具有更高的熔融温度。
2.根据权利要求1所述的多层材料，其中所述垫圈层至少局部地嵌入在所述密封层内，且来自所述密封层的材料的至少一部分被至少部分地布置到所述多个通道的一个或多个中。
3.根据权利要求2所述的多层材料，其中所述垫圈被完全嵌入在所述密封层中。
4.根据权利要求2所述的多层材料，其中所述垫圈层被布置在所述多层材料的一个外部表面上。
5.根据权利要求2所述的多层材料，其中所述垫圈层在不同的密封点处被至少局部地嵌入在所述密封层内，且垫圈层的剩余部分保持未固定至所述密封层。
6.一种容器，包括：
a)至少一个多层材料，具有
i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及
ii)一个密封层，由适于与另一表面形成密封的材料形成；以及
b)至少一个垫圈带，由具有多个通道的材料形成，所述多个通道适于接收所述密封层的材料的至少一部分；
其中所述阻隔层和所述垫圈带比所述密封层具有更高的熔融温度，以及其中所述容器由所述至少一个多层材料形成，且所述密封层形成与所述另一表面的密封边缘，以及所述至少一个垫圈带被布置在所述密封边缘内。
7.一种饮料胶囊，用在饮料制备机中，所述饮料胶囊包括：
一个主体，具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被一个轮状边缘环绕；
一个过滤器，被布置在所述主体中，以在所述开口和所述过滤器之间限定一个配料腔室；
一个或多个配料，被布置在所述配料腔室中，用于制备一种期望的饮料；以及
一个盖，用于覆盖所述开口；
所述过滤器包括一个垫圈部分，所述垫圈部分被布置在所述轮状边缘和所述盖之间，所述垫圈部分具有多个通道，所述多个通道包含一个密封材料，所述密封材料适于密封在所述轮状边缘和所述盖之间的所述垫圈部分。
8.根据权利要求7所述的饮料胶囊，其中所述垫圈部分比所述密封材料具有更高的熔融温度。
9.根据权利要求8所述的饮料胶囊，其中所述主体由一个多层材料形成，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由所述密封材料的至少一部分形成。
10.根据权利要求8所述的饮料胶囊，其中所述盖由一个多层材料形成，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由所述密封材料的至少一部分形成。
11.根据权利要求8所述的饮料胶囊，其中所述主体和所述盖中的每一个都由一个多层材料形成，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)由所述密封材料形成的一个密封层。
12.根据权利要求7所述的饮料胶囊，其中所述过滤器由可成型的无纺布过滤材料形成。
13.根据权利要求7所述的饮料胶囊，其中所述过滤器由一个被穿孔以限定所述通道的材料形成。
14.一种用于制作饮料胶囊的方法，所述饮料胶囊用在饮料制备机中，所述方法包括如下步骤：
将可成型的过滤器的垫圈部分热密封至主体的一个轮状边缘，所述主体具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被所述轮状边缘环绕；
将所述过滤器成型至所述内部空间内的一个期望形状，以限定所述开口和所述过滤器之间的一个配料腔室；
为所述配料腔室填充期望量的配料；以及
将一个盖热密封至所述垫圈部分，用于覆盖所述开口；
其中所述主体和所述盖中的每一个都包括一个多层材料，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由适于密封至另一表面的材料形成；
以及其中所述垫圈部分具有多个通道，用于接收所述主体和所述盖的所述密封材料的至少一部分，所述垫圈部分比所述主体的和所述盖的所述密封层具有更高的熔融温度。
15.根据权利要求14所述的制作饮料胶囊的方法，进一步包括在将所述胶囊内的空气替换为惰性气体之后，将所述盖热密封至所述垫圈部分以覆盖所述开口且密封所述内部空间的步骤。
16.根据权利要求14所述的制作饮料胶囊的方法，其中在将所述胶囊内的空气替换为惰性气体的步骤之前，所述盖被局部地密封至所述垫圈部分，以将所述盖保持就位，在将所述胶囊内的空气替换为惰性气体的步骤之后，所述盖被完全密封至所述垫圈部分，以密封所述内部空间。
17.根据权利要求14所述的制作饮料胶囊的方法，其中所述可成型的过滤器由可成型的无纺布过滤器材料形成。
18.根据权利要求14所述的制作饮料胶囊的方法，其中所述可成型的过滤器由可成型的材料形成，所述可成型的材料已被穿孔以限定所述多个通道。
19.根据权利要求14所述的制作饮料胶囊的方法，其中所述可成型的过滤器的所述垫圈部分已被穿孔以限定所述多个通道。
20.一种用于制作饮料胶囊的方法，所述饮料胶囊用在饮料制备机中，所述方法包括如下步骤：
将过滤器的垫圈部分固定至主体的轮状边缘，所述主体具有从端壁延伸至开口以限定一个内部空间的一个侧壁，所述开口被所述轮状边缘环绕，所述过滤器具有一个过滤器部分，所述过滤器部分被布置在所述内部空间内，以在所述开口和所述过滤器之间限定一个配料腔室；
为所述配料腔室填充期望量的配料；以及
将一个盖热密封至所述垫圈部分，用于覆盖所述开口；
其中所述主体和所述盖中的至少一个包括一个多层材料，所述多层材料具有：(i)一个阻隔层，由适于阻止选自氧、光或水分的一种或多种成分穿过所述阻隔层的材料形成；以及(ii)一个密封层，由适于密封至另一表面的材料形成；
以及其中所述垫圈部分具有多个通道，用于接收所述主体和所述盖中的至少一个的所述密封材料的至少一部分，所述垫圈部分比所述主体的和所述盖的所述密封层具有更高的熔融温度。
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