CH708024B1 - Verfahren zur Herstellung einer Pipette. - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Pipette (10) mit einem Volumeninhalt von 1 bis 50 ml aus einem thermoplastischen Kunststoff. Ein im Wesentlichen zylinderförmiger Pipettenschaft (12) mit einem Innendurchmesser (d i ) und ein im Wesentlichen zylindrisch-becherförmig ausgebildetes Pipettenreservoir (16) mit einem Innendurchmesser (D i ) werden Im Spritzgussverfahren hergestellt, Der Pipettenschaft (12) weist einends eine sich zu einer Ansaug-/Austrittsöffnung (20) verjüngende Pipettenspitze (14) und andernends eine konische Aufweitung (18) auf. Das Pipettenreservoir (16) weist einen coaxial vom Boden des Pipettenreservoirs (16) abkragenden Ansaugstutzen (24) auf. Die konische Aufweitung (18) wird stirnseitig und coaxial mit dem Pipettenreservoir (16) verschweisst oder verklebt. Das Verhältnis der gesamten Pipettenlänge (L) zum arithmetischen Mittel der Innendurchmesser (d i und D i ) des Pipettenschafts (12) und des Pipettereservoirs (16) beträgt wenigstens 15.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Pipette mit einem Volumeninhalt von 1 bis 50 ml aus einem thermoplastischen Kunststoff.
[0002] Eine Pipette dient dem Ansaugen von Flüssigkeiten, sie umfasst eine Pipettenspitze, welche coaxial auf einen zylinderrohrförmigen Pipettenschaft aufgebracht ist. Das weit verbreitete Ansaugen mit dem Mund kann problematisch sein, wenn es sich um giftige, biologisch aktive, radioaktive oder sonst wie gefährliche Flüssigkeiten handelt. Das Ansaugen erfolgt deshalb in der Regel mit einer Ansaughilfe, z.B. einem elastisch verformbaren Ballon, der zusammengedrückt wird und sich beim Loslassen wieder ausdehnt und so einen Unterdruck erzeugt. Es sind mehrere Typen von Pipetten bekannt, welche auch nach einschlägigen DIN-Vorschriften ausgestattet sind. Eine klassische Vollpipette umfasst einen verhältnismässig engen Schaft, mit einem Ausdehnungsvolumen zwischen der Pipettenspitze und der Ansaugöffnung. Vollpipetten haben in Richtung der Ansaugöffnung eine auf ein bestimmtes Volumen geeichte Markierung. Kapillarpipetten haben einen sehr engen Schaft ohne Ausdehnungsvolumen, der Innendurchmesser ist so klein, dass keine sich verjüngende Pipettenspitze ausgebildet ist. Messpipetten haben einen Pipettenschaft mit einem grösseren Durchmesser, sie weisen eine aussenseitig aufgebrachte Skalierung auf.
[0003] Pipetten werden sowohl als Einzelpipetten als auch für Mehrkanalpipetten eingesetzt, Letztere insbesondere in grösseren Pipettiervorrichtungen.
[0004] Die Pipettenspitze kann einstückig mit dem Pipettenschaft ausgebildet, auf diesen aufgeschweisst oder lösbar mit diesem verbunden sein. Die Pipettenspitze muss gewährleisten, dass beim Übertragen von Flüssigkeiten nichts vom Pipetteninhalt abtropft.
[0005] Die ursprünglich aus Glas hergestellten Pipetten bestehen heute praktisch ausschliesslich aus einem thermoplastischen Kunststoff. Die hier ausschliesslich interessierenden kleineren Pipetten mit einem Volumeninhalt von 1 bis 50 ml werden in der Regel durch Extrudieren des Pipettenschafts hergestellt, indem ein im Wesentlichen zylinderförmig extrudiertes Rohr abgelängt und eine Pipettenspitze aufgebracht wird.
[0006] Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung einer Pipette der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei der Massenherstellung bei unveränderter Präzision einen höheren Arbeitstakt erlaubt,
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein im Wesentlichen zylinderförmiger Pipettenschaft mit einem Innendurchmesser, der einends eine sich zu einer Ansaug-/Austrittsöffnung verjüngende Pipettenspitze und andernends eine konische Aufweitung aufweist, und ein im wesentlichen zylindrisch-becherförmig ausgebildetes Pipettenreservoir mit einem der Aufweitung entsprechenden Innendurchmesser, das einen coaxial vom Boden des Pipettenreservoirs abkragenden Ansaugstutzen aufweist, im Spritzgussverfahren hergestellt werden, und die konische Aufweitung stirnseitig und coaxial mit dem Pipettenreservoir verschweisst oder verklebt wird, wobei das Verhältnis der gesamten Pipettenlänge zum arithmetischen Mittel der Innendurchmesser des Pipettenschafts und des Pipettereservoirs wenigstens 15 beträgt.
[0008] Überraschend ist es gelungen, im Wesentlichen zylinderrohrförmige Pipetten, mit einem Volumeninhalt von 1 bis 50 ml, ohne Ausdehnungsvolumen im Längsmittelbereich, im Spritzgussverfahren herzustellen. Der verflüssigte thermoplastische Kunststoff wird unter hohem Druck in eine hochpräzise Form gespritzt, erstarrt dort und wird wieder ausgeschalt. Dieses Verfahren erlaubt einen hohen, bisher nicht möglichen Arbeitstakt für die Herstellung kleiner Pipetten, gleichgültig ob einzeln oder in Serie mit mehreren Pipetten pro Arbeitstakt. Der Erfolg ist deshalb überraschend, weil Fachleute die Herstellung von kleineren Pipetten im Bereich von 1 bis 50 ml Volumeninhalt durch Extrudieren als die einzige technische mögliche Variante angesehen haben.
[0009] Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Pipetten haben vorzugsweise ein Verhältnis der Länge zum Innendurchmesser von 15 bis 65. Die hergestellten Standardmasse liegen bei einer gleich bleibenden Länge aller Pipetten von etwa 340 mm und einem Innendurchmesser von 10 bis 22 mm.
[0010] Das Spritzgussverfahren von thermoplastischen Kunststoffen erlaubt, die Pipettenspitze gleichzeitig mit dem Pipettenschaft zu spritzen.
[0011] Selbstverständlich können der Pipettenschaft und die Pipettenspitze auch in separaten Spritzgussverfahren hergestellt und direkt oder ab Lager miteinander verschweiss oder verklebt werden. Die ringförmige Verbindungsstelle muss dicht und stabil sein.
[0012] Unabhängig vom Herstellungsverfahren kann die Qualität der Pipettenspitze verbessert werden, indem eine hydrophobe, d.h. wasserabstossende Beschichtung aufgebracht wird. Wird die Pipette in eine Flüssigkeit eingetaucht, kann diese beim Herausziehen weniger auf der Aussenseite der Pipettenspitze haften und abtropfen.
[0013] Der Pipettenschaft wird auf der der Pipettenspitze gegenüberliegenden Seite sich konusförmig aufweitend ausgebildet. Mit dieser Stirnseite wird wie erwähnt ein im Wesentlichen zylinderförmiges Pipettenreservoir coaxial verbunden, insbesondere durch Verschweissen oder Kleben. Dieses zylinderförmige Pipettenreservoir hat einen entsprechend der Aufweitung vergrösserten Innendurchmesser. Das Verhältnis des Innendurchmessers des Pipettenreservoirs zum Innendurchmesser des Pipettenschafts liegt zweckmässig im Bereich von 1,2 bis 2, insbesondere im Bereich von etwa 1,5.
[0014] Der für das Spritzgussverfahren eingesetzte thermoplastische Kunststoff ist beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol.
[0015] Auf dem Pipettenschaft wird nach dem Zusammenfügen mit dem Pipettenreservoir wenigstens eine bevorzugt geeichte Markierung oder eine Skalierung angebracht, insbesondere durch Prägen oder Bedrucken.
[0016] In der Praxis wird die Pipette über die Markierung oder über die beabsichtigte Skalierungsposition hinausgefüllt und dann durch dosiertes Betätigen einer Belüftungsöffnung der Meniskus der zu pipettierenden Flüssigkeit auf das jeweils gewünschte Volumen eingestellt.
[0017] Tabelle 1 Pipetten aus gespritztem Polystyrol <tb>50 ml<SEP>340 mm<SEP>17,0 mm<SEP>17,9 <tb>25 ml<SEP>340 mm<SEP>14,8 mm<SEP>23,0 <tb>10 ml<SEP>340 mm<SEP>7,5 mm<SEP>45,3 <tb>5 ml<SEP>340 mm<SEP>5,5 mm<SEP>64,8
[0018] Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch: <tb>Fig. 1<SEP>eine im Spritzgussverfahren hergestellte Pipette mit einer Markierung, und <tb>Fig. 2<SEP>eine Pipette gemäss Fig. 1 mit einer Skalierung.
[0019] Eine in Fig. 1 im Axialschnitt dargestellte Pipette 10 aus Polystyrol umfasst im Wesentlichen einen Pipettenschaft 12 mit einer angeformten Pipettenspitze 14 und einem auf den aufgeweiteten Pipettenschaft 12 aufgeschweissten Pipettenreservoir 16. Alle Pipettenteile 12, 14, 16 sind bezüglich einer Längsachse A coaxial angeordnet, die Wandstärke w aller Pipettenteile 12, 14, 16 beträgt etwa 1 mm.
[0020] Der Pipettenschaft 12 und die Pipettenspitze 14 haben zusammen eine Länge von etwa 250 mm. Im Übergang zur konischen Aufweitung 18 beträgt der Innendurchmesser di12,86 mm, im Übergangsbereich zur Pipettenspitze 14 dagegen nur noch 11,38 mm. Dank dieser Verjüngung mit einem Winkel von etwa 0,2° kann das Spritzteil, die Pipette 10, problemlos abgeworfen werden. Die sich über eine Länge von etwa 30 mm mit einem Winkel von 8 bis 10° verjüngende Pipettenspitze 14 hat in einem Austrittsbereich von etwa 5 mm Länge noch einen konstanten Innendurchmesser von 2,75 mm. Diese kleine Ansaug-/Austrittsöffnung 20 gewährleistet eine abtropffreie Entfernung der abpipettierten Flüssigkeit.
[0021] Das mit der Aufweitung 18 des Pipettenschafts 12 verbundene Pipettenreservoir 16 weist einen Innendurchmesser Divon 17,5 mm auf, Die ringförmige Schweissnaht 22 muss absolut dicht und dauerhaft sein. Am andern stirnseitigen Ende weist das Pipettenreservoir 16 einen coaxialen Ansaugstutzen 24 auf. Die Gesamtlänge L der Pipette 10 beträgt etwa 340 mm.
[0022] Der Pipettenschaft 12 weist im oberen Bereich eine Markierung 26 auf.
[0023] Eine im Wesentlichen Fig. 1 entsprechende, in Fig. 2 in Ansicht dargestellte Pipette 10 weist zwei Skalierungen auf, im Bereich des Pipettenschafts 12 mit 0 bis 23 ml markiert, im Bereich der konischen Aufweitung 18 und des Pipettenreservoirs 16 mit –1 bis –15 ml. Die Pipette 10 gemäss Fig. 2 wird auch als Bürette bezeichnet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Pipette (10) mit einem Volumeninhalt von 1 bis 50 ml aus einem thermoplastischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen zylinderförmiger Pipettenschaft (12) mit einem Innendurchmesser (di), der einends eine sich zu einer Ansaug-/Austrittsöffnung (20) verjüngende Pipettenspitze (14) und andernends eine konische Aufweitung (18) aufweist, und ein im Wesentlichen zylindrisch-becherförmig ausgebildetes Pipettenreservoir (16) mit einem der Aufweitung (18) entsprechenden Innendurchmesser (Di), das einen coaxial vom Boden des Pipettenreservoirs (16) abkragenden Ansaugstutzen (24) aufweist, im Spritzgussverfahren hergestellt werden, und die konische Aufweitung (18) stirnseitig und coaxial mit dem Pipettenreservoir (16) verschweisst oder verklebt wird, wobei das Verhältnis der gesamten Pipettenlänge (L) zum arithmetischen Mittel der Innendurchmesser (diund Di) des Pipettenschafts (12) und des Pipettereservoirs (16) wenigstens 15 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipette (10) in einem Verhältnis der Länge (L) zum mittleren Innendurchmesser [(di+ Di) / 2] von 15 bis 65 hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipettenspitze (14) einstückig mit dem Pipettenschaft (12) hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgefertigte Pipettenspitze (14) coaxial auf den entsprechend geformten Pipettenschaft (12) aufgebracht wird, vorzugsweise durch Verschweissen oder Kleben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydrophobe Beschickung auf die Pipettenspitze (14) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pipette (10) mit einem Verhältnis des Innendurchmessers (Di) des Pipettenreservoirs (16) zum Innendurchmesser (di) des Pipettenschafts (12) von 1,2 bis 2, vorzugsweise von etwa 1,5 hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Pipette (10) verflüssigtes Polystyrol, Polyethylen oder Polypropylen gespritzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Aussenmantel des Pipettenschafts (12) und/oder des Pipettenreservoirs (16) eine Markierung (26) oder eine Skalierung (28) aufgeprägt oder aufgedruckt wird.
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