CN103826791B - 用于产生结构的方法和按照该方法制造的产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在产品的、优选借助吹模、填充和密封方法制造的塑料容器产品（1）的、容器壁（29）的至少一个壁部分（11）上在激光作用下产生至少一个结构（13）的方法，其特征在于，各相应的结构（13）至少在考虑激光功率、激光的作用持续时间、塑料材料的类型以及希望的结构的类型的情况下借助激光作用作为线形凹部（17）制出在所述一个壁部分（11）中，以致各凹部在边缘侧以及随着线形凹部（17）的走向由突起（27）限界，所述突起在塑料材料的固有材料应力的影响下产生。

Description

用于产生结构的方法和按照该方法制造的产品

技术领域

本发明涉及一种用于在优选借助吹模、填充和密封方法制造的塑料容器产品的容器壁的至少一个壁部分上在激光作用下产生至少一个结构的方法。此外本发明涉及一种按照所述方法制造的产品，尤其是呈这种容器的形式的产品。

背景技术

用于制造由塑料制成的空心容器(如安瓿)的装置和方法在现有技术中有许多实施形式并且广泛地在用于液体的或膏状的产品的包装系统中使用，例如与已知的系统共同作用。用于制造储藏器(如容器或安瓿)的类似的吹模、填充和密封方法例如在EP0359971B1中公开。

为这样制造的容器产品设置外部结构也是现有技术。对此DE10328198A1公开了一种压印方法，其中在容器产品上或可与该容器产品分离的组件上通过压印产生相关的结构，其中经压印的并且就此而言通过凹部产生的结构形成标志，所述标志示出有关塑料容器的特性数据。尤其是在此可以涉及代码编号，所述代码编号主要可以允许推断出生产地点和日期以及相应容器内含物的类型和量，还可能包括容器内含物的到期日。

所述特性数据也可以对于最终消费者圈的信息未加密地存在。特性数据为此以字母数字符号或字符的形式构成。这样的特性数据优选直接在容器产品上设置在如下区域中，即所述区域包围带有流体或其他介质的容器产品的内部。在这种情况中，应该相应谨慎地进行压印过程，以便避免对容器产品完全压穿，这可能导致容器内含物变得不可用。

US3,627,858A说明一种用于在由聚苯乙烯、聚酰胺和类似物的组制成的热塑性的壁塑料部件上产生泡沫状的表面区域的方法，其中所述塑料部件首先在一种介质中酸蚀并且随后局部被具有10.6μm波长的CO₂激光加热，以便在所述塑料部件上形成泡沫状的区域，该区域由此可以构成制出的结构标志。

DE19645871A1说明一种用于制造成形体的方法，其中至少两种不同颜色的塑料颗粒例如通过热压方法或双组分注塑或多组分注塑被机械地混合，其中随后制出激光刻字，其方式为：在字符区域中的塑料材料被“蒸发”。

用于在塑料部件中制出结构的已知方法在方法持续时间的缩短以及要产生的结构的精确性和要识别的明了性方面还需要改进。

发明内容

从所述现有技术出发，本发明的任务在于，给出一种用于在这样的塑料容器产品中产生相应结构的方法，该方法可以特别简单和可靠的方式实施以及导致清楚突出的、可看到的结构。本发明的任务还在于，提供一种具有相应结构的产品，所述结构优选可根据本发明的方法制造。

按照本发明设定，所述相应的要产生的结构借助激光作用至少在考虑

-激光功率，

-激光的作用持续时间，

-塑料材料的类型以及

-希望的结构的类型

的情况下作为线形凹部在所述一个壁部分中这样制出，使得所述凹部在边缘侧并且随着线形的凹部的走向由各一个突起限界，所述突起至少部分地在塑料材料的固有材料应力的影响下产生。

因此在容器壁中形成横截面为波形的凹部，该凹部在两侧由相对于其余容器壁线形伸展的突起限界。在这里通过激光作用在形成凹部的情况下朝由此形成的线形突起的方向发生材料移位。通过激光作用，由塑料材料构成的容器壁被局部加热，并且在线形凹部的区域中塑料纤维或这样的分子链不会被截断并且在凹部区域中的塑料材料也没有通过激光作用被显著蒸发的情况下，被加热的塑料材料在激光作用下在边缘侧向外排出，从而在横截面中看产生包括中心的波谷和在边缘侧接着的波峰的一种波。塑料材料朝线形突起或波峰的方向的排出在就此而言被加热的塑料材料的固有材料应力的影响下进行，其中毛细和/或表面张力效应同样可能起作用。

令在塑料材料的激光技术的使用领域中的本领域一般技术人员感到惊讶的是，他不用――如在现有技术示出的那样――为了形成结构而必须用激光使塑料材料起泡沫(US3,627,858A)并且基本上不需要蒸发塑料材料(DE19645871A1)而得到从线形突起看总是相对于容器壁的其他壁部分突出的结构，即可获得大大改善的结果，这涉及产生如下结构，该结构就此而言也清楚可见并且明显可感觉地出现在相应的容器上。

因为装填到容器中的物料可能是敏感的流体药品，所述药品必要时应该在无菌的净化室条件下装填并且就此而言还尤其是在使用寿命方面敏感地相对于大气氧而反应，所以通过按照本发明的方法保证，通过激光作用，塑料材料不被这样损害，尤其是不被蒸发或转变成气泡形式，并且基本结构(如塑料材料的纤维或分子链)也不被损害，因此尽管产生所述结构，容器壁不被削弱或改变以致大气氧或其他的损害容器内部的介质可能以提高的程度意外地渗透塑料容器壁。但为了可靠地保护容器内含物，相应的线形凹部应该减小容器壁的厚度不多于50％。

利用上述方法，在容器壁中产生从外面清楚可见的结构，所述结构根据线引导适合用于构成字母、数字、点并且也适合用于获得按照布莱叶点字法的盲文。此外相应的结构例如能够为了改善触感而作为沟纹设置在容器壁或盖上。因此给出了一种简单的、可靠工作的并且可灵活使用的用于每种类型塑料产品、但优选用于容器产品的结构生产方法。

特别有利地，不仅相应在所述一个壁部分中产生的结构而且至少紧接着的相邻的壁部分构成向外相对于周围封闭的、连续伸展的、本身均一的且无气泡地构造的容器壁。以这种方式，不会出现稍后将杂质包含到容器壁中，并且来自周围的颗粒通过容器壁的扩散保持减少到最小值，从而在产生所述结构时可能已经处于容器中的容器内含物既不在产生结构时也不在随后的存放期间变得不可用。

有利地，在激光作用下，所述容器壁的相应壁部分还由上述成形方法、尤其是吹模方法加热。这允许快速的过程顺序和对容器壁的被加热的并且由此较软的结构的有利利用，以用于产生所追求的波形。

所述线形凹部可以在连接位置、如节点位置或相交位置相汇合，除去相应的凹部的交汇区，所述线形凹部被边缘侧的突起向外限界。

特别有利地，当标记形成速度减小或壁部分第二次被激光照射时，可以减小用于产生结构的激光强度。通过该措施保证，相应的线形凹部以大致统一的深度构成并且在任何情况下阻止容器壁的烧透。

有利地，在节点位置和/或相交位置的区域中可以至少部分地设置彼此平行伸展的至少两个线形凹部，所述凹部在其之间限界另一个突起，所述另一个突起相对于另外的、在两侧的突起的水平面设置在相同的水平面上或不同的水平面上。通过该措施，节点位置和/或相交位置可以简单构成并且良好可见地突出。尤其是激光束不需要正好击中已经制出的波结构的已经事先产生的凹部。

特别有利地，同时在与带有所述结构的壁部分对置的、面向容器内部的壁部分中制出另一个结构，所述另一个结构这样跟随所述一个结构，使得在相应的凹部的位置安设或制出突起并且在相应的突起的位置安设或制出凹部。这构成支承的加强和容器壁在所追求的均一化的意义上的统一。

各结构有利地通过CO₂激光产生。在按照本发明的解决方案的范围中示出，这样的激光基于其频谱和其强度特别良好地适合于在塑料产品中产生结构。

特别有利地，各结构借助激光作用在由聚烯烃塑料材料构成的塑料容器产品中制出。尤其是所述结构也可以用于产生储藏器的所谓的共挤出的壁部分，其中至少两个板状或层状的壁部分彼此贴靠。据此，共挤出的塑料产品的外部的壁部分层可以这样选择材料，使得所述结构能够特别有利地和在过程技术上可靠地在这种壁部分中制出，其中所述至少一个在复合体中随着共挤出的、优选由另一种塑料材料构成的层以锁定装置的形式可以阻止杂质迁移到储藏器的内部。能够满足要产生的结构的良好的触感和/或可读取性的是，在容器壁部分中的线形凹部上，仅在一个壁侧上出现平行于线形凹部的线形突起，然而这则要求准确的激光嵌件技术。

附图说明

接着借助附图详细解释本发明。附图示出：

图1安瓿状的、根据本发明的方法设有文字形式的外侧结构的、不带有所配设的盖部件的塑料容器的侧视图；

图2包括部分切开示出的盖部件的所述容器的相对于图1旋转90°的侧视图；

图3以根据图1的编号顺序的编号“4”作为示例的产生的结构；以及

分别以照相图的方式示出：

图4图3的所述结构在位置A的俯视图；

图5图3的所述结构在位置B的俯视图；

图6图3的所述结构在位置C的俯视图；

图7图3的所述结构在位置A沿图4的线X-X部分示出的横截面；

图8图3的所述结构在位置B沿图5的线Y-Y部分示出的横截面；以及

图9图3的所述结构在位置C沿图6的线Z-Z部分示出的横截面。

具体实施方式

在附图中示出安瓿1形式的塑料容器产品或储藏器。安瓿1具有容器体3，在该容器体上向上连接颈部件5，仅在图2中示出的盖部件7可拧紧地套装到该颈部件上。颈部件5、盖部件7以及处于颈部件5端部上的封闭部件9以由DE102005025760A1已知的方式构成。在图2中示出盖部件7的初始位置，所述初始位置对应于安瓿1的交货状态。如由上述文件已知，盖部件7在进一步拧紧时构成一种打开装置，以便通过借助盖部件7的刺嵌件冲破封闭部件9来释放安瓿内含物从而进行利用。

作为利用按照本发明的方法设有外部结构的容器产品的示例，在附图中相对于自然尺寸以双倍比例尺示出用于10毫升填充量的安瓿1。安瓿1具有容器体3的非圆形的、基本上椭圆形的构造，并且在图1中可见容器体3的较窄侧。在该侧的中央壁部分11上施加标志13形式的结构，该标志在本示例中包括六个代码编号123456。这些代码编号通过激光作用构成。优选所述激光设备(未示出)作为自给自足的激光站设置在制造设备与冲压设备之间，所述冲压设备去除安瓿带上的边缘废料和/或分离安瓿。所述激光站可以与系统协调地共同运作。在时间和空间上与系统紧密关联地工作的激光站中，安瓿1的塑料可以根据过程因余热而仍具有优选大约在45℃范围的提高的温度，这对于在容器壁29中产生结构是有利的。

图1示出标志13作为在容器壁部分11中产生的结构，在可读取的代码说明123456的基础上通过接着还进一步说明的激光作用也可以在容器中形成例如用于改善容器产品的触感的其他结构。这样图2例如示出通过相应的激光作用在安瓿1的盖部件7上产生的沟纹15，所述沟纹改善盖部件7的操纵。

接着借助图3至9进一步解释结构13的制出。如在图3中可看出的，在此按照图1的代码123456的编号“4”应该作为借助激光作用产生的结构在至少考虑激光功率、激光的作用持续时间和塑料材料的类型的情况下作为在塑料容器产品的容器壁29的壁部分11中的线形凹部17制出。在此在边缘侧并且随着线形凹部17的走向，所述凹部应该在两侧具有突起27，所述突起在塑料材料的材料固有应力的影响下产生。在该特别的示例中，首先产生数字“4”的垂直线19，所述垂直线无缝地汇合到倾斜下拉线21中以及与垂直线19相交的水平横线23中。线形凹部17连同其两个突起27和邻接突起的边缘区域25在位置A、B和C的结构在图4至6中分别在照片状的俯视图中示出，其中如果激光在该方法过程中制造出结构17，则线形凹部27在位置B和C相交。

在“4”的垂直梁的位置A形成线形凹部17。该凹部具有直线的走向。凹部17基本上是U形并且使人想起波谷。该凹部在边缘侧通过也可以称为波峰的突起27限界。这些波峰27相对于其余容器壁29(参见图7)提高。线形凹部17的最大深度T为其余容器壁29在该区域中的厚度D的大约1/6。突起27的最大高度H为容器壁29的厚度D的大约1/12。

在图7的投影面中从左向右看，带有壁部分11的容器壁29的外轮廓的走向稍微升高，直到到达作为第一波峰的左边突起27的最高点，然后汇入作为波谷的线形凹部17的U形走向中，并且在对置的一侧上以尽可能对称的形状转入到作为另一个第二波峰的右边突起27中，该第二波峰从最大可能的高度H出发接着再次平地延伸。在对置的内侧31上，容器壁29在线形凹部17的区域中加厚，以便构成平的肋33。肋33在两侧具有凹部35。因此就此而言在与包括结构13的壁部分11对置的、面向容器内部的壁部分31上制出另一个结构33、35，该另一个结构这样跟随所述一个结构13，使得在相应的凹部17的位置制出突起33并且在相应的突起27的位置制出凹部35。然而由按照图7的横截面图清楚的是，突起33以及分别向外邻接的凹部35比处于容器壁29之外的周围侧的波具有较小的压印。为了阐明对置的布置结构的几何情况，在图7中除了假想的水平伸展的线之外还绘出假想的垂直轴线L，借助该垂直轴线在上部区域中提供凹部17的平均深度T。

在角区域(位置B)或相交区域(位置C)中，激光的推进速度必须对应地提高或激光强度必须减小，以便阻止激光过深地引入容器壁29中。线形凹部17在这些区域中也不是强制性地相交，从而通常两个线形凹部17可以彼此平行伸展地设置，这一点尤其是由按照图8和9的横截面图示出。

因此在数字“4”(参考图8)的角区域(位置B)中产生的结构具有两个彼此平行伸展的、深度不同的凹部17、37，各凹部通过中间突起39彼此分开。中间突起39可以构成为使得该中间突起也超过边缘侧的具有最大高度H的突起27，如在图9中可看到的一个节点(位置C)。有利的是，避免这样的中间突起39和另外的凹部37；然而在操控激光工具时不排除在激光在相交范围内引导时鉴于制造误差而引起平行的通道引导。这原则上也适用于节点位置或相交位置(位置C)，其中，为了简化示出，在图5和6中的线形凹部和突起的在图8和9的观察方向上从上面看到的双重引导出于简单起见而省略。

线形凹部17、37在连接位置、如节点位置或相交位置(位置C)――参考图6和9――相汇合并且除去相应的线形凹部17、37的交汇区41外通过边缘侧的突起27向外限界。在交汇区41中，相应的凹部17、37可以具有最大深度，这尤其是由按照图5的图示得出。然而根据按照图6的图示也存在如下可能性，即在相应的凹部17的这种连接区域中引起塑料材料的增加的熔化，从而于是形成一种球，所述球可以作为加强元件起作用，但所述球也在所述交汇区41中可以包含对应的凹部。最终在这里取决于输入到塑料材料中的激光输入功率。

不仅相应以所述一个壁部分11产生的结构13、而且至少紧接着的相邻的也呈边缘区域25形式的壁部分43构成安瓿1的向外相对于周围部分封闭的、连续伸展的、本身均一的且无气泡地构造的容器壁29。

证实有利的是，线形凹部17、37平行于纤维取向并且因此平行于在容器壁29中的塑料材料的挤出方向设置。以这种方式可以用较少的能量输入形成所述结构13、15。以这种方式也更可靠和更忠于形状地产生相应的结构13、15的形状。线性凹部17、37优选通过CO₂激光产生。这种激光具有对于塑料本身理想可调节的频率范围。在实际中尤其是100瓦级别的CO₂激光证实可行，该激光原则上在40％的激光功率下运行。

按照本发明的方法不仅适用于由聚烯烃制造的塑料产品1，而且也适用于其他塑料，尤其是看起来透明的塑料、如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。

Claims (16)

1.一种用于在塑料容器产品(1)的容器壁(29)的至少一个壁部分(11)上在激光作用下产生至少一个第一结构(13、15)的方法，其中，各第一结构(13、15)借助激光作用至少在考虑

-激光功率，

-激光的作用持续时间，

-塑料材料的类型以及

-希望的结构的类型

的情况下作为线形凹部(17、37)在所述一个壁部分(11)中这样制出，使得所述线形凹部在边缘侧并且随着该线形凹部(17、37)的走向由各一个突起(27、39)限界，所述突起在塑料材料的固有材料应力的影响下产生，其特征在于，通过激光作用，由塑料材料构成的容器壁被局部加热，而在线形凹部(17、37)的区域中塑料纤维或这样的分子链不会被截断并且在线形凹部(17、37)的区域中的塑料材料也没有通过激光作用被显著蒸发。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑料容器产品(1)借助吹模、填充和密封方法制造。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，不仅相应在所述一个壁部分(11)中产生的第一结构(13、15)而且至少紧接着的相邻的壁部分(43)构成为向外相对于周围封闭的、连续伸展的、本身均一的且无气泡地构造的容器壁(29)。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在激光作用下，所述容器壁(29)的相应的壁部分(11)还由所述吹模、填充和密封方法加热。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在激光作用下，所述容器壁(29)的相应的壁部分(11)由吹模方法加热。

6.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述线形凹部(17、37)在连接位置相汇合，除去相应的线形凹部(17、37)的交汇区(41)，所述线形凹部由边缘侧的突起(27)向外限界。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述连接位置是节点位置(B)或相交位置(C)。

8.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，当标记形成速度减小或壁部分(11)被第二次照射时，减小激光强度。

9.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在节点位置(B)和/或相交位置(C)的区域中至少部分地设置彼此平行伸展的至少两个线形凹部(17、37)，各线形凹部在它们之间限界另一个突起(39)，所述另一个突起相对于另外的、所述突起(27)的水平面设置在相同的水平面上或不同的水平面上。

10.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在容器壁(29)的与该容器壁(29)的带有所述第一结构(13、15)的壁部分(11)对置的、面向容器内部的壁部分(31)中制出第二结构(33、35)，所述第二结构这样跟随所述第一结构(13、15)，使得在相应的线形凹部(17)的位置安设或制出突起(33)并且在相应的随着该线形凹部的突起(27)的位置安设或制出凹部(35)。

11.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，各第一结构(13、15)通过CO₂激光产生。

12.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，各第一结构(13、15)借助激光作用制出于由聚烯烃构成的塑料容器产品(1)中。

13.一种根据权利要求1至12之一所述的方法制造的产品，所述产品具有至少一个第一结构，其特征在于，所述第一结构至少部分地包括在所述产品的壁部分(11)中制出的线形凹部(17、37)，该线形凹部在其至少一个边缘侧上并且随着该线形凹部(17、37)的走向至少部分地由突起(27、39)限界。

14.按照权利要求13所述的产品，其特征在于，所述产品呈容器的形式。

15.按照权利要求14所述的产品，其特征在于，所述产品呈安瓿的形式。

16.按照权利要求13所述的产品，其特征在于，所述线形凹部在相邻地相对置的各边缘侧上并且随着该凹部(17、37)的走向至少部分地由突起(27、39)限界。