CZ20001611A3 - Způsob řezání laserovým paprskem pro řezání laminátů k aplikaci na pokožku - Google Patents

Abstract

Navrhované řešení se týká způsobu řezání laminátů k aplikaci na pokožku laserových paprskem, při kterém se připraní laminát vytvořeny z alespoň jedné fólie a vytvořen a alespoň jedné další vrstvy a uvádí se do řezací zóny zařízení pro řezaní laserových paprskem a v němž se udržuje a prořezána nebo nařezává pomocí laserového paprsku, a který spočívá v tom, že zpracovaný laminát se v řezací zóně udržuje pod napětím v rozmezí 0,1 n/m až 1.104 N/m, a že se tento laminát v řezací zóně udržuje v rovině pomocí fixačního zařízení.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu řezání laminátů pro aplikaci na pokožku. Tyto lamináty vykazují nejméně jednu folii a nejméně jednu další vrstvu a hodí se pro medicinsko-farmaceutickou aplikaci na pokožku.

Dosavadní stav techniky

Zhotovování náplastí z výchozího materiálu ve formě pásu (laminátu) se obvykle děje mechanickým nasekáváním nebo prosekáváním pásu laminátu, přibližně jako podle DE-A 41 10 027. Vysekávací nástroj se při tom skládá z nože z páskové oceli, který je vložen do dřevěné šablony a zafixován. Vysekávací nástroj je najížděn na pás laminátu, podle struktury laminátu s rozdílnou dynamikou a proráží vrstvy laminátu až do předem určené hloubky proražení. Při tom vysekávací nástroj je v ideálním případě vzhledem k pásu laminátu přesně horizontálně vyrovnán tak, aby laminát, ve všech bodech po délce nože z páskové oceli, byl současně a stejně hluboko proražen.

Ovšem stálým opakováním těchto výrobních kroků dochází v procesu produkce, podle materiálu k více nebo méně časté a silné odchylce od shora jmenovaných ideálních podmínek. Důvody pro to leží jednak v opotřebení nože z páskové oceli, jednak také v jeho ne docela ideálním zafixování ve jmenované šabloně a také v dalších faktorech, jako na příklad nepřesném horizontálním nasazení razidla na laminát. Dochází tím ke zvýšení chybných vysekávacích pochodů, takže laminátové vrstvy, které mají být proraženy, nejsou proraženy úplně. Na to navazující oddělení přebytečné části laminátu, tj. rozčlenění, je tím podstatně znesnadněno a tak vznikají materiálové zmetky. To vyžaduje v určitých časových intervalech pravidelnou výměnu nožů z páskové oceli, což vede ke zvýšeným nákladům kvůli pro to potřebnému času pro přípravu stroje a kvůli ztrátám při najíždění. Vedle toho razidla sama podléhají nezanedbatelnému opotřebení a potřebují pravidelnou údržbu.

Z WO-A 95/17304 je pomocí laserových paprsků znám způsob přiřezávání etiket, které se používají na balíky.

WO-A 97/11841 popisuje způsob výroby samolepících etiket. Tyto samolepící etikety jsou z pásovitého materiálu řezány pomocí vyřezávací hlavy za použití laserového záření, při čemž materiál je držen pod vyřezávací hlavou pomocí podtlakového napínacího zařízení.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je dát k disposici způsob řezání laminátů k aplikaci na pokožku, který proti známým způsobům tohoto druhu méně opotřebovává nástroj, má menší odpad materiálu a je vcelku příznivější co do nákladů, mezi jiným ušetřením Času potřebného pro přípravu stroje. Způsob má být zejména variabilní ve vysokém stupni, takže například již není nutné vyvíjet vlastní razidlo pro každou požadovanou formu z vysekávaného laminátu.

Tento úkol je řešen způsobem řezání laminátu pro aplikaci na pokožku, přičemž zahrnuje takové kroky, že se připraví laminát, který obsahuje nejméně jednu folii a nejméně další vrstvu, laminát se přivádí do řezací zóny zařízení pro řezání laserovým paprskem, přičemž v řezací zóně je udržován v rovině pod napětím mezi 0,1 N/m a 1 χ 10⁴ N/m, a je prořezáván nebo nařezáván pomocí laserového záření.

Napětí, pod kterým se laminát k aplikaci na pokožku udržuje, leží u způsobu podle vynálezu výhodně mezi hodnotou 600 a 3000 N/m, zejména mezi 1000 a 2000 N/m. Nastavení tohoto napětí se může provádět běžnými zařízeními, které se mohou nalézat mimo řezací zónu. K zařízením takového druhu náleží podle vynálezu zvláště, před a/nebo za řezací zónou umístěné, v taktu pracující klešťovité podavače, které transportují materiál například proti brzdícímu působení spřaženého tření dávkovacího zařízení laminátu nebo činí rozdílné délky posunu, přičemž přední posun ve směru podávání vykazuje nepatrně delší cestu posunu než zadní.

Podle dalšího hlediska vynálezu se poskytuje způsob řezání v předchozím jmenovaných medicinsko-farmaceutických laminátů, který zahrnuje ty kroky, že je připraven laminát obsahující nejméně jednu folii a nejméně jednu další vrstvu, že je laminát přiváděn do řezací zóny zařízení pro řezání laserovým paprskem, přičemž v řezací zóně je udržován v rovině fixačním zařízením, a je pomocí laserového záření prořezáván nebo nařezáván.

• ·

·· ·· · · · · · ·· ···· ·· ··· ·· ··

Oba způsoby podle obou hlavních hledisek vynálezu, jak byly ze shora popsány, mohou být přirozeně také navzájem kombinovány.

U jmenovaných fixačních zařízení se jedná o zvláště pevně nastavi telné rámovité přidržovací zařízení, případně s kuličkovým ložiskem, asi jako v následujícím zmíněný aktivní napínací rám (Obr. 2A, B), nebo přidržovací zařízení vykazující na vrchní straně proražené děrování, při čemž relativní podíl plochy proraženého děrování, vztaženo na plochu vrchní strany fixovacího zařízení ležícího proti laserovému paprsku, je větší než 50 %. Přednostně je tento podíl větší než 90 % , zejména pak větší než 99 %. Přednostní způsob je voštinovitý tvar proražených děr.

Jiná oblíbená fixační zařízení jsou zařízení s průhledným krytem, na příklad ze skla, plastů jako třeba plexiskla atd., které mají od laminátu odlišné absorpční pásy. Zařízení, která spočívají na kombinacích v předchozím jmenovaného rámovitého přidržovacího zařízení, přidržovacího zařízení s proraženým děrováním nebo zařízení s průhledným krytem, jsou podle vynálezu rovněž používána.

Laminát vhodný pro aplikaci na pokožku může být podle vynálezu během postupu řezání ofukován inertním plynem. Tím se dá při používání určitých materiálů zabraňovat nežádoucím oxidačním pochodům během řezání. Mimo to může být přívodem inertního plynu během řezání odfukován nebo odsáván zplyněný materiál, čímž se zabrání poškozením povrchu laminátu. Poškození mohou na příklad spočívat na tom, že zplyněné, nebo jiným způsobem uvolněné částice se spojí s povrchem laminátu a nežádoucím způsobem naruší jeho vlastnosti. V předchozím použitý pojem zplynění je v této souvislosti vykládán široce. Rozumí se pod ním nejen, že pevný materiál při postupu řezání laserovým paprskem přechází do parní fáze, nýbrž míní se i v tuhé fázi se vyskytující částečky, jejichž velikost je v rozsahu pm nebo dokonce nm anebo menší ( v následujícím jsou označovány také jako mikročástice nebo nanočástice). Pod inertním plynem užívaným podle vynálezu se v dalším rozumí plyny jako dusík, argon nebo helium atd. Přívod a ofukování inertním plynem během řezání může být využito zejména k tomu, aby podporovalo rovinné uložení laminátu na zmíněném fixačním zařízení. Toho se dá na příklad dosáhnout přetlakem. Plyn může být přiváděn paralelně s laserovým paprskem a potom odsáván prostřednictvím podtlaku. K tomu se může opět využívat podle vynálezu přidržovací zařízení, které má proražené děrování. Na druhé straně lze přívod plynu ·· ·· ·♦ ···· ·· ·· ···· · · · «··· • · · · ···· · ·· · • · · · · · ······ ··· ·· · ···· ·· ···· ·* ··· ·· ·· uskutečňovat ze strany, na příklad tryskami, které se nalézají paralelně nad laminátem.

Rovinné uložení může být přirozeně podporováno i tak, že se na laminát pod řezací zónou uplatní podtlak. K tomu se zvlášť hodí v předchozím zmíněné zařízení, které má proražené děrování. Jestliže je laminát vložen na toto zařízení k řezání, může být udržován v rovině prostřednictvím proražených otvorů nalézajících se pod ním.

Pod lamináty k aplikaci na pokožku používanými podle vynálezu je třeba principiálně rozumět všechny jednovrstvé nebo vícevrstvé lamináty, jejichž materiály jsou uzpůsobeny tak, že se hodí k dlouhodobému nošení na pokožce. K nim náleží nejen známé polštářky jako Hansaplast®, Leukosilk®, Leukoplast® atd., ale i obvyklé materiály náplastí, zejména náplasti obsahující účinnou látku jako třeba transdermální terapeutické systémy (TTS). Takové transdermální terapeutické systémy jsou popisovány K. Heilmannem v Therapeutische Systeme - Konzept und Realisation programmierter Arzneiverabreichung (4. vydání 1984). Takové TTS tvoří zpravidla rubová vrstva, jednovrstvý(á) nebo vícevrstvý(á) rezervoár nebo matrice a případně stahovatelná ochranná vrstva ve formě folie. Rubová vrstva může být z flexibilního nebo neflexibilního materiálu. Substance, které se k jejímu zhotovení používají jsou polymerní substance jako třeba polyethylen, polypropylen, polyethylentereftalát, polyurethan nebo polyamid. Další v úvahu přicházející materiály jsou polyvinylalkohol, blokové kopolymery styren-dien, polyvinylchlorid, polymethakryláty, aby se vyjmenovaly jen nějaké další příklady. Pochopitelně jsou použitelné i kombinace zmíněných materiálů. Jako další materiály se používají i folie s napařeným kovem jako např. hliníkem naparované folie samotné nebo potažené polymerním substrátem. V dalším jsou používány i ploché textilní útvary, ovšem pokud součásti zmíněného rezervoáru resp. matrice jimi proniknout nemohou.

Pro opětovně odstraňovatelnou ochrannou folii mohou být principielně použity stejné materiály, avšak musí být dodatečně nelepivě upravena. Tuto abhesivní úpravu lze dosáhnout speciální silikonisací. Rezervoár resp. matrice, které, jak už bylo řečeno, mohou být vytvořeny jako jednovrstvé nebo vícevrstvé, obsahují zpravidla vedle jedné nebo více účinných látek, ještě další pomocné látky jako dodatky a také polymerní materiál. V úvahu při tom přicházejí polymery jako polyisobutylen, estery polyvinylalkoholu, estery kyseliny polyakrylové a polymethakrylové, přírodní kaučuk, polymerisáty styrenu, isoprenu a styren-butadien, • · · · silikonové polymery, součásti pryskyřic jako nasycené a nenasycené uhlovodíkové pryskyřice, deriváty abietylalkoholu a β-pinenu, změkčovadla jako estery kyseliny fialové, triglyceridy a mastné kyseliny. Polymerní materiál matrice může být také vytvořen z polymerů jako kaučuku, kaučukovitých syntetických homopolymerů, kopolymerú nebo blokových polymerů, polyurethanů, kopolymerú ethylenu nebo polysiloxanů.

Zmíněné dodatky, nazývané též pomocnými látkami, se podle své funkce rozdělují na změkčovadla, pojidla, resorpci zprostředkující činidla, stabilizátory nebo plnidla. Takové látky, které musí být fysiologicky bezproblémové, jsou odborníkovi v zásadě známé. Pro lamináty, které jsou používány při způsobu podle vynálezu, zejména pro lamináty, ze kterých se zhotovují TTS, mohou být v zásadě používány všechny farmaceutické, pro pokožku průchodné účinné látky. Vhodné účinné látky se nalézají ve skupinách účinných látek jako jsou parasympatolytika (např. skopolamin, atropin, benactyzin), cholinergika (např. fysostigmin, nikotin), neuroleptika (např. chlorpromazin, haloperidol), inhibitory monoaminooxidazy (např. tranylcypromin, selegilin), sympatomimetika (např. efedrin, D-norpseudoefedrin, salbutamol, fenfluramin), sympatolytika a antisympatoíúftika (např. propanolol, timolol, bupranolol, klonidin, dihydroergotamin, naftazolin), anxiolytika (např. diazepam, triazolam), lokální anestetika (např. lidokain), centrální analgetika (např. fentanyl, sufentanyl), antireumatika (např. indomethacin, piroxikam, lornoxikam), koronární terapeutika (např. glyceroltrinitrát, isosorbiddinitrát), estrogeny, gestageny a androgeny, antihistaminika (např. difenhydramin, clemastin, terfenadin), deriváty prostaglandinu, vitaminy (např. vitamin E, cholekalciferol) a cytostatika.

Laminát může být do řezací zóny přisunován kontinuálně nebo v taktech. Rychlost přisunování laminátu je při tom řízena, s výhodou pomocí počítače. Pochopitelně právě tak mohou být počítačem řízeny i ostatní provozní parametry způsobu řezání laminátu laserovým paprskem podle vynálezu, jako je výkon laseru, rychlost řezání atd. Ostatně je přirozené, že způsob řezání laserovým paprskem může být prováděn jak kontinuálně tak také pulsním způsobem.

Pohyb laserového paprsku nad laminátem se uskutečňuje pomocí řiditelného pohyblivého zrcátka, hranolů a/nebo rozdělovače paprsku. Používá se k tomu zejména zařízení, které nese aparaturu emitující laserový paprsek a je ve dvou směrech (koordináty X, Y) pohyblivé (vedení jako u souřadnicového zapisovače tj.

plotru). Jako laser přicházejí v úvahu všechny běžné lasery. K takovým laserům • · • · · · ftft ftftft

náleží excimerní lasery (F₂, ArF, KrF, XeCI, CO, CO₂), plynové lasery (Ar, He, Ne), lasery z tuhých látek, polovodičové lasery. Samotný laserový paprsek je fokusován na laminát nejvhodněji pomocí systému čoček.

Při kontinuálním přísunu laminátu jsou podle vynálezu rychlost přisouvání a/nebo pohyb laseru řízeny takovým způsobem, že zvolená forma řezu je na rychlosti dopravování nezávislá. Hloubka řezu laserovým paprskem může být při tom nastavena jako konstantní nebo variabilní. Tímto způsobem může být docílen určitý druh perforace. V dalším může být ale při způsobu podle vynálezu hloubka naříznutí laserovým paprskem, tj. až do jaké hloubky bude přisunovaný laminát proříznut, pevně nastavena tak, že nezávisle na případně existujícím kolísání tloušťky laminátu se nařezává vždy stejně až do určité hloubky. Podle toho může také být hloubka naříznutí do vícevrstvého materiálu ve směru řezu rozdílná. Také když samotný laminát nemá rovnoměrnou tloušťku, nýbrž se navzájem střídají více nebo méně vyvýšená místa, jak tomu může být u TTS, tak se tímto způsobem docílí, že podél celé linie naříznutí se stále prořezává do téže definované hloubky. Tímto způsobem zůstává konstantní tloušťka zbývajícího zbytku laminátu, který není naříznut.

Při způsobu řezání laserovým paprskem podle vynálezu může být zejména také přizpůsoben nebo modulován profil intensity distribuce laserového paprsku. Tím lze řídit tepelné zatížení výrobku a ovlivňovat tak jeho vlastnosti. Využití ke stranám slabě ubývajícího profilu intensity, může například vést k té výhodě, že v okrajových oblastech podél hrany řezu mohou být cíleně vyvolávány tepelně podmíněné změny zpracovávaného materiálu. Při jednoduchém řezání (prořezávání) může být naproti tomu modulací profilu intensity minimalisováno zatížení materiálu podél hrany řezu. Dosáhne se toho využitím co možná ostře ohraničeným profilem intensity. Profil distribuce intensity laserového paprsku k dosažení takových vlastností hran řezu závisí však také na použitém materiálu laminátu a nelze jej stanovit předem s obecnou platností. Při již předem daném laminátu může však odborník rutinními pokusy určit distribuci intensity laserového paprsku k docílení žádoucích vlastností hran řezu.

Přehled obrázků na výkresech a příklady provedení

Způsob podle vynálezu je blíže osvětlen následujícími obrázky spolu s příklady. Obrázky ukazují:

Obr. 1: podle vynálezu používané zařízení, které na podložce 5 vyrovnává do roviny laminát 0 pomocí podtlaku v řezací zóně 8. Děje se to pomocí speciální řezací hlavy 2 (obr. 1A pohled z boku, obr. 1B pohled ze shora resp. řez), která je vedena nad laminátem. Řezací hlava obsahuje centrální kanál 9, kterým je veden laserový paprsek 1.. Tento kanál může být zavzdušňován přes postranní přívodní resp. odvodní otvor 7 podle volby buď vzduchem nebo speciálním procesním plynem 3. Plyn proudí pod zvýšeným tlakem na laminát 0 k řezání a tlačí jej v oblasti řezací zóny 8 proti podložce 5. Takto je laminát v této oblasti fixován do roviny. Další kanál 6, který jako prstenec obklopuje centrální kanál 9 a má separátní postranní přívodní resp. odvodní otvor, umožňuje případně odsávání par částic resp. plynů 4 vznikajících v procesu řezání. Otvory 6 a 7 mohou být použity případně jako přívodní a/nebo odvodní otvor. Takto může být u speciální formy provedení přístroje otvorem 6 přiváděn další procesní plyn. Otvor 7 může dále fungovat jako odsávací kanál.

Obr. 2 ukazuje v průřezu fixační zařízení podle vynálezu ve formě aktivního napínacího rámu s kuličkovým ložiskem v bočním pohledu (nahoře) (obr. 2A) resp. v pohledu shora (dole) (obr. 2B). Napínací rám vykazuje dva kolmo navzájem vyrovnané páry excentricky uložených válců 5, přičemž válce jednoho páru jsou navzájem umístěny paralelně. Ložiska 9 válců tvoří pravoúhlý rám; prolomení rámu v jeho nejužším místě napříč k laminátu 8 nechává volných nejméně 80 % šířky laminátu. Je-li laminát 8 fixován resp. napnut v rovině laminátu, pak ovlivňuje pokles rámu, tj. válců 5 tak, že excentrickým uložením 6 válců 5 je laminát 8 transportován z výchozího bodu A resp. A' (obr. 2A, B) ve směru bodu B (obr. 2B). Protože se to děje synchronně ve všech čtyřech směrech roviny napnutí, dochází tak k fixaci laminátu. V klidovém stavu válců 5 přidržovacího rámu zabraňuje zarážka 7 svěšení válců a zajišťuje tím směr podávacího procesu při poklesu válců. Další provedení (není ukázáno) aktivního napínacího rámu obsahuje pouze jeden pár paralelně vyrovnaných napínacích válců, takže napínání materiálu probíhá buď jen ve směru podávacího zařízení laminátu nebo napříč k němu.

• · · · • ·

- ««*··· g ·· ···· ·« ··· ··

Obr. 3 ukazuje pohled shora na způsob provedení fixačního zařízení, které má vyražené děrování, totiž vakuový stůl 3. Zobrazené fixační zařízení je vytvořeno tak, že se hodí zvláště k prořezávání laminátu 1. V pohledu shora jako ovály rozeznatelné děrování 2 vykazuje v průřezu ve svém nejužším místě šířku, která odpovídá nejméně trojnásobné hodnotě průměru laserového paprsku. Šířka děrování leží s výhodou mezi trojnásobnou a stonásobnou hodnotou průměru laserového paprsku. Celkový podíl proražených otvorů na ploše horní strany ležící proti laserovému paprsku je přes 90 %, a u zobrazené, zvlášť preferované formy provedení, u níž jsou otvory od sebe odděleny jen úzkými žebry 4, například z kovů jako hliníku, přes 99 %.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob řezání laminátů k aplikaci na pokožku, při němž se připraví laminát vytvořený z alespoň jedné folie a alespoň jedné další vrstvy a uvádí se do řezací zóny zařízení pro řezání laserovým paprskem a v něm je udržován a prořezáván nebo nařezáván pomocí laserového paprsku, vyznačený tím, že laminát (8) je v řezací zóně udržován pod napětím mezi 0,1 N/m a 1 χ 10^{2 * 4} N/m.
2. 2. Způsob řezání laminátů k aplikaci na pokožku, při němž se připraví laminát vytvořený z alespoň jedné folie a alespoň jedné další vrstvy a uvádí se do řezací zóny zařízení pro řezání laserovým paprskem a v něm je udržován a prořezáván nebo nařezáván pomocí laserového paprsku, vyznačený tím, že laminát (8) je v řezací zóně udržován v rovině pomocí fixačního zařízení.