DE10046869A1 - Tablet forming punch for shaping adhesive particulate mixtures incorporates a press surface consisting of a base area and a surrounding edge area which is releasably attached to the punch - Google Patents
Tablet forming punch for shaping adhesive particulate mixtures incorporates a press surface consisting of a base area and a surrounding edge area which is releasably attached to the punchInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Tablettierstempel, dessen Prägeelement eine von einem Randstreifen umgebene ebene Grundfläche aufweist. Die Erfindung betrifft insbesondere Preßwerkzeuge, mit denen Tabletten aus adhäsiven partikelförmigen Vorgemischen hergestellt werden.The invention relates to a tabletting stamp, the embossing element of one Has edge strip surrounding flat base. The invention relates in particular Pressing tools with which tablets made from adhesive, particulate premixes getting produced.
Um mehrere tablettenförmige Produkte innerhalb einer gleichen Warenkategorie unterscheidbar zu machen, bietet sich eine unterschiedliche Formgebung an. Will man dabei den Horizontalschnitt der Tabletten ändern, müssen in den Tablettiermaschinen sowohl die Preßstempel als auch die Matrizenbohrungen ausgetauscht werden. Ein günstigerer Weg besteht darin, die Preßflächen der Stempel zu verändern, ihren Horizontalschnitt aber zu belassen. Auf diese Weise werden Boden- und/oder Deckelfläche der Tablette verändert und das optische Erscheinungsbild der Tablette unterscheidbar gestaltet, ohne die Matrizenbohrungen ändern zu müssen. Doch bleibt auch hier die Notwendigkeit bestehen, die Preßstempel auszutauschen.To several tablet-shaped products within the same product category To make it distinguishable, a different shape is available. Do you want to do it To change the horizontal section of the tablets, both the Press ram and the die holes are replaced. A cheaper way consists in changing the press surfaces of the stamps, but closing their horizontal section leave. In this way, the bottom and / or lid surface of the tablet are changed and the visual appearance of the tablet is designed to be distinguishable without the Need to change die holes. But here too the need remains to replace the ram.
Bei der Tablettierung tritt darüber hinaus generell das Problem auf, daß einzelne Partikel des zu verpressenden Vorgemischs an der Preßfläche der Tablettierstempel anhaften und dort zu sogenannten Stempelanbackungen führen. Diese Anbackungen führen einerseits zu einer veränderten Preßfläche und damit verschlechterten Produktoberfläche, andererseits wachsen sie im Verlaufe mehrerer Tablettiervorgänge an und müssen zeitaufwendig entfernt werden, um eine Massekonstanz der Tabletten zu gewährleisten.When tableting also generally occurs the problem that individual particles of Adhere premix to be pressed onto the pressing surface of the tabletting punch and there lead to so-called stamp caking. On the one hand, these caking lead to a changed pressing surface and thus deteriorated product surface, on the other hand they grow in the course of several tableting processes and have to be removed in a time-consuming process to ensure a constant mass of the tablets.
Um das Anhaften von Pulveranteilen auf den produktberührenden Seiten der Preßstempel zu verhindern, werden im Stand der Technik Lösungen vorgeschlagen, die die Beschichtung der Stempel mit adhäsionsreduzierenden Substanzen oder eine Drehung der Stempel während des Preßvorgangs vorsehen. Ein anderer Lösungssnsatz besteht darin, daß Kunststoffeinlagen in entsprechende Ausfräsungen der Preßflächen eingeklebt werden. Die letztgenannte Lösung hat den Vorteil, daß die Einlagen nach Ablauf ihrer Standzeit gewechselt werden können, ohne daß eine aufwendige Neubeschichtung der Preßflächen notwendig wäre. Auch eine teure konstruktive Veränderung der gesamten Presse muß nicht erfolgen.To ensure that powder particles stick to the sides of the press rams that come into contact with the product In the prior art, solutions to prevent the coating are proposed the stamp with adhesion-reducing substances or a rotation of the stamp provide during the pressing process. Another solution is that Plastic inlays can be glued into the corresponding milled-out areas of the press surfaces. The the latter solution has the advantage that the deposits after their useful life can be changed without an expensive re-coating of the press surfaces would be necessary. Even an expensive design change of the entire press does not have to respectively.
Nachteilig ist allerdings hierbei, daß zwischen den Kunststoffeinlagen und der metallischen Führung im Laufe der Preßzeit Pulver eingepreßt wird, welches Adhäsionskeime für Pulver ausbildet, wodurch die metallischen Randbereiche ("Facetten") der Preßfläche verklebt werden und das vorstehend beschriebene Problem wieder auftritt. Zusätzlich wirkt das eingepreßte Pulver wie ein Keil und führt zu einer Ablösung der Kunststoffeinlage oder schlimmstenfalls zum Bruch der Randbereiche, da mit jedem Preßvorgang aufgrund der nachgedrückten Pulvermasse die Querkräfte steigen.The disadvantage here, however, is that between the plastic inserts and the metallic Guide in the course of the pressing time powder is injected, which adhesion nuclei for powder forms, whereby the metallic edge areas ("facets") of the press surface glued and the problem described above occurs again. In addition, it works pressed powder like a wedge and leads to a detachment of the plastic insert or in the worst case, to the breakage of the edge areas, because with each pressing operation due to the pressed down powder mass the lateral forces increase.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, Tablettierstempel bereitzustellen, die eine veränderbare Preßfläche aufweisen, um optisch unterscheidbare Produkte auf ein und derselben Tablettenpresse herstellen zu können. Zusätzlich sollten die Tablettierstempel frei von den vorstehend genannten Nachteilen sein und dennoch das Problem der Stempelanbackungen minimieren. Insbesondere sollten Tablettierstempel bereitgestellt werden, welche die Möglichkeit des Einsatzes von Kunststoffeinlagen eröffnen, ohne daß es zu den genannten Problemen kommt.The object of the present invention was to provide tabletting stamps which have a changeable pressing surface to optically distinguishable products on and to be able to manufacture the same tablet press. In addition, the tabletting stamp should be free be from the disadvantages mentioned above and still the problem of Minimize stamp caking. In particular, tabletting stamps should be provided be, which open up the possibility of using plastic inserts without it comes to the problems mentioned.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt, indem die Tablettierstempel modular aufgebaut werden, wobei die mit dem zu tablettierenden Gut in Kontakt tretende Preßfläche aus einer Grundfläche und einer diese Grundfläche umgebenden Randfläche besteht.This task is solved by modularizing the tabletting punches, the pressing surface coming into contact with the material to be tabletted from a Base area and an edge area surrounding this base area.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Tablettierstempel, dessen Preßfläche 2 eine von einer Randfläche 4 umgebene ebene Grundfläche 3 aufweist, wobei die Randfläche lösbar am Tablettierstempel festgelegt ist.The present invention relates to a tabletting stamp, the pressing surface 2 of which has a flat base surface 3 surrounded by an edge surface 4 , the edge surface being releasably attached to the tabletting stamp.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Begriff "Tablettierstempel" einen Preßstempel, der in herkömmliche Exzenter- oder Rundläufertablettenpressen eingebaut werden kann. "Tablettierwerkzeug" oder, "Preßstempel" werden als Synonyma verwendet. Die, "Preßfläche" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Fläche des Tablettierstempels, die beim Preßvorgang mit dem zu pressenden Gut in Berührung tritt. Hierfür wird auch der Begriff "Prägeelement" verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die Preßfläche aus einer Grundfläche, welche gegebenfalls mit einer Einlage versehen sein kann und der Randfläche. Als Synonyma für den Begriff "Randfläche" werden auch die Begriffe "Randbereich" oder "Facette" benutzt.In the context of the present invention, the term “tabletting stamp” denotes one Press ram built into conventional eccentric or rotary tablet presses can be. "Tableting tool" or "press ram" are used as synonyms. The, "pressing surface" means the area of the present invention Tabletting stamp, which comes into contact with the material to be pressed during the pressing process. The term "embossing element" is also used for this. As part of the present Invention, the pressing surface consists of a base, which may be with a Insert can be provided and the edge surface. As a synonym for the term "edge surface" the terms "edge area" or "facet" are also used.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Tablettierstempels kann die Randfläche des Preßstempels in einfacher Weise gegen eine anders ausgestaltete Randfläche ausgetauscht werden. Die Randfläche kann dabei die unterschiedlichsten Formen annehmen und der Preßfläche (und damit dem Formkörper) unterschiedliche Formen verleihen.Due to the inventive design of the tabletting die, the edge surface of the Press ram exchanged in a simple manner for a differently designed edge surface become. The edge surface can take on a wide variety of shapes and the Give the press surface (and thus the molded body) different shapes.
Im einfachsten Fall ist die Randfläche so ausgestaltet, daß sie bündig mit der Grundfläche abschließt und sich eine plane Preßfläche ergibt. Diese Ausführungsform ist erfindungsgemäß zwar möglich, aber nicht bevorzugt. Bevorzugt sind erfindungsgemäße Tablettierstempel, bei denen die Grundfläche 3 und die Randfläche 4 uneben zueinander verlaufen. Die Randfläche bildet in diesen bevorzugten Ausführungsformen einen Winkel zur Grundfläche aus, der unterschiedlich von 180° ist. Wegen der höheren mechanischen Stabilität der mit dem Preßwerkzeug erzeugten Tabletten ist es bevorzugt, daß der Winkel beim Übergang von Randfläche zu Grundfläche kleiner als 180° ist. Hierdurch haben die mit dem Tablettierstempel hergestellten Tabletten eine abgeschrägte Kante (Fase), welche im Gegensatz zu einer Erhebung am Formkörperrand (wie sie bei einem Winkel < 180° erzeugt würde) dem Formkörperrand mechanische Stabilität verleiht und eventuell folgende Nachbehandlungsschritte (beispielsweise Beschichtung der Tabletten) erleichtert. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegt der Winkel beim Übergang von Randfläche zu Grundfläche zwischen 90 und 170°, vorzugsweise zwischen 100 und 160° und insbesondere zwischen 110 und 150°. Winkel < 90° sind zwar technisch problemlos realisierbar, führen aber beim Preßvorgang zu "toten Räumen" und zur Zerstörung der Tabletten bei Abheben der Preßstempel.In the simplest case, the edge surface is designed so that it is flush with the base surface and there is a flat pressing surface. Although this embodiment is possible according to the invention, it is not preferred. Tableting punches according to the invention are preferred in which the base surface 3 and the edge surface 4 run unevenly with respect to one another. In these preferred embodiments, the edge surface forms an angle to the base surface that is different from 180 °. Because of the higher mechanical stability of the tablets produced with the pressing tool, it is preferred that the angle at the transition from the edge surface to the base surface is less than 180 °. As a result, the tablets produced with the tabletting punch have a beveled edge (chamfer) which, in contrast to a raised portion on the molded body edge (as would be produced at an angle <180 °), gives the molded body edge mechanical stability and possibly subsequent post-treatment steps (for example coating the tablets) facilitated. In preferred embodiments of the present invention, the angle at the transition from edge surface to base surface is between 90 and 170 °, preferably between 100 and 160 ° and in particular between 110 and 150 °. Angles <90 ° are technically feasible without problems, but lead to "dead spaces" during the pressing process and to the destruction of the tablets when the ram is lifted off.
Die Befestigung der Randfläche am Tablettierstempel kann auf gängige Arten erfolgen. Hier sind insbesondere Tablettierstempel bevorzugt, bei denen die Randfläche mittels einer Klemm-, Rast-, Bajonett-, Schnapp-, Steck- oder Schraubverbindung am Tablettierstempel festgelegt ist.The edge surface can be attached to the tabletting punch in a conventional manner. Here tabletting punches are particularly preferred, in which the edge surface by means of a Clamp, snap, bayonet, snap, plug or screw connection on the tabletting punch is set.
Dabei kann die Randfläche selbst mit den entsprechenden Festlegungslementen versehen sein, sie kann aber auch über Bohrungen verfügungen, über die die entsprechenden Festlegungselemente in den Tablettierstempel eingreifen. Vorzugsweise, befinden sich Festlegungslemente bzw. Bohrungen hierfür nicht auf der Preßfläche der erfindungsgemäßen Tablettierstempel. Vorzugsweise sind die Festlegungselemente an der nach außen gewandten Seite des Randbereichs angeordnet. In besonders bevorzugten Tablettierstempeln erfolgt die Befestigung der Randfläche 4 am Tablettierstempel durch Verschraubung an der Seite des Tablettierstempels.The edge surface itself can be provided with the corresponding fixing elements, but it can also have holes through which the corresponding fixing elements engage in the tabletting punch. Preferably, fixing elements or bores for this are not located on the pressing surface of the tabletting punch according to the invention. The fixing elements are preferably arranged on the outwardly facing side of the edge region. In particularly preferred tabletting stamps, the edge surface 4 is attached to the tabletting stamp by screwing on the side of the tabletting stamp.
Hierzu kann der Randbereich auf die Grundfläche aufgesetzt und mittels einer Verschraubung am Rand des Tablettierstempels befestigt werden. Bei erfindungsgemäßen Stempeln für kreisrunde Tabletten ist es in noch einfacherer Weise möglich, den unteren Teil des Randbereichs mit einem Gewinde auszustatten, das in ein entsprechendes Gegengewinde an der Seite des Tablettierstempels greift, so daß der Randbereich auf die Grundfläche aufgeschraubt werden kann. Tablettierstempel, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Preßfläche (2) und die Randfläche 4 eine kreisrunde Grundfläche aufweisen, wobei die Randfläche (4) auf die Preßfläche aufschraubbar ausgestaltet ist, sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt.For this purpose, the edge area can be placed on the base area and fastened to the edge of the tabletting die by means of a screw connection. In the case of punches for circular tablets according to the invention, it is possible in an even simpler manner to provide the lower part of the edge area with a thread which engages in a corresponding counter-thread on the side of the tabletting punch so that the edge area can be screwed onto the base area. Tableting punches, which are characterized in that the pressing surface ( 2 ) and the edge surface 4 have a circular base surface, the edge surface ( 4 ) being designed to be screwable onto the pressing surface, are particularly preferred according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Tablettierstempel können durch Wechsel des lösbar festgelegten Randbereichs 4 in einfacher Weise umgestaltet werden, um Tabletten mit veränderter Form herzustellen. Die Lösungen aus dem Stand der Technik zum Problem der Stempelanbackungen können auch bei den erfindungsgemäßen Stempeln problemlos verwirklicht werden. Die erfindungsgemäßen Tablettierstempel eröffnen aber darüber hinaus die Möglichkeit, die weiter oben genannten Probleme zu umgehen und den Wechsel von Kunststoffeinlagen noch einfacher und schneller zu gestalten.The tabletting punches according to the invention can be converted in a simple manner by changing the releasably fixed edge region 4 in order to produce tablets with a different shape. The solutions from the prior art to the problem of die caking can also be implemented without problems in the dies according to the invention. However, the tabletting punches according to the invention also open up the possibility of circumventing the problems mentioned above and making the change from plastic inserts even easier and faster.
Dies gelingt, indem die Randfläche 4 mit einer Hinterschneidung 5 ausgestattet wird, welche als Befestigung für eine auf die Grundfläche aufzuliegende Einlage dienen kann. Entsprechende Tablettierstempel, bei denen die Randfläche (4) eine Hinterschneidung (5) aufweist, sind erfindungsgemäß bevorzugt.This is achieved by providing the edge surface 4 with an undercut 5 , which can serve as a fastening for an insert to be placed on the base surface. Corresponding tabletting punches in which the edge surface ( 4 ) has an undercut ( 5 ) are preferred according to the invention.
Die Hinterschneidung erstreckt sich über eine bestimmte Breite in den Bereich der Grundfläche hinein und ist in bevorzugten Ausführungsformen zur Grundfläche parallel gestaltet. Beim Anklemmen, Einrasten, Schließen des Bajonettverschlusses, Einschnappen, Aufschrauben oder Aufstecken des Randbereichs kann zwischen Grundfläche und Hinterschneidung 5 des Randbereichs 4 eine Einlage 6 befestigt werden.The undercut extends over a certain width into the area of the base area and, in preferred embodiments, is designed parallel to the base area. When clamping, latching, closing the bayonet catch, snapping in, screwing on or plugging on the edge area, an insert 6 can be fastened between the base area and undercut 5 of the edge area 4 .
Zum einen vereinfacht dies den Wechsel der Einlagen, da diese nicht mehr eingeklebt werden müssen und sich somit leichter entfernen und anbringen lassen, zum anderen existiert in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kein in Preßrichtung befindlicher Spalt zwischen Einlage und Facette, so daß Pulveranbackungen gänzlich vermieden werden, da ein Eindringen von Pulverpartikeln in den Spalt unterbunden wird. Erfindungsgemäße Tablettierstempel, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Randfläche 4 eine zur Grundfläche parallele Hinterschneidung 5 aufweist, wobei die Breite der Hinterschneidung 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm und insbesondere 1 bis 1,5 mm beträgt, sind erfindungsgemäß bevorzugt.On the one hand, this simplifies the change of the inserts, since they no longer have to be glued in and are therefore easier to remove and attach, and on the other hand, in this embodiment of the present invention, there is no gap between the insert and the facet in the pressing direction, so that powder caking is completely avoided , because penetration of powder particles into the gap is prevented. Tableting punches according to the invention, which are characterized in that the edge surface 4 has an undercut 5 parallel to the base surface, the width of the undercut being 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm and in particular 1 to 1.5 mm, are preferred according to the invention ,
Die Randfläche ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß mindestens eine Kante der mit dem erfindungsgemäßen Tablettierwerkzeug hergestellten Formkörper abgeschrägt ist (eine Fase aufweist, siehe oben). Eine solche Fase erleichtert ein optionales späteres Beschichten der Formkörper und erhöht deren mechanische Stabilität. Erfindungsgemäße Tablettierstempel, bei denen die Randfläche 4 von der Grundfläche 3 zum Außenrand der Preßfläche hin ansteigend abgeschrägt ist, sind erfindungsgemäß bevorzugt.The edge surface is preferably designed in such a way that at least one edge of the shaped body produced with the tableting tool according to the invention is chamfered (has a chamfer, see above). Such a chamfer facilitates an optional later coating of the shaped bodies and increases their mechanical stability. Tableting punches according to the invention, in which the edge surface 4 is beveled increasing from the base surface 3 to the outer edge of the pressing surface, are preferred according to the invention.
Als Material für die Randfläche bieten sich je nach gewünschtem Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Stempel unterschiedliche Materialien an, wobei insbesondere Metalle und ihre Legierungen sowie Kunststoffe als Materialien für die Facette bevorzugt sind. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Tablettierstempel dadurch gekennzeichnet, daß die Randfläche 4 aus Kunststoff gefertigt ist.Depending on the intended use of the stamps according to the invention, different materials are suitable as the material for the edge surface, metals and their alloys and plastics in particular being preferred as materials for the facet. In a first preferred embodiment of the present invention, the tabletting stamp is characterized in that the edge surface 4 is made of plastic.
Der Begriff "Kunststoffe" charakterisiert dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Abwandeln von Naturprodukten entstehen. Sie sind in vielen Fällen unter bestimmten Bedingungen (Wärme und Druck) schmelz- und formbar. Kunststoffe sind also prinzipiell organische Polymere und können entweder nach ihren physikalischen Eigenschaften (Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere), nach der Art der Reaktion ihrer Herstellung (Polymerisate, Polykondensate und Polyaddukte) oder nach ihrer chemischen Natur (Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polyurethane usw.) klassifiziert werden.The term "plastics" characterizes in the context of the present invention Materials whose essential components consist of such macromolecular organic Connections exist that are synthetic or by modifying natural products arise. They are in many cases under certain conditions (heat and pressure) meltable and malleable. In principle, plastics are organic polymers and can either according to their physical properties (thermoplastics, thermosets and Elastomers), according to the type of reaction of their manufacture (polymers, polycondensates and Polyadducts) or according to their chemical nature (polyolefins, polyesters, polyamides, Polyurethanes etc.) are classified.
Die Facette, die in den genannten bevorzugten Ausführungsformen aus Kunststoff gefertigt ist, stellt dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Erhebung am Rand des Prägeelements des Tablettierstempels dar. Besonders bevorzugt ist es dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn das Material der Facette härter ist als das der Grundfläche.The facet, which is made of plastic in the preferred embodiments mentioned is, in the context of the present invention, a survey on the edge of Embossing element of the tabletting stamp. It is particularly preferred in the frame of the present invention, if the material of the facet is harder than that of the Floor space.
Der Begriff "Härte" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung für den Widerstand, den ein Festkörper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. The term "hardness" is the term for the scope of the present invention Resistance that a solid body opposes to the penetration of another body.
Während beispielsweise bei Mineralien die sogenannte Ritzhärte (Härte nach Mohs)
gemessen wird, haben sich technisch andere Verfahren zur Härteprüfung durchgesetzt. Am
häufigsten werden hierbei Brinell-, Rockwell- und Vickers-Verfahren (besonders für Stahl und
sonstige Metalle) angewendet. Zur Ermittlung der Brinell-Härte (HB, Kugeldruckhärte,
DIN 50351) werden genormte Stahl- oder Widiakugeln mit 10 mm Durchmesser und einer
Prüflast P (in N ausgedrückt) stoßfrei in die zu prüfenden Stoffe gedrückt und die Oberfläche
O (in mm2) der eingedrückten Kalotte des Durchmessers d bestimmt. Die Brinell-Härte ist
dann gegeben durch:
For example, while the so-called scratch hardness (Mohs hardness) is measured for minerals, other methods of hardness testing have become established in technical terms. Brinell, Rockwell and Vickers methods (especially for steel and other metals) are used most frequently. To determine the Brinell hardness (HB, ball indentation hardness, DIN 50351), standardized steel or Widia balls with a diameter of 10 mm and a test load P (expressed in N) are pressed into the substances to be tested and the surface O (in mm 2 ) indented dome of diameter d determined. The Brinell hardness is then given by:
Bei der für höhere Härtegrade geeigneten Bestimmung der Rockwell-Härte (HR) werden entweder ein Diamantkonus (HRC) oder Stahlkugeln von verschiedenen Durchmessern (HRB) in den Werkstoff gepreßt. Bei der Bestimmung der Vickers-Härte (HV) benutzt man eine Diamantpyramide mit einem Flächenöffnungswinkel von 136°; auch hier wird die Härte definiert als Last bezogen auf die Eindrucksoberfläche (N/mm2). Bei diesem Prüfverfahren sind die Eindrücke sehr klein, so daß man auch die Härte bei sehr dünnen Schichten bestimmen kann. Analog gilt dies auch für die Knoop-Härte (HK), bei deren Bestimmung eine Diamantpyramide mit rhombischem Grundriß zur Anwendung kommt. Bei der Schlaghärtebestimmung dient der Durchmesser eines Kugeleindrucks, der durch Schlag mit dem Handhammer (Poldihammer, Skleroskop) oder durch eine gespannte Feder erzeugt wurde, als Berechnungsgrundlage. Ein anderes, ebenfalls dynamisches Verfahren zur Härtebestimmung ist das Rücksprung-Verfahren. Die auf diese Weise ermittelte Shore-Härte wird bei Stahl durch die Kugelfallprobe als Rückprallhärte bestimmt bzw. bei Gummi und anderen Elastomeren als Eindring-Widerstand gegen einen Kegelstumpf gemessen. Bei härteren Kunststoffen, z. B. bei harten Thermoplasten und besonders bei Duroplasten, mißt man die Kugeldruckhärte als Quotient aus Prüfkraft und Oberfläche des Eindrucks einer Stahlkugel (5 mm Durchmesser) nach 10, 30 od. 60 Sekunden unter Last.When determining the Rockwell hardness (HR), which is suitable for higher degrees of hardness, either a diamond cone (HRC) or steel balls of different diameters (HRB) are pressed into the material. A diamond pyramid with a surface opening angle of 136 ° is used to determine the Vickers hardness (HV); here too the hardness is defined as the load in relation to the impression surface (N / mm 2 ). With this test method, the impressions are very small, so that the hardness can also be determined with very thin layers. This also applies analogously to the Knoop hardness (HK), for the determination of which a diamond pyramid with a rhombic outline is used. When determining the hardness of the impact, the diameter of a ball impression, which was generated by impact with a hand hammer (Poldihammer, scleroscope) or by a tensioned spring, serves as the basis for the calculation. Another, also dynamic, method for determining hardness is the spring-back method. The Shore hardness determined in this way is determined for steel by the ball drop test as rebound hardness or measured for rubber and other elastomers as resistance to penetration against a truncated cone. With harder plastics, e.g. B. with hard thermoplastics and especially with thermosets, one measures the ball indentation as a quotient of the test force and surface of the impression of a steel ball (5 mm diameter) after 10, 30 or 60 seconds under load.
Wie weiter oben beschrieben, besteht die Randfläche vorzugsweise aus einem härteren Kunststoff als die Grundfläche. Harte Kunststoffe erfüllen dabei insbesondere das Anforderungsprofil, daß die Randfläche zugleich hart und widerstandsfähig gegen hohe Flächenbelastungen sein, zum anderen aber auch eine reibungsmindernde oder schmierende Eigenschaft aufweisen muß. As described above, the edge surface is preferably made of a harder one Plastic as the base. Hard plastics fulfill this in particular Requirement profile that the edge surface at the same time hard and resistant to high Wing loads, but also a friction-reducing or must have lubricating properties.
Als Kunststoffmaterialien für die Randfläche haben sich insbesondere Polyolefine,
vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen, bewährt. Erfindungsgemäße Tablettierstempel,
bei denen die Randfläche 4 aus einem Polyolefin, vorzugsweise aus Polyethylen oder
Polypropylen, besteht, sind demnach bevorzugt. Polyethylene (PE) sind dabei zu den
Polyolefinen gehörende Polymere mit Gruppierungen des Typs
Polyolefins, preferably polyethylene or polypropylene, have proven particularly useful as plastic materials for the edge surface. Tableting punches according to the invention, in which the edge surface 4 consists of a polyolefin, preferably of polyethylene or polypropylene, are therefore preferred. Polyethylenes (PE) are polymers with groupings of the type belonging to the polyolefins
-[CH2-CH2]-
- [CH 2 -CH 2 ] -
als charakteristischer Grundeinheit der Polymerkette. Polyethylene werden durch Polymerisation von Ethylen nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Methoden, dem Hochdruck- und dem Niederdruck-Verfahren hergestellt. Die resultierenden Produkte werden entsprechend häufig als Hochdruck-Polyethylen bzw. Niederdruck-Polyethylen bezeichnet; sie unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich ihres Verzweigungsgrades und damit verbunden in ihrem Kristallinitätsgrad und ihrer Dichte. Beide Verfahren können als Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation durchgeführt werden.as a characteristic basic unit of the polymer chain. Polyethylenes are made by Polymerization of ethylene by two fundamentally different methods, the High pressure and the low pressure process manufactured. The resulting products will be accordingly frequently referred to as high-pressure polyethylene or low-pressure polyethylene; they differ mainly in their degree of branching and thus connected in their degree of crystallinity and their density. Both methods can be used as Solution polymerization, emulsion polymerization or gas phase polymerization be performed.
Beim Hochdruck-Verfahren fallen verzweigte Polyethylene mit niedriger Dichte (ca. 0,915- 0,935 g/cm3) und Kristallinitätsgraden von ca. 40-50% an, die man als LDPE-Typen bezeichnet. Produkte mit höherer Molmasse und dadurch bedingter verbesserter Festigkeit und Streckbarkeit tragen die Kurzbezeichnung HMW-LDPE (HMW = high molecular weight). Durch Copolymerisation des Ethylens mit längerkettigen Olefinen, insbesondere mit Buten und Octen, kann der ausgeprägte Verzweigungsgrad der im Hochdruck-Verfahren hergestellten Polyethylene reduziert werden; die Copolymere haben das Kurzzeichen LLD- PE (linear low density polyethylene).The high-pressure process produces branched polyethylenes with low density (approx. 0.915-0.935 g / cm 3 ) and degrees of crystallinity of approx. 40-50%, which are referred to as LDPE types. Products with a higher molecular weight and the resulting improved strength and stretchability are known as HMW-LDPE (HMW = high molecular weight). The pronounced degree of branching of the polyethylenes produced by the high-pressure process can be reduced by copolymerization of the ethylene with longer-chain olefins, in particular with butene and octene; the copolymers have the code LLD-PE (linear low density polyethylene).
Die Makromoleküle der Polyethylene aus Niederdruck-Verfahren sind weitgehend linear und unverzweigt. Diese Polyethylene (HDPE) haben Kristallinitätsgrade von 60-80% und eine Dichte von ca. 0,94-0,965 g/cm3. Sie sind als Zapfenmaterialien besonders geeignet.The macromolecules of the polyethylenes from low-pressure processes are largely linear and unbranched. These polyethylenes (HDPE) have degrees of crystallinity of 60-80% and a density of approx. 0.94-0.965 g / cm 3 . They are particularly suitable as cone materials.
Polypropylene (PP) sind thermoplastische Polymere des Propylens mit Grundeinheiten des
Typs
Polypropylenes (PP) are thermoplastic polymers of propylene with basic units of the type
-[CH(CH3)-CH2]-- [CH (CH 3 ) -CH 2 ] -
Polypropyfene können durch stereospezifische Polymerisation von Propylen in der Gasphase oder in Suspension zu hochkristallinen isotaktischen oder zu weniger kristallinen syndiotaktischen bzw. zu amorphen ataktischen Polypropylenen hergestellt werden. Polypropyfenes can be obtained by stereospecific polymerization of propylene in the Gas phase or in suspension to highly crystalline isotactic or less crystalline syndiotactic or to amorphous atactic polypropylenes.
Technisch wichtig ist insbesondere das isotaktische Polypropylen, bei dem alle Methylgruppen auf einer Seite der Polymerkette lokalisiert sind. Polypropylen zeichnet sich durch hohe Härte, Rückstellfähigkeit, Steifheit und Wärmebeständigkeit aus und ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit ein ideales Zapfenmaterial.Technically important isotactic polypropylene, in which everyone Methyl groups are located on one side of the polymer chain. Polypropylene stands out characterized by high hardness, resilience, rigidity and heat resistance and is in An ideal cone material within the scope of the present invention.
Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Polypropylene erreicht man durch Verstärkung mit Talkum, Kreide, Holzmehl oder Glasfasern, und auch das Aufbringen metallischer Überzüge ist möglich.The mechanical properties of polypropylenes can be improved by Reinforcement with talc, chalk, wood flour or glass fibers, and also the application metallic coatings are possible.
Neben den Polyolefinen sind Polyamide im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbare Facettenmaterialien. Polyamide sind hochmolekulare Verbindungen, die aus durch Peptid-Bindungen verknüpften Bausteinen bestehen. Die synthet. Polyamide (PA) sind bis auf wenige Ausnahmen thermoplastische, kettenförmige Polymere mit wiederkehrenden Säureamid-Gruppierungen in der Hauptkette. Nach dem chemischen Aufbau lassen sich die sogenannten Homopolyamide in zwei Gruppen einteilen: den Aminocärbonsäure-Typen (AS) und den Diamin-Dicarbonsäure-Typen (AA-SS); dabei bezeichnen A Amino-Gruppen und S Carboxy-Gruppen. Erstere werden aus einem Baustein durch Polykondensation (Aminosäure) oder Polymerisation (ω-Lactam), letztere aus zwei Bausteinen durch Polykondensation (Diamin und Dicarbonsäure) gebildet.In addition to the polyolefins, polyamides are preferred in the context of the present invention applicable facet materials. Polyamides are high molecular weight compounds that are made from building blocks linked by peptide bonds. The synthet. Are polyamides (PA) with a few exceptions, thermoplastic, chain-like polymers with recurring Acid amide groups in the main chain. After the chemical structure, the Divide so-called homopolyamides into two groups: the amino carboxylic acid types (AS) and the diamine dicarboxylic acid types (AA-SS); A denotes amino groups and S denotes Carboxy groups. The former become a building block through polycondensation (Amino acid) or polymerization (ω-lactam), the latter consisting of two building blocks Polycondensation (diamine and dicarboxylic acid) are formed.
Codiert werden die Polyamide aus unverzweigten aliphatischen Bausteinen nach der Anzahl der C-Atome. So ist die Bezeichnung PA 6 beispielsweise das aus ε-Aminöcapronsäure oder ε-Caprolactam aufgebaute Polyamid und. PA 12 ist ein Poly(ε-laurinlactam) aus ε- Laurinlactam. Beim Typ AA-SS werden zuerst die Kohlenstoff-Anzahl des Diamins und dann die der Dicarbonsäure genannt: PA 66 (Polyhexamethylenadipinamid) entsteht aus Hexamethylendiamin (1,6-Hexandiamin) und Adipinsäure, PA 610 (Polyhexamethylensebacinamid) aus 1,6-Hexandiamin und Sebacinsäure, PA 612 (Polyhexamethylendodecanamid) aus 1,6-Hexandiamin und Dodecandisäure. Tablettierstempel, bei denen die Randfläche 4 aus einem Polyamid, vorzugsweise aus PA 6,PA 12, PA 66, PA 610 oder PA 612, besteht, sind erfindungsgemäß bevorzugt.The polyamides are coded from unbranched aliphatic building blocks according to the number of carbon atoms. The designation PA 6 is, for example, the polyamide and ε-amino caproic acid or ε-caprolactam. PA 12 is a poly (ε-laurine lactam) made from ε-laurine lactam. In the AA-SS type, the carbon number of the diamine is mentioned first, followed by that of the dicarboxylic acid: PA 66 (polyhexamethylene adipamide) is made from hexamethylene diamine (1,6-hexane diamine) and adipic acid, PA 610 (polyhexamethylene sebacine amide) from 1,6-hexane diamine and Sebacic acid, PA 612 (polyhexamethylene dodecanamide) from 1,6-hexanediamine and dodecanedioic acid. Tableting punches in which the edge surface 4 consists of a polyamide, preferably PA 6, PA 12, PA 66, PA 610 or PA 612, are preferred according to the invention.
Polyurethane (PUR) sind durch Polyaddition aus zwei- und höherwertigen Alkoholen und
Isocyanaten zugängliche Polymere (Polyaddukte) mit Gruppierungen des Typs
Polyurethanes (PUR) are polymers (polyadducts) with groupings of the type that are accessible through polyaddition from dihydric and higher alcohols and isocyanates
-[CO-NH-R2-NH-CO-O-R1-O]-
- [CO-NH-R 2 -NH-CO-OR 1 -O] -
als charakteristische Grundeinheiten der Basis-Makromoleküle, bei denen R1 für einen niedermolekularen oder polymeren Diol-Rest und R2 für eine aliphatische oder aromatische Gruppe steht. Technisch wichtige PUR werden hergestellt aus Polyester- und/oder Polyetherdiolen und beispielsweise aus 2,4- bzw. 2,6-Totuoidiisocyanat (TDI, R2 = C6H3-CH3), 4,4'-Methylendi(phenylisocyanat) (MDI, R2=C6H4-CH2-C6H4) oder Hexamethylendiisocyanat [HMDI, R2=(CH2)6]. Tablettierstempel, deren Randfläche 4 aus einem Polyurethan besteht sind erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt.as characteristic basic units of the basic macromolecules, in which R 1 stands for a low-molecular or polymeric diol radical and R 2 for an aliphatic or aromatic group. Technically important PUR are made from polyester and / or polyether diols and, for example, from 2,4- or 2,6-totuoid diisocyanate (TDI, R 2 = C 6 H 3 -CH 3 ), 4,4'-methylene di (phenyl isocyanate) (MDI, R 2 = C 6 H 4 -CH 2 -C 6 H 4 ) or hexamethylene diisocyanate [HMDI, R 2 = (CH 2 ) 6 ]. Tableting punches, the edge surface 4 of which consists of a polyurethane, are also preferred according to the invention.
Die genannten Kunststoffe können allein als Materialien für den Randbereich eingesetzt werden, sie können aber auch mit Beschichtungen oder Laminierungen aus Metallen oder anderen Stoffen versehen werden. Besonders bewährt hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Einsatz glasfaserverstärkter Kunststoffe als Facettenmaterial. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind Verbundwerkstoffe aus einer Kombination von einer Matrix aus Polymeren und als Verstärker wirkenden Glasfasern. Die zur Faserverstärkung verwendeten Glasmaterialien liegen in den GFK als Fasern, Garne, Rovings (Glasseidenstränge), Vliese, Gewebe oder Matten vor. Als polymere Matrixsysteme für GFK sind sowohl Duroplaste (wie beispielsweise Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Phenol- u. Furanharze), als auch Thermoplaste (wie beispielsweise Polyamide, Polycarbonate, Polyacetale, Polyphenylenoxide und -sulfide, Polypropylene und Styrolcopolymere) geeignet. Das Gewichtsverhältnis zwischen Verstärkerstoff und Polymermatrix liegt üblicher Weise im Bereich von 10 : 90-65 : 35, wobei die Festigkeitseigenschaften der GFK in der Regel bis zu einem Verstärkergehalt von ca. 40 Gew.-% zunehmen.The plastics mentioned can only be used as materials for the edge area , but they can also be coated or laminated with metals or other fabrics. Has proven particularly useful in the context of the present Invention of the use of glass fiber reinforced plastics as facet material. Glass fiber reinforced plastics (GRP) are composite materials made from a combination of a matrix of polymers and glass fibers acting as amplifiers. The for Glass materials used in fiber reinforcement lie in the GRP as fibers, yarns, Rovings (fiberglass strands), nonwovens, fabrics or mats. As polymeric matrix systems for GRP, both thermosets (such as epoxy resins) are unsaturated Polyester resins, phenol u. Furan resins), as well as thermoplastics (such as Polyamides, polycarbonates, polyacetals, polyphenylene oxides and sulfides, polypropylenes and Styrene copolymers). The weight ratio between reinforcing material and Polymer matrix is usually in the range of 10: 90-65: 35, the The strength properties of the GRP usually up to an amplifier content of approx. Increase 40% by weight.
Die Herstellung der GFK erfolgt vorwiegend in Preßverfahren; weitere wichtige Fertigungsverfahren sind Handlaminier-, Faserspritz-, kontinuierliche Imprägnier-, Wickel- und Schleuderverfahren. Vielfach geht man auch von sogenannten Prepregs, mit Harzen vorimprägnierte Glasfasermaterialien, aus, die unter Anwendung von Druck in der Wärme gehärtet werden. Die GFK zeichnen sich gegenüber den nicht verstärkten Matrixpolymeren durch erhöhte Zug-, Biege- und Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, Formbeständigkeit und Stabilität gegenüber dem Einfluß von Wärme, Säuren, Salzen, Gasen oder Lösungsmitteln aus. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich insbesondere glasfaserverstärktes Polyterafluoethylen und gläsfasenrerstärkte Polyamide als Facettenmaterialien bewährt, so daß Tablettierstempel bevorzugt sind, bei denen die Randfläche 4 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise einem glasfaserverstärkten Polytetrafluorethylen oder Polyamid, besteht.The GRP is mainly manufactured in pressing processes; other important manufacturing processes are hand lamination, fiber spraying, continuous impregnation, winding and spinning processes. In many cases, so-called prepregs, glass fiber materials pre-impregnated with resins, are used, which are heat-cured using pressure. Compared to the non-reinforced matrix polymers, the GRP are characterized by increased tensile, bending and compressive strength, impact resistance, dimensional stability and stability against the influence of heat, acids, salts, gases or solvents. In the context of the present invention, glass-fiber reinforced polyterafluoethylene and glass fiber reinforced polyamides have proven themselves as facet materials, so that tabletting punches are preferred in which the edge surface 4 consists of a glass fiber reinforced plastic, preferably a glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene or polyamide.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die am Tablettierstempel lösbar festgelegte Randfläche aus Metall gefertigt. Dabei kommen als Material sowohl die technisch üblichen Metalle als auch ihre Legierungen in Betracht, wobei rein exemplarisch Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Nickel, Wolfram, Chrom, Vanadium, Molybdän und ihre Legierungen genannt seien. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Facette aus einer technisch üblichen Stahlsorte gefertigt und mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Hartverchromung, versehen. Erfindungsgemäße Tablettierstempel, bei denen die Randfläche 4 aus Metall gefertigt und zumindest adhäsionsreduzierend beschichtet ist, sind dabei bevorzugt.In a further preferred embodiment of the present invention, the edge surface detachably fixed to the tabletting punch is made of metal. Both the technically customary metals and their alloys come into consideration as the material, iron, manganese, zinc, copper, nickel, tungsten, chromium, vanadium, molybdenum and their alloys being mentioned purely by way of example. In preferred embodiments of the present invention, the facet is made from a technically customary type of steel and provided with a coating, for example hard chrome plating. Tableting punches according to the invention, in which the edge surface 4 is made of metal and coated at least in an adhesion-reducing manner, are preferred.
Zweckmäßigerweise werden Umfang und Zuschnitt der Einzelteile an den unterschiedlichen Materialien bzw. Materialanforderungen orientiert. So ist die Einzelfertigung des Randbereichs aus inkompressiblem und an der Außenoberfläche zumindest adhäsionsreduzierend beschichtetem Material eine vorteilhafte Gestaltung der Einzelteile.Expediently, the scope and cut of the individual parts are different Oriented materials or material requirements. So is the one-off production of Edge area from incompressible and at least on the outer surface Adhesion-reducing coated material an advantageous design of the individual parts.
Das zu Tabletten zu verpressende, meist pulverförmige oder feinkörnige Material wird, wenn nicht besonders aufwendige und die Produktion behindernde Vorkehrungen für eine spezielle Verteilung getroffen werden, bei Einfüllen in der Preßmatrize etwa gleichmäßig verteilt. Dies hat zur Folge, daß das Material an den Stellen, an denen das Profil des Prägeelements die höchsten Erhebungen aufweist, am stärksten komprimiert werden muß. Obwohl das zu verpressende Material den höchsten Druckspitzen durch eine Bewegung in Richtung der weniger hoch beanspruchten Bereiche auszuweichen versucht, treten in den Bereichen der höchsten Profilerhebungen auch die höchsten spezifischen Flächendrücke auf.The mostly powdery or fine-grained material to be compressed into tablets becomes, if not particularly complex and production-preventing arrangements for one special distribution are made, approximately evenly when filling in the press die distributed. As a result, the material at the points where the profile of the Embossing element has the highest elevations, must be compressed the most. Although the material to be pressed has the highest pressure peaks due to a movement in Attempts to evade the direction of the less stressed areas occur in the Areas of the highest profile surveys also the highest specific surface pressures on.
Besteht das Profil des Prägeelements aus einer ebenen Fläche, beispielsweise der Grundfläche, die von einem Randbereich umgeben ist, sind die höchsten Flächenbelastungen am Randbereich, und daran im höchsten Punkt zu erwarten. Im Bereich des äußersten Randes hat die Randfläche nur ganz geringe Neigungswinkel in Bezug auf die Grundflächenebene. Diese Neigungswinkel nehmen definitionsgemäß in Richtung zur Grundfläche zu. Die Preßkraft wirkt senkrecht zur Grundflächenebene und zum Flächenelement am Randpunkt der Facette. Mit steigendem Abstand von diesem Randpunkt-Element ist die Preßkraft auf eine zunehmend geneigte Fläche gerichtet, so daß die Preßkraft in eine entsprechend kleiner werdende, senkrecht auf dem jeweiligen Flächenelement stehende Kraftkomponente und eine wiederum senkrecht darauf gerichtete Kraftkomponente aufgeteilt wird. Diese Querkräfte wirken quasi tangential. Die senkrecht zur Normalkraft stehenden Kraftkomponenten sind ein Maß für die Scher- und Abrasionskräfte, die an der Grenzfläche zwischen Randbereich und zu verpressendem Material wirken. Unter anderem wegen dieser Abrasionskräfte sollte der Randbereich vorzugsweise aus einem sehr harten, inkompressiblen Material bestehen. Wie weiter oben beschrieben, muß die Beschichtung des Randbereichs zugleich hart und widerstandsfähig gegen hohe Flächenbelastungen sein, zum anderen aber auch eine reibungsmindernde oder schmierende Eigenschaft aufweisen. Hierzu haben sich nickelhaltige Oberflächenbeschichtungen als sehr geeignet erwiesen, in denen feinste PTFE-Partikel (Teflon) eingeschlossen sind. Diese verleihen dem Überzug anhaftverhütende und materialfressen-verhütende Eigenschaften. Alternativ dazu hat sich auch eine Ausführungsform für die adhäsionsreduzierende Beschichtung bewährt, bei der das Grundbeschichtungsmaterial statt aus Nickel aus einer Nickel-Phosphor-Legierung besteht. Entsprechende Tablettierstempel, bei denen die zumindest adhäsionsreduzierende Beschichtung aus Ni-PTFE besteht oder solche Tablettierstempel, bei denen die zumindest adhäsionsreduzierende Beschichtung aus Ni-P-PTFE besteht, sind daher erfindungsgemäß bevorzugt.If the profile of the embossing element consists of a flat surface, for example the Base area surrounded by an edge area are the highest Surface loads at the edge area, and to be expected at the highest point. In the area of the outermost edge, the edge surface has only a very small angle of inclination with respect to the base plane. By definition, these angles of inclination increase towards Footprint too. The pressing force acts perpendicular to the base plane and Area element at the edge point of the facet. With increasing distance from this Edge point element, the pressing force is directed onto an increasingly inclined surface, so that the pressing force in a correspondingly smaller, perpendicular to the respective Surface element standing force component and again directed perpendicular to it Force component is divided. These shear forces act quasi tangentially. The perpendicular to Force components under normal force are a measure of the shear and abrasion forces, that work at the interface between the edge area and the material to be pressed. Under partly because of these abrasion forces, the edge area should preferably consist of a very hard, incompressible material. As described above, the Coating of the edge area at the same time hard and resistant to high Wing loads, but also a friction-reducing or have lubricating properties. For this have nickel-containing Surface coatings have proven to be very suitable, in which the finest PTFE particles (Teflon) are included. These give the coating anti-adherence and Preventing material from eating. Alternatively, there is one Embodiment proven for the adhesion-reducing coating, in which the Base coating material consists of a nickel-phosphorus alloy instead of nickel. Corresponding tabletting stamps in which the at least adhesion-reducing Coating consists of Ni-PTFE or tabletting stamps in which the least adhesion-reducing coating made of Ni-P-PTFE are therefore according to the invention prefers.
Als weitere Alternative für die Oberflächenbeschichtung mit zumindest adhäsions reduzierender Wirkung, die aber auch ansonsten die Anforderungen an Härte und Beständigkeit erfüllt, hat sich eine Beschichtung aus Diamantpartikel enthaltendem Graphit bewährt. Dabei wird die Oberfläche des Randbereichs mit einer Graphitlage beschichtet, die als schmierend oder gleitfördernd bekannt sind, und die hier gleichzeitig als Binder zur Fixierung von Diamantpartikeln dient, die ihrerseits der Oberfläche die erforderliche Härte verleihen. Versuche mit diesen Oberflächenbeschichtungen des Zapfens haben gezeigt, daß auch bei sehr langen Standzeiten der Werkzeuge keine Materialanhaftungen zu beobachten waren. Tablettierstempel, bei dene die zumindest adhäsionsreduzierende Beschichtung aus C-Diamant besteht, sind erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt.As a further alternative for surface coating with at least adhesion reducing effect, but also otherwise the requirements for hardness and Resistance met, has a coating of graphite containing diamond particles proven. The surface of the edge area is coated with a graphite layer are known as lubricating or lubricating, and here as binders at the same time Fixation of diamond particles is used, which in turn gives the surface the required hardness to lend. Experiments with these surface coatings of the journal have shown that No material build-up can be observed even when the tools are very long were. Tablet stamp, in which the at least adhesion-reducing coating is made C diamond is also preferred according to the invention.
Die Anhaftneigung des zu verpressenden Materials auf der Oberfläche des Preßstempels wird unter anderem von den spezifischen Flächendrücken zwischen dem zu verpressendem Material und der Stempeloberfläche sowie von der Oberflächenstruktur bestimmt. Hat die Oberfläche des Preß- oder Tablettierstempels beispielsweise reibungsvermindernde oder schmierende bzw. gleitfördernde Eigenschaften, wird dadurch die Haftneigung verhindert oder zumindest vermindert.The tendency of the material to be pressed to adhere to the surface of the ram is determined, among other things, by the specific surface pressures between the one to be pressed Material and the stamp surface and determined by the surface structure. Has the Surface of the press or tabletting die, for example, friction-reducing or lubricating or gliding properties, this prevents the tendency to stick or at least diminished.
Wie schon erwähnt, sind die Preßkräfte senkrecht auf die ebene Grundfläche gerichtet. Da die ebene Grundfläche die niedrigste Höhe im Profil des Prägeelements darstellt, ist in diesem Bereich die geringste Kompression des zu verpressenden Materials gegeben. Dies führt dazu, daß im Bereich der Grundfläche auch geringere Flächendrücke zu erwarten sind als im Bereich der Facette. Aus diesen Gründen muß das Material der Grundfläche auch nicht inkompressibel sein, zumal aus der Druckgeometrie nur Normalkräfte zu erwarten sind.As already mentioned, the pressing forces are directed perpendicular to the flat base. There the flat base represents the lowest height in the profile of the embossing element is in given the lowest compression of the material to be pressed in this area. This leads to the fact that lower surface pressures can also be expected in the area of the base area than in the facet. For these reasons, the material of the base area must also not be incompressible, especially since only normal forces can be expected from the pressure geometry are.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher der erfindungsgemäße Tablettierstempel dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlage 6 zwischen der Hinterschneidung 5 und der Grundfläche 3 befestigt ist.In a further preferred embodiment of the present invention, the tabletting punch according to the invention is therefore characterized in that an insert 6 is fastened between the undercut 5 and the base 3 .
Die Struktur von Schüttungen aus pulverförmigen oder feinkristallinen Substanzen ist zwar in Bezug auf größere Flächen oder Volumina als gleichförmig zu betrachten, im Mikrobereich jedoch durchaus unterschiedlich. Durch diese im Mikrobereich unterschiedlichen Dichteverhältnisse werden den an der Oberfläche des Grundflächenmaterials anstehenden gleichmäßigen Preßkräften unterschiedliche Widerstände des zu verpressenden Materials entgegengesetzt. Dies führt dazu, daß an im Mikrobereich beabstandeten Punkten an der Oberfläche unterschiedliche spezifische Drücke und demzufolge bei kompressiblen Material des Grundflächenelements geringstfügig unterschiedliche Verformungen des Materials auftreten. Diese hier als Walken bezeichnete Erscheinung hat das Entstehen von unterschiedlichen Normal- und Querkräften an der Materialoberfläche zur Folge, wodurch die Neigung zum Anhaften von Material an der Oberfläche des Prägeelements im Bereich der Grundfläche verhindert oder zumindest weitestgehend vermindert wird.The structure of beds of powdery or fine crystalline substances is in Regarding larger areas or volumes as uniform, in the micro range however quite different. Due to this in the micro range different Density ratios become those present on the surface of the base material uniform press forces different resistances of the material to be pressed opposed. This leads to the fact that at micro-spaced points on the Surface different specific pressures and consequently with compressible material of the base surface element slightly different deformations of the material occur. This phenomenon, called walking here, has the origin of different normal and shear forces on the material surface result, which the Tendency for material to adhere to the surface of the embossing element in the region of the Base area is prevented or at least largely reduced.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der lösbar festgelegten Facette ermöglicht das einfache und schnelle Wechseln der Kunststoffeinlagen, wodurch bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Standzeiten der Tablettenpressen deutlich verringert werden können. Darüber hinaus werden die bei der üblichen Einklebung von Einlagen auftretenden Stempelanbackungen effektiv vermieden (siehe oben). Die Dicke der Einlage beträgt in erfindungsgemäß bevorzugten Tablettierstempeln 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 4 mm und insbesondere 2 bis 3 mm.The inventive design of the releasably fixed facet makes this possible simple and quick changing of the plastic inserts, making this preferred Embodiment the service life of the tablet presses can be significantly reduced. In addition, those that occur during the usual gluing of inserts Stamp caking effectively avoided (see above). The thickness of the insert is in Tableting punches preferred according to the invention 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 4 mm and in particular 2 to 3 mm.
Bevorzugte Einlagen bestehen aus elastischen Materialien, wobei erfindungsgemäße Tablettierstempel bevorzugt sind, bei denen die Einlage (6) aus einem einem reversibel verformbaren Material besteht.Preferred inserts consist of elastic materials, whereby tablet punches according to the invention are preferred, in which the insert ( 6 ) consists of a reversibly deformable material.
Die haftungsverhindernde oder zumindest haftungs- oder adhäsionsreduzierende Wirkung des walkbaren Materials für die Bildung der Grundfläche wurde vorstehend beschrieben. Hierbei sind insbesondere Tablettierstempel bevorzugt, bei denen die Einlage 6 aus einem Material mit einer Härte von 40 bis 100, vorzugsweise von 60 bis 99 und insbesondere von 70 bis 90 Shore A nach DIN 53505 besteht. In Versuchen hat sich gezeigt, daß beispielsweise mit dem Polyuretan-Werkstoff Vulkollan oder dem PVC-Werkstoff Mipolam sehr gute Ergebnisse erzielt werden konnten. Über Einsatzzeiten von mehreren tausend Pressungen wurden keinerlei Anhaftungen an dem Grundflächenmaterial festgestellt.The adhesion-preventing or at least adhesion- or adhesion-reducing effect of the walkable material for the formation of the base area has been described above. In particular, tabletting punches are preferred in which the insert 6 consists of a material with a hardness of 40 to 100, preferably from 60 to 99 and in particular from 70 to 90 Shore A according to DIN 53505. Experiments have shown that very good results were achieved, for example, with the Vulkollan polyurethane material or the Mipolam PVC material. No adherence to the base material was found over a period of several thousand pressings.
Ein weiterer Gegenatand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Tablettenpressen mit mindestens einem erfindungsgemäßen Tablettierstempel.Another counteratand of the present invention is an apparatus for Tablet presses with at least one tablet punch according to the invention.
Solche Vorrichtungen sind insbesondere als Exzenter- oder Rundläufertablettenpressen aus dem Stand der Technik bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Tablettiermaschinen sind beispielsweise erhältlich bei den Firmen Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH, Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, Horn & Noack Pharmatechnik GmbH, Worms, IMA Verpackungssysteme GmbH Viersen, KILIAN, Köln, KOMAGE, Kell am See, KORSCH Pressen AG, Berlin, sowie Romaco GmbH, Worms. Weitere Anbieter sind beispielsweise Dr. Herbert Pete, Wien (AU), Mapag Maschinenbau AG, Bern (CH), BWI Manesty, Liverpoof (GB), I. Holand Ltd., Nottingham (GB), Courtoy N. V., Halle (BE/LU) sowie Mediopharm Kamnik (SI). Besonders geeignet ist beispielsweise die Hydraulische Doppeldruckpresse HPF 630 der Firma LAEIS, D.Devices of this type are made in particular as eccentric or rotary tablet presses known in the art. Suitable in the context of the present invention Tableting machines are available, for example, from the Apparatebau Holzwarth company GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH, Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, Horn & Noack Pharmatechnik GmbH, Worms, IMA Verpackungssysteme GmbH Viersen, KILIAN, Cologne, KOMAGE, Kell am See, KORSCH Pressen AG, Berlin, and Romaco GmbH, Worms. Other providers include Dr. Herbert Pete, Vienna (AU), Mapag mechanical engineering AG, Bern (CH), BWI Manesty, Liverpoof (GB), I. Holand Ltd., Nottingham (GB), Courtoy N.V., Halle (BE / LU) and Mediopharm Kamnik (SI). For example, the Hydraulic double printing press HPF 630 from LAEIS, D.
Ein weiterer gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem beim Preßvorgang mindestens ein erfindungsgemäßer Tablettierstempel mit dem zu tablettierenden Gut in Kontakt gebracht wird.Another object of the present invention is also a method of manufacture of moldings in particular in a device according to the invention, in which Pressing at least one tabletting punch according to the invention with the tabletting material is brought into contact.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich insbesondere Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper mit besonderem Vorteil herstellen, da die erfindungsgemäßen Vorrichtungen die Bildung von Stempelanbackungen deutlich verringern und die Gestalt der Preßlinge durch Wechsel der Facette am Preßelement in einfacher Weise ermöglichen. Erfindungsgemäße Verfahren, bei denen das zu tablettierende Gut die Zusammensetzung eines Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Waschhilfsmittels aufweist, sind demnach bevorzugt.In particular, washing or Produce detergent tablets with particular advantage since the inventive Devices significantly reduce the formation of stamp caking and the shape of the Enable compacts in a simple manner by changing the facet on the pressing element. Processes according to the invention in which the material to be tabletted has the composition of a washing, rinsing, cleaning or washing aid are accordingly preferred.
Die erwähnten und weitere Vorteile werden anschaulich verdeutlicht bei der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigtThe mentioned and other advantages are clearly illustrated in the description of exemplary embodiments which are illustrated in the accompanying drawing. In it shows
Fig. 1 den Querschnitt durch einen Tablettierstempel; Fig. 1 shows the cross section through a tableting punches;
Fig. 2 die Draufsicht auf einen Tablettierstempel gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows the top view of a tabletting stamp according to FIG. 1;
Fig. 3 die schematische Explosions-Darstellung eines in Einzelteile zerlegten Tablettierstempels, dessen Konturen dem Stempel gemäß Fig. 1 ähnlich sind, Fig. 3 is a schematic exploded view of a disassembled into parts tableting punch whose contours are similar to the stamp shown in FIG. 1,
Fig. 3a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3, der die Hinterschneidung zeigt, und Fig. 3a shows an enlarged detail from FIG. 3 showing the undercut, and
Fig. 4 schematisch einen Ausschnitt, ähnlich zu Fig. 3a, der eine Festlegungsmöglichkeit für die Randfläche am Tablettierstempel zeigt. Fig. 4 schematically shows a section, similar to Fig. 3a, which shows a possibility of fixing the edge surface on the tabletting punch.
In Fig. 1 ist der Tablettierstempel 1 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat eine im wesentlichen rechteckige Grundfläche 3 eine um die Grundfläche 3 herum angeordnete Randfläche 4 und eine die Grundfläche bedeckende Einlage 6. Auf der Facette 4 ist eine Oberflächenbeschichtung 8 erkennbar. Alternativ kann die Facette 4 aus Kunststoff gefertigt sein, womit die Oberflächenbeschichtung 8 entfallen kann. Bei der dargestellten Ausführungsform des Tablettierstempels 1 handelt es sich um einen Oberstempel. Dies entspricht der bevorzugten Ausführungsform. Randstreifen 4 und Einlage 6, die zusammen das Prägeelement 2 bilden, stehen beim Preßvorgang mit dem zu verpressenden Material in Berührung. Um ein Anhaften des zu verpressenden Materials zu vermeiden oder zumindest zu vermindern, ist die Oberfläche der Facette 4 mit einer Antihaftschicht 8 beschichtet, was entfallen kann, wenn der Zapfen 4 komplett aus adhäsionsreduzierendem Material gefertigt ist.In Fig. 1, the tabletting stamp 1 is shown in a sectional side view. The exemplary embodiment shown has an essentially rectangular base area 3, an edge area 4 arranged around the base area 3 and an insert 6 covering the base area. A surface coating 8 can be seen on the facet 4 . Alternatively, the facet 4 can be made of plastic, which means that the surface coating 8 can be omitted. The illustrated embodiment of the tabletting die 1 is an upper die. This corresponds to the preferred embodiment. Edge strips 4 and insert 6 , which together form the embossing element 2 , are in contact with the material to be pressed during the pressing process. In order to avoid or at least reduce sticking of the material to be pressed, the surface of the facet 4 is coated with an anti-adhesive layer 8 , which can be omitted if the pin 4 is made entirely of adhesion-reducing material.
Auf der Grundfläche 3 wird das Anhaften von zu verpressendem Material dadurch verhindert, daß die Grundfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Einlage 6 versehen wird, die aus einem sehr festen und glatten, aber walkbaren Werkstoff hergestellt wird. Geeignete Werkstoffe hierfür sind beispielsweise Polyuretane, vorzugsweise Vulkollan, und PVC-Werkstoffe, beispielsweise Mipolam. Das Material der Facette 4 ist inkompressibel und die abgeschrägte Oberfläche sehr glatt. Ihre anhaftverhindernde Ausgestaltung kann beispielsweise durch eine Hartverchromung oder durch eine Oberflächenbeschichtung mit Ni-PTFE, Ni-P-PTFE oder C-Diamant unterstützt werden.On the base 3 , the adherence of material to be pressed is prevented by providing the base according to a preferred embodiment of the present invention with an insert 6 which is made of a very strong and smooth but walkable material. Suitable materials for this are, for example, polyurethane, preferably Vulkollan, and PVC materials, for example Mipolam. The material of the facet 4 is incompressible and the beveled surface is very smooth. Their anti-adhesive design can be supported, for example, by hard chrome plating or by a surface coating with Ni-PTFE, Ni-P-PTFE or C-diamond.
Die Schicht 8, mit der die Oberfläche der Facette 4 zum Zwecke der Verhinderung oder zumindest der Verminderung des Anhaftens von zu verpressendem Material beschichtet ist, muß zumindest zwei Eigenschaften aufweisen. Sie muß hart und inkompressibel sein, ähnlich dem Grundmaterial des Zapfens, und zum anderen die Gleitung zwischen dem Zapfen und dem zu verpressenden Material unterstützen oder erleichtern. Diese Gleiteigenschaften sind zur Vermeidung von Anhaftungen besonders wichtig, damit die aufgrund der Neigung gegenüber der Ausrichtung der Preßkraft quasi tangential angreifenden Querkräfte eine in Richtung dieser Querkräfte gerichtete Materialbewegung im Mikrobereich unterstützen oder zumindest nicht behindern. Durch diese Relativbewegungen im Mikrobereich wird der Anhaftung des zu verpressenden Materials entgegengewirkt.The layer 8 with which the surface of the facet 4 is coated for the purpose of preventing or at least reducing the adherence of material to be pressed must have at least two properties. It must be hard and incompressible, similar to the base material of the pin, and on the other hand support or facilitate the sliding between the pin and the material to be pressed. These sliding properties are particularly important in order to avoid buildup, so that the transverse forces acting virtually tangentially due to the tendency towards the orientation of the pressing force support or at least do not hinder material movement in the micro range directed in the direction of these transverse forces. These relative movements in the micro range counteract the adhesion of the material to be pressed.
In Fig. 2 ist die Draufsicht auf den Tablettierstempel 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist die im wesentlichen rechteckige, aber an den Ecken abgerundete Form des Prägeelementes 2, das aus Randfläche 4 und davon eingeschlossener Grundfläche 3 (in Fig. 1 mit der Einlage 6 bedeckt) gebildet wird. Um das Prägeelement 2 herum ist der kreisförmige Umriss der Preßstempelbasis zu erkennen. FIG. 2 shows the top view of the tabletting die 1 according to FIG. 1. The substantially rectangular, but rounded at the corners shape of the embossing element 2 can be clearly seen, which is formed from the edge surface 4 and the base surface 3 enclosed therefrom (covered with the insert 6 in FIG. 1). Around the embossing element 2 , the circular outline of the press punch base can be seen.
In Fig. 3 ist in schematischer Form dargestellt, wie ein Tablettierstempel 1, der dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Tablettierstift ähnlich ist, in Einzelteile gegliedert werden kann. Im schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Grundfläche 3, die die Grundfläche bedeckende Einlage 6 und die die Einlage fixierende Randfläche 4 mit einer Hinterschneidung 5 deutlich zu erkennen. Die Befestigung des Randstreifens 5 am Tablettierstempel 1 (in Fig. 3 nicht gezeigt) kann mittels einer Klemm-, Rast-, Bajonett-, Schnapp-, Steck- oder Schraubverbindung erfolgen. Diese hier in explodierter Form dargestellten Einzelteile bilden in zusammengefügter Form den Tablettierstempel 1 mit dem Prägeelement 2.In Fig. 3 is illustrated in schematic form how a tableting die 1, which is similar to the pen tablet shown in Fig. 1 and 2, can be divided into parts. In the schematically illustrated exemplary embodiment, the base area 3 , the insert 6 covering the base area and the edge area 4 fixing the insert can be clearly seen with an undercut 5 . The edge strip 5 can be fastened to the tabletting punch 1 (not shown in FIG. 3) by means of a clamp, latch, bayonet, snap, plug or screw connection. These individual parts, shown here in exploded form, form the tabletting die 1 with the embossing element 2 in an assembled form.
Diese Ausführungsform ist so konzipiert, daß die Teile, an die unterschiedliche Oberflächenanforderungen gestellt sind, mit unterschiedlichen Materialien oder Materialbearbeitungen jeweils als ein Einzelteil ausgebildet sind. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Anforderungsprofile an die verschiedenen Teile des Prägeelements 2 in einfacher und technisch klar beherrschbarer Form dargestellt werden. Die Einzelteile werden in zusammengefügter Form gegeneinander verriegelt, so daß die Unverrückbarkeit und die Stabilität des Tablettierstempels 1 gewährleistet ist.This embodiment is designed in such a way that the parts to which different surface requirements are made are each designed as a single part with different materials or material processing. In this way, the different requirement profiles for the different parts of the embossing element 2 can be represented in a simple and technically clearly controllable form. The individual parts are locked together in an assembled form, so that the immovability and the stability of the tabletting die 1 is ensured.
In Fig. 3a ist ein vergrößerter Ausschnitt eines Bereichs aus Fig. 3 gezeigt. Deutlich zu erkennen sind die Hinterschneidung 5 der Randfläche 4, die die Einlage 6 fixiert. FIG. 3a shows an enlarged section of an area from FIG. 3. The undercut 5 of the edge surface 4 , which fixes the insert 6, can be clearly seen.
Fig. 4 schließlich zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Befestigung des Randstreifens 5 am Tablettierstempel 1 in einer Darstellung, die an die der Fig. 3a angelehnt ist. Im Unterschied zu den vorgenannten Figuren ist der Tablettierstempel in Fig. 4 mit einer kreisrunden Preßfläche ausgestattet. Deutlich zu erkennen sind wiederum die Hinterschneidung 5 der Randfläche 4, die die Einlage 6 fixiert, wobei Tablettierstempel 1 und Randfläche 4 durch das Gewinde 7 miteinander verbunden werden können. Finally, FIG. 4 shows a preferred embodiment of the attachment of the edge strip 5 to the tabletting die 1 in a representation based on that of FIG. 3a. In contrast to the aforementioned figures, the tabletting punch in FIG. 4 is equipped with a circular pressing surface. The undercut 5 of the edge surface 4 , which fixes the insert 6 , can again be clearly seen, wherein the tabletting punch 1 and the edge surface 4 can be connected to one another by the thread 7 .
11
Tablettierstempel
Tableting punches
22
Preßfläche (Prägeelement).
Press surface (stamping element).
33
Grundfläche
Floor space
44
abnehmbarer Randstreifen
removable edge strip
55
Hinterschneidung
undercut
66
Einlage
inlay
77
Oberflächenbeschichtung
surface coating
88th
Gewinde
thread
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