DE1914404A1

DE1914404A1 - Verfahren zur Kennzeichnung eines Kunststoffgefaesses,Kunststoffgefaess sowie Vorrichtungen zum Anbringen und Ablesen einer Information an einem Kunststoffgefaess

Info

Publication number: DE1914404A1
Application number: DE19691914404
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1968-05-10
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1970-10-08
Also published as: DE1773404A1; FR2008247A1; CH504732A; DE1773404B2

Description

. 191U04

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR _{a HAMBUM} ,

BBIM BTROHHAUBB »4 PATENTANWALT RUF S* ·7 «S

Eppendorf Gerätebau Zu

Netheler & Hinz GmbH.

Hamburg;
Anwaltsakte: 3389

Verfahren zur Kennzeichnung eines Kunst st offgefäße s _T Kunst st offgefäß sowie Vorrichtungen zum Anbringen und Ablesen einer Information an einem Kunststoffgefäß

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung

P 17 73 4-O4-.2)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Kunststoffgefäßes_T insbesondere eines im Querschnitt runden Kunststoffgefäßes zur Verarbeitung kleiner Flüssigke itamengen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kunststoffgefäß, insbesondere aus Polypropylen, mit einer Information, die nach diesem Verfahren aufgebracht ist, wobei das Gefäß wenigstens in einem Abschnitt zylindrische oder konische Gestalt hat.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Anbringen einer Information an einem Kunst st off gefäß unter Verwendung von auf die Gefäßwand zu bewegbaren Stempeln.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ablesen einer solchen Information an einem Kunststoff-Gefäß.

Das Problem besteht darin, daß in klinisch-chemischen Iaboratorien eine notwendige Zuordnung zwischen Patienten und untersuchtem .Gut, das Analysen unterworfen wird, aufrechterhalten werden muß. In Patent

KONTiNi IMMNIIMNI. KONTO-Nm. ···· · KITIINHI HtMIUII N ·, I·»»··

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(Patentanmeldung P 17 73 404.2) wurde für kleine Reaktionsgefäße, die beispielsweise in der Mikrolitertechnik benutzt werden, vorgeschlagen, die Mantelfläche des Gefäßes in mehreren Reihen hintereinander mit Oberflächenverformungen ^u versehen, wobei die Anordnung der Verformungen eine Information wiedergibt.

Gegenüber bekannten Ausführungen können dabei Informationen auf kleinstem Raum und unverlierbar angebracht werden, die sich auch zur automatischen Ablesung eignen. Dabei wird zweckmäßig nach dem System einer Codierung gearbeitet, die die Anoder Abwesenheit einer Oberflächenverformung an für eine solche vorgesehenen Stellen in einem Kennzeichnungsfeld berücksichtigt. Eine solche Codierung kann z.B. auf binärer Basis erfolgen.

Dabei ist bereits vorgeschlagen worden, mit einer Wandstärkenschwächung zu arbeiten.

Durch die vorgeschlagene Ausführungsform wird ein Kunststoffgefäß mit wenigstens in einem Abschnitt runder Gestalt geschaffen, für das ein ,zumindest gedachtes Kennzeichnungsfeld für die Verformungsreihen hintereinander um eine Strecke kürzer als der Umfang des Gefäßes ist, wobei diese Reststrecke anders, zweckmäßig langer als der Abstand zwischen zwei Kennzeichnungsreihen bemessen ist.

Eine solche Ausführung läßt an einem zylindrischen Gefäß eine beliebige Anordnung der Kennzeichnungen ohne definierten Anschlag oder eine Markierung für den Beginn der Information zu, weil bei einem Durchlauf in einer Leseeinrichtung durch den an einer Stelle des Umfangs anderen Abstand zwischen zwei Kennzeichnungsreihen ein Signal he&leitbar ist, das den Beginn der Information anzeigt.

Zum Ablesen der Information kann gemäß dem älteren Vorschlag eine Lichtquellen- oder Potozellenanordnung verwendet werden, wobei so viele Fotozellen nebeneinander vorhanden sind

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wie Oberflächenverformungen untereinander in Reihen möglich sind. Das Gefäß ist vor der Fotozellenanordnung drehbar gelagert, wobei die Fotosellenanordnung zwischen an die Gefäßwand geführten Blenden vorgesehen und die Lichtquelle zur Ausleuchtung des abzulesenden Oberflächenabschnittes angeordnet ist. Diese Ausführung kann berührungsfrei arbeiten. Ferner ist bereits sum Ablesen der Information eine Reihenanordnung mechanischer Fühler vorgeschlagen worden, die beweglich an einem Träger neben einem Gefäßhalter angeordnet sind, der mit Antriebsmitteln zur Drehung des Gefäßes gegenüber der Fühlerreihe versehen ist, wobei jedem Fühler ein Schalter zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von dem Eintritt des Fühlers in eine Oberflächenverformung betätigbar ist. Hierbei kann die Kontur der Oberflächenverformung abgetastet werden.

Diese Mittel bzw. die Verwendung dieser Mittel werden auch für die vorliegende Erfindung einbezogen.

Die vorgeschlagene Einbringung von Oberflächenverformungen setzt einen schneideähnlichen technischen Eingriff in die Gefäßwand voraus. Dabei ergibt sich bei einem kleinen Gefäß die Notwendigkeit einer genauen Halterung, um die Oberflächenverformung an definierten Stellen und möglichst nahe aneinander anordnen su können. Solche Oberflächeneinkerbungen lassen dabei immer nur Informationselemente jeweils gleicher Größe su. Weiterhin ergibt sich dabei das Problem, insbesondere bei den sehr kleinen Kunststoffgefäßen, daß das Federungsvermögen des Gefäßes bzw. die seitliche Ausweichmöglichkeit der runden Wand des leeren Gefäßes aufgenommen werden muß.

Die Erfindung, die sich auf Kunststoffgefäße schlechthin, besonders aber auf Gefäße aus Polypropylen bezieht, geht dann weiter davon aus, daß eine unter Umständen als zweckmäßig erachtete Aufbringung irgendwelcher Markierungen, sei es mittels Lack oder Klebstoff, nicht möglich ist. Das Verfahren und das Gefäß gemäß Hauptanspruch soll aber dadurch verbessert werden, daß unter Vermeidung eines schlag-

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artigen Oberflächeneingriffes auch, insbesondere auf Kunststoffgefäße aus Polypropylen, Oberflächenauftragungen bzw. Verformungen aufgebracht werden sollen.

Diese Aufgabe wird dadurch ^elöst, daß eine an sich bekannte metallbeschichtete streifenförmige Prägefolie an den Gefäßuuifang gebracht und entsprechend einem beabsichtigten Markierungsflächenabschnitt unter Andruck flächig erhitzt und dabei die Metallbeschichtung in die Oberfläche des Gefäßes entsprechend dein erhitzten Abschnitt übertragen und eingeschmolzen wird.

Es hat sich gezeigt, daß die Metallbeschichtung unter Schmelzung Ln die Kunststoffoberflache übergeht und mit dieser durch eine Art Verschweißung verbunden wird und zuverlässig hält« Diese Anordnung einer Markierung bzw. Information hat den Vorteil, daß die Oberflächengüte des Kunststoffgefäßea beibehalten wird. Das Verfahren kann einfach durch Verwendung eafhitster Stempel durchgeführt werden, deren Druckfläche der beabsichtigten Abmessung des Markierungef läaheaabecÄjaltts entspricht. Dabei hat sieh gezeigt, daß die aufgebracht· Hits· während des Torgang·β eng in den Konturen des Stempele ver bleibt. Is erfolgt nur eine örtliche Anschmelsuag des OefäÄ-materiale.

Diese Ausführung ermöglicht, mit weniger Druck auszukommen als bei Verwendung eines neeserartigen Werkzeuges und trotzdem durch den sich ergebenden Schweißvorgang eine Oberflächenver tiefung zu erzielen. Das hat den Vorteil, daß die Eratzfestigkeit der Information erhöht wird.

Insbesondere wird aber durch die Erfindung auch eine Verbesserung der Codierungsvielfalt erzielt, weil Markierungef läch.enabschnitte verschiedener Länge in einer Reihe hintereinander. angeordnet werden können.

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Das Kunst st off gefäß ist dadurch, gekennzeichnet, daß in mehreren Reihen wenigstens ein Abschnitt angeordnet ist, in welchem eine Metallbeschichtung in die Gefäßwand eingebracht ist· Dabei sind zweckmäßig die mit der Metallbeschichtung versehenen Abschnitte vertieft.

Bs wird bevorzugt, durch das erfindungsgemäße Verfahren an den Abschnitten eine optisch reflektierende Beschichtung anzuordnen, die entsprechend den Wandteilen durchscheinend ist.

Während bei der bereits vorgeschlagenen Ausführung die Stern» pel mit Schneiden versehen sind und messerartig in die Gefäßwand eindringen, ist eine besonders bevorzugte Ausführungeform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anbringen eines Information dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel zur Führung einer an sich bekannten metallbeschichteten P?ägefolie zwischen einer Anordnung mit mehreren als HeißefceMpel aufgeführten Flachstempeln und dem Kunst et off gefäß vorgesehen β lad· Hierdurch wird eine schone&dere Behandlung der Gefäßwand erreicht. Außerdem kann die Genauigkeit der Infe»matieaeejabringung gemäß obigen Gesichtspunkten verbessert werden·

Zweckmäßig sind mehrere Heistempel in einer leine nebeneiaander mit getrennten Antriebsmitteln angeordnet, die getrennt einschaltbar sind, um wahlweise Stempel der Reihe zur Einwirkung izu bringen· Dadurch kann mit erheblicher Arbeitsgeschwindigkeit gearbeitet werden, weil sich auch benachbarte, ium Einsatz gebrachte Stempel weder unmittelbar noch mittelbar durch Reaktionskräfte in der Gefäßwand in ihrer Wirkung beeinflussen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind mehrere Helßsteepel mit verschieden großen und vorteilhaft entsprechend der Gefäßwand konkaven Kopfstücken vorgesehen.

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Die AaorcLxUHt, einer Beschichtung läßt natürlich in der oben anhand des Hauptpatents erwähnten V/eise eine optische und auch eine mechanische Abtastung zu. Beispielsweise erfaßt eine Fotozelle bei dez erfindungsgemäßen Ausführung Reflexlioht von der Markierung, so daß jegliche Einfluss« Ton Gefäßinhalt her vermieden werden, die auftreten könnten, wenn das Gefäß für eine optische Abtastung durchleuchtet würde· *

Gemäß einer besonderen Lösung sieht aber die Erfindung in eigner Vorrichtung zum Ablesen der Information eine Sond· vor, welche mit Metall versehene Abschnitte der Gefäßwand anzeigt· In einer einfachen Ausführungsform besitzt die Sonde wenigstens zwei leitende Elemente alt geringerem Abstand voneinander, als die Erstreckung der mit Metall versehenen Oberflächenabschnitte beträgt, wobei die Sonde relativ zum Gefäß beweglich vorgesehen ist und EontaktSchlüsse durch übergang der Elemente über die Abschnitt· mißt und anzeigt· Ie versteht sich, daß mehrere derartig· Sonden entsprechend mehreren Informationsreihen an einer Gefäßwand nebeneinander angeordnet sein können und gleichzeitig die Iafermationereinen abtasten können. .

Die Erfindung wird im folgenden anhand Ten Auefahrungebeiepielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Zn der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 : eine schematische Anordnung zum Aufbringen der Information,

Fig. 2 : eine Sarstellung eines gegenüber Fig. 1 abgewandeIten He ißetempeIe,

Fig. 3 '· eine Ansicht eines Gefälles,

Fig. 4· j einen Teilschnitt längs der Linie IV-IV durch Fig. 3,

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Fig. 5 ' eine schematisch dargestellte Anordnung zum Ablesen,

Fiß. 6 : eine perspektivische Teilansicht einer besonderen Anordnung von Heißetempeln zum Aufbringen der Information,

Fig.. 7 : eine schema ti is ehe Darstellung einer Anordnung für die Anateuerung einzelner Heißstempel·

Ein Gefäß 1 ist verdrehbar, beispielsweise auf Waisen 2, 3» 4, 5t gelagert. Ober dieses Gefäß wird ein Band 6 einer Prägefolie gezogen· Beispielsweise wird das Band von «ineE Torratsrolle 7 abgewickelt und, nachdem die Mötallbeachiclitux^ wenigstens stellenweise entfernt und auf das QefäS 1 übertragen ist, auf eine Rolle 3 auf gewickelte In BaaAweg angeordnete Führungsrollen 9t 10, 11₉ 12_t die sweciaiiL3i£ weitgehend το» Band umschlungen werden und sich sichren mit der Bandgeschwindigkeit drehen, können dazu Eingesogen werden ₉ um bei* spielsweise die Walzen 2 bis 5> anzutreiben und eine synchrone Oberflächengeschwindigkeit des GefaBmantels herbeizuführen.

Die Prägefolie besteht aus einem Kunststoffträger und einer aufgebrachten Hetallbeschichtung, deren Stärke etwa einige /i (mä) beträgt. Die Metallbeschichtung ist dem Gefäß 1 zugekehrt. Im Bereich der Berührung ist in einer selbst nicht dargestellten'Vorrichtung ein Heißstempel 13 in Richtung des Pfeiles 14 hin- und herbeweglich geführt,und er wird an Stellen, wo eine Übertragung der Hetallbeschichtung erwünscht ist, an das Gefäß gepreßt·

Der Heißstempel 13 ergibt in Umfangsrichtung des Gefäßes 1 einen sehr schmalen Uarkierungsflächenabschnitt. Ss kann ein

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Heißstempel 34 ^s^äß F13. 2 mit einem entsprechenden Krüm-ILUn₁JSradius der Gefäßwand konkaven Kopfstück I5 verwendet werden, um Markierungsflächenabschnitte größerer Flächenerstrekkung in Umfangsrichtung aufzubringen.

Das ist an einem Gefäß 16 gemäß Fig. J lind 4 gezeigt. Gemäß Fig. J sind drei Informationsreihen 17, 18, 19 angeordneti beispielsweise sind in dex Ioformatioaereihe 17 drei gleich.-breite Markierungsflächenabschnitte, in der Informationsreine 18 zunächst zwei schmale 20, 21 und dann ein längerer Markierungsflächenabschnitt 22 angeordnet, während in der Reihe 19 ein längerer und ein schmalerer Markierungsflächenabschnitt angeordnet ist. Xn Fig. 4, in der die Informationsreihe 18 im Schnitt gezeigt ist, ist erkennbar, daß die Fläckenabschnitte 20 bis 22 in der Mantelfläche vertieft angeordnet sind. Me Tiefe kann von der Höhe dex Temperatur der Heißstempel bzw« der Dauer ihrer Andrückung abhängen und mit diesen Xinf IuS-größen gesteuert werden·

Das Gefäß ist dadurch gek*nnaeiclU3«t₄. &*£ dl« Ma£kiexung»f3ächenabschnitte, z.B. 20 bis 22, alt Hefe*11» incbeeondez« in die Gefäßoberfläche geschmolzen» versehen sind·

In Fig. 6 ist eine besondere Anordnung von Heißstempeln zum Anbringen der Markierung dargestellt. Vor einem Gefäß 53» das in einer Trageinrichtung drehbar angeordnet ist, befindet sich ein Träger 35 mit einem Kopf 36, in welchem fünf Heißstempel 37, 38, 39, 4-0, 41 in Bichtung des Pfeiles 42 hin- und herbeweglich angeordnet sind. Die Heißstempel 37 und 40 befinden sich in der 'tfirkungsstellung. Dabei wird darauf hingewiesen, daß die Fig. 6 die Anordnung la auseiaandexgezogenen Zustand zeigt und daß die führungsmittel für die Prägefolie ausgelassen sind, wie sie beispielsweise in der Fig. 1 mit 7 bis 12 bezeichnet sind.

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Pig. 7 zeigt eine schematische Daxstellung der Antriebsmittel für die einzelnen Heißstempel 37 bis 41· Beispielsweise sind die Heißstempel auf induktivem Wege antreibb&r, und jedem Heißstempel 37 bis 41. ist eine Magnetwicklung 4-3, 44, 45, 46, 47 zugeordnet. Ih den ErregerStromkreisen sind Schalter 48, 49, 50, 51» 52 vorgesehen, die beispielsweise durch Handbetätigung, Lochkartensteuerung oder dergleichen geschlossen werden können. Ss 1st erkennbar, daß die Schalter 48 und 50 für die vorgeschobenen Heißstempel 37 und 39 geschlossen sind.

Zusätzliche Mittel wie Federn zum Zurückholen und dergleichen sind in der schematischen Darstellung nicht gezeigt. Es versteht sich, daß es auch denkbar ist, die Heißstempel unter Federwirkung vorzuschieben und durch Induktionswirkung zurückzuziehen.

Weiter wird darauf hingewiesen, daß la dem Tjäger 35 b·son dere Einrichtungen zus Irhitsung dar lelßettapel 37 bis 41 vorgesehen Bind·

Durch eine solche lösung können Reiten τοη fünf ws&lwelee anzuordnenden Markierungen hintereinander und um den Umfang des Gefäßes verteilt werden· Wenn zehn Reihen verwendet vorden, ergibt sich schon durch Eineatz nur von jeweils zwei Stempeln in dreier Reihe eine genügende Vielzahl von möglichen Markierungen, um praktisch allen Anforderungen gerecht zu werden.

Nach Fig. 5 ist beispielsweise das Gefäß 23 drehbar 'in einem Halter 24 angeordnet, auf dessen Träger 25 ein Antriebsmotor 26 mit einer Rändelscheibe 27 angebracht ist, die unter Andruck an dejn Rand 28 des Gefäßes läuft und dieses dreht· La Träger ist ein Sondenkörper 29 befestigt, der entsprechend den drei Informatiönsreihen aus Fig. 3 beispielsweise drei Paare 30, 31, 32 leitender Elemente hat, die jeweils zu einem Stromkreis gehören· Diese Sonde ist mit einem Anzeiger und

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Schreibgerät 33 verbunden, in" dem die wahrgenommenen Impulse durch Kontakt Schließung zwischen den Elementenpaaren 30 bis 32 aufgezeichnet und ausgewertet werden.

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Claims

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BEIM STKOHHAUSE 3* ■PATENTANWALT RUF a* 67 43

Eppendorf Gerätebau
Netheler ft Hinz GmbH,

Anwaltsakte: 3389

Schutzansprüche

Verfahren zur Kennzeichnung eines Kunststoffgefäßes, insbesondere eines im Querschnitt runden Kunststoffgefäßes, zur Verarbeitung kleiner Flüsaigkeitsmengen, bei welchem gemäß Patent , Patentanmeldung P 17 73 404.2 die Mantelfläche des Gefäßes in mehreren Reihen hintereinander mit Oberflächenverformungen versehen wird, wobei die Anordnung der Verformung eine Information wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte metallbeschichtete streifenförmige Prägefolie an den Gefäßumfang gebracht und entsprechend einem beabsichtigten Harkierungsflächenabschnitt unter Andruck flächig erhitzt und dabei die Metallbeschichtung in die Oberfläche des Gefäßes entsprechend dem erhitzten Abschnitt übertragen und eingeschmolzen wird.

Kunststoffgefäß aus Polypropylen mit einer Information, aufgebracht durch das Verfahren des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Reihen (17 bis 19) wenigstens ein Abschnitt (20 bis 22) angeordnet ist, in welchem eine iletallbeschichtung in die Gefäßwand eingebracht ist.

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KONTlN. Sl[SIINU BAVK KONTO-NU. 0599 ■ POSTSCHECK HAMiUSC NR. 1937

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19H4CK

3. Kunststoffgefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Metallbeschichtung versehenen Abschnitte (20 bis 22) vertieft sind.

4. Kunst st off gefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, , daß an den Abschnitten eine optisch reflektierende Beschichtung (20 bis 22) angeordnet ist, die entsprechend den Wandteilen durchscheinend ist.

5. Kunst st off gefäß nach Anspruch 2 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abschnitte (20 bis 22) in verschiedener Länge in Umfangsrichtung in einer oder mehreren leihen (17 bis 19) angeordnet βiod.

6. Vorrichtung zum Anbringen einer Xziforsatien an einem Kunst st off gefäß nach einem der Ansprüche 2 bis 5 t unter Verwendung von auf die G#fäBw&ad.zu bewegbaren Stempeln, dadurch gekennzeichnet, daß Tührungsaittel (7 bis 12) zur Führung einer an sich bekannten metallbeschichteten Irägefolie (6) zwischen tiner Anordnung alt mehreren als Heißstempel (13, 54, 37-41) ausgeführten Ylachstempeln und dem Kunststoffgefaß (1, 53) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heißstempel (37-4*0 ia einer Beine nebeneinander mit getrennten Antriebsmitteln (43-47) angeordnet sind, die getrennt einschaltbar sind, um wahlweise Stempel der Reihe zur Einwirkung zu bringen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6j dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heißetempel (34) mit verschieden groBea und vorteilhaft entsprechend der Gefäßwand konkaven Kopfstücken vorgesehen sind.

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9. Vorrichtung zum Ablesen einer Information an einem Kunststoffgefäß nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sonde (29) vorgesehen ist, welche mit Metall versehene Abschnitte der Gefäßwand anzeigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde wenigstens zwei leitende Elemente (30 bis 32) mit geringerem Abstand voneinander aufweist, als die Erstreckung (20 bis 22) der mit Metall versehenen Oberflächenabschnitte beträgt, und daß diese Sonde relativ zum Gefäß (24) beweglich vorgesehen ist-und KontaktSchlüsse durch tibergang der Elemente über .die Abschnitte mißt und anzeigt·

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