DE19646475A1

DE19646475A1 - Tablettierwerkzeug mit adhäsionshemmender Beschichtung

Info

Publication number: DE19646475A1
Application number: DE1996146475
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Notter; Klaus Dipl Ing Notter
Original assignee: NOTTER WERKZEUGBAU GmbH
Current assignee: NOTTER WERKZEUGBAU GmbH
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-14
Also published as: EP0841153A2; EP0841153A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Tablettierwerkzeug, insbesondere einen Tablettierstem pel oder eine Matritze, das ein Prägeelement aufweist, das mit einer zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht zumindest teilweise überzogen ist.

Bei der Herstellung von Tabletten mittels Tablettierstempeln tritt das Problem auf, daß das zu Tabletten zu pressende Rohmaterial an dem Prägeelement des Ta blettierwerkzeuges, insbesondere eines Tablettierstempels, haften bleibt, so daß nach dem Abheben des Tablettierwerkzeuges in nachteiliger Art und Weise ein Teil des Tabletten-Rohmaterials am Tablettierwerkzeug verbleibt. Dies ist insbe sondere bei für medizinische Applikationen bestimmten Tabletten von immensem Nachteil, da dann die Dosierung der Tablette nicht mehr stimmt. Außerdem kann ein am Tablettierwerkzeug verbleibendes Rohmaterialstück die Zerstörung des Werkzeuges zur Folge haben.

Zur Vermeidung des Anhaftens des Tabletten-Rohmaterials ist es bis jetzt be kannt, das Prägeelement des Tablettierwerkzeuges mit einer Hartverchromung zu überziehen. Diese Vorgehensweise besitzt den Nachteil, daß die galvanisch auf gebrachte Hartverchromung spröde ist, so daß oft Teilchen dieser Beschichtung abblättern und dann in der gepreßten Tablette zurückbleiben. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß eine derartige Verunreinigung der Tabletten, insbeson dere aus medizinisch-hygienischer Sicht, nicht akzeptabel ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Tablettierwerkzeug der eingangs ge nannten Art derart weiterzubilden,daß in einfacher Art und Weise eine adhäsi onshemmende oder zumindest adhäsionsreduzierende Beschichtung ausgebildet wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zumindest adhäsionsreduzierende Schicht aus einem Metall oder einem Element der vierten Hauptgruppe des Peri odensystems oder einer Verbindung mit metallischen Bindungscharakter oder ei ner Verbindung mit kovalentem Bindungscharakter oder aus einer Verbindung mit ionischem Bindungscharakter oder aus einer Sialon-Verbindung oder aus einem Polymer ausgebildet ist, wobei das die zumindest adhäsionsreduzierende Be schichtung des Tablettierwerkzeuges Material durch eine Kathodenzerstäubung, durch eine Ionenplattierung oder ein Aufdampfen oder ein CVD-Verfahren oder ein PVD-Verfahren oder ein PACVD-Verfahren oder galvanisch oder elektroche misch oder ein Plasmaspritzenverfahren auf den zu beschichtenden Teil des Prä geelements des Tablettierwerkzeuges aufgebracht ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Tablettierwerkzeug, insbesondere ein Tablettierstempel, geschaffen, welcher sich dadurch auszeichnet, daß ein Anhaften des Tabletten-Rohmateriales beim Prägevorgang der Tabletten am Tablettierwerkzeug verhindert oder zumindest weitgehend reduziert wird. Da die erfindungsgemäß hergestellte Beschichtung zumindest eines Teils des Prägeelements des erfindungsgemäßen Tablettier werkzeuges in vorteilhafter Art und Weise nicht spröde ist, wird ein nachteiliges Abblättern der adhäsionshemmenden oder zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht wirkungsvoll verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Tablettierwerkzeuges mit einer zu mindest adhäsionsreduzierenden Beschichtung, und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 ist ein ein Tablettierwerkzeug repräsentierender Tablettierstempel 1 dargestellt, der einen Werkzeugkörper 2 mit einem Prägeelement 3 aufweist. Der Aufbau eines derartigen Tablettierstempels 1 ist an und für sich bekannt, so daß auf eine weitere Beschreibung dieses Tablettierwerkzeuges an dieser Stelle ver zichtet werden kann. Im hier gezeigten Fall ist der beim Prägevorgang mit dem Tabletten-Rohmaterial in Berührung kommende Bereich 4 mit einer adhäsions hemmenden oder zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht 5 überzogen, wo bei bevorzugt wird, daß nicht nur die eigentliche Prägefläche 6 des Prägeelemen tes 3, sondern auch der an die Prägefläche 6 anschließende Umfangsbereich 7 des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Prägeelementes 3 mit der adhäsionshemmenden Schicht 5 überzogen ist. Insbesondere soll an dieser Stel le auch erwähnt werden, daß es für gewisse Anwendungszwecken durchaus aus reichend sein kann, wenn nur ein Teil des Prägeelements mit der vorgenannten Schicht 5 überzogen ist.

Als Material zur Herstellung der Schicht 5 eignen sich vorzugsweise Metalle oder Elemente der vierten Hauptgruppe des Periodensystemes, insbesondere Cr, Ti, Mn, Ni, Ta, Al, V, W, Co, Be, Zr, Hf, Nb, Mo, C, Si, Ge, oder Sn. Es ist aber auch möglich, Verbindungen mit metallischem Bindungscharakter, insbesondere Karbi de wie MC sowie Sekundärkarbide M₂ C, M₃C, M₆C, M₇C, M₂₃C₆ zu verwenden, wobei hier die Variable M hier ein Metall oder in eine intermetallische Metallgrup pe steht. Desweiteren ist es möglich, Nitride der Struktur MN oder Boride der Struktur MB zu verwenden, wobei die Variable M wiederum die vorgenannte Be deutung besitzt.

Desweiteren ist es möglich, die Schicht 5 aus einer Verbindung mit kovalentem Bindungscharakter, wie zum Beispiel B₄C, SiC, BN, Si₃N₄ oder MoS₂ herzustellen.

Auch ist es möglich, die Schicht 5 aus einer Verbindung mit ionischem Bindung scharakter wie zum Beispiel Al₂O₃ oder ZrO₂ oder BeO, herzustellen.

Außerdem ist es möglich, die Schicht 5 aus Sialonen, also aus SiAlON - Verbin dungen, oder aus Polymeren auszubilden.

Wichtig ist auch noch, daß diese vorgenannten Stoffe auf den zu beschichtenden Teil des Tablettierstempels 1 durch eine Kathodenzerstäubung, durch ein Ionen plattieren, durch ein Aufdampfen, durch einen CVD (Chemical Vapour Deposi tion)-Prozeß oder einen PVD (Physical Vapour Deposition)-Prozeß oder durch ein PACVD-Verfahren oder galvanisch oder elektrochemisch oder durch ein Plas maspritzverfahren aufgebracht werden. Diese Vorgangsweise garantiert, daß die Schicht 5 einen eher weichen, also nicht-spröden Charakter besitzt, wodurch ver hindert wird, daß vom Prägeelement 3 Teile der Beschichtung 5 in nachteiliger Art und Weise abblättern.

Die oben genannten Verfahren sind dem Fachmann bekannt, so daß diese hier nicht näher beschrieben werden müssen. Der Vollständigkeit der Erläuterung hal ber wird hier nur aufgeführt, daß beim PVD-Verfahren und beim Kathodenzer stäuben über dem oben aufgeführten Beschichtungsmaterial ein Plasma gezün det wird. Die Ionen dieses Plasmas werden dann auf das zu beschichtende Mate rial, also auf die zu beschichtende Fläche des Tablettierwerkzeuges 1, beschleu nigt. Beim PVD-Verfahren kann zusätzlich ein Lichtbogen auf dem zu beschich tenden Material gezündet werden. Die Ionen beziehungsweise der Lichtbogen sorgen dafür, daß die oberen Atomschichten aus dem Beschichtungsmaterial durch Impulsaustausch in den gasförmigen Zustand übergeführt werden.

Das nun im gasförmigen Zustand vorliegende Beschichtungsmaterial scheidet sich dann auf der zu beschichtenden Fläche des Tablettierwerkzeuges 1 direkt ab, oder es findet im Gasraum eine chemische Reaktion statt. Das Reaktionser gebnis scheidet sich dann auf der zu beschichtenden Fläche des Tablettierwerk zeuges 1 aus. Diese beiden oben genannten Verfahren besitzen den Vorteil, daß bei ihnen nur in eine geringe Temperaturbelastung der zu beschichtenden Ober fläche auftritt, die meistens unter 200° Celsius liegt. In vorteilhafter Weise ist es bei den beiden Verfahren somit möglich, Kaltarbeitsstähle zu beschichten, die bei Temperaturen größer als 180°-200° Celsius ihre Härte verlieren würden, wo durch dann die Funktion des eigentlichen Tablettierwerkzeugs 1 nicht mehr ge währleistet wäre.

Die oben genannten Verfahren des Aufdampfens beziehungsweise des Plas maspritzens eignen sich insbesondere bei Warmarbeitsstählen, da bei den vor genannten Verfahren das zu beschichtende Material, also das Tablettierwerkzeug 1, bei einer Temperaturhöhung in den gasförmigen Zustand übergeführt wird.

Beim CVD-Verfahren erfolgt eine chemische Reaktion im Gasraum. Zur Aktivie rung der Reaktion und zur Sicherstellung der Haftung auf dem Tablettierwerk zeug 1 werden üblicherweise Temperaturen von ca. 500°Celsius erfordert, so daß in vorteilhafter Art und Weise besonders Warmarbeitsstähle beschichtet werden können. Es ist auch möglich, durch Plasmaaktivierung (PACVD-Verfahren) und/oder Mikrowellenunterstützung die Reaktionstemperaturen unter 200°Celsi us zu bringen.

Es ist dem Fachmann bekannt, daß beim galvanischen und elektrochemischen Abscheiden der Materialien - wenn nichtleitende Beschichtungsmaterialien aufge bracht werden sollen - ein metallischer Hilfsstoff notwendig ist, der für den Ionen transport zuständig ist. Mit dem Abscheiden des Hilfsstoffs wird dann das eigent liche Beschichtungsmaterial mit eingelagert.

Die Fig. 2 ist nur ein zweites Ausführungsbeispiel des Tablettierwerkzeuges dargestellt, das als Matritze 1', insbesondere als Matritzenbohrung, ausgebildet ist. Diese weist einen Matritzenkörper 2' mit einem entsprechenden Prägeelement 3' auf, auf das eine der Schicht 5 entsprechende adhäsionshemmende oder zu mindest adhäsionsreduzierende Schicht 5' aufgebracht ist.

Claims

1. Tablettierwerkzeug, insbesondere Tablettierstempel (1) oder Matritze (1'), mit einem Prägeelement (3; 3'), das zumindest teilweise mit einer zumindest ad häsionsreduzierenden Schicht (5; 5') überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die adhäsionsreduzierenden Schicht (5; 5') aus einem Metall oder einem Element der vierten Hauptgruppe des Periodensystems oder aus einer Verbindung mit einem metallischen Bindungscharakter oder aus einer Verbindung mit kovalentem Bindungscharakter oder eine Verbindung mit ioni schem Bindungscharakter oder aus einer Sialon-Verbindung oder aus einer Polymer-Verbindung ausgebildet ist, und daß das die Schicht (5; 5') ausge bildetem Material durch eine Kathodenzerstäubung oder durch ein Ionenplat tieren oder durch ein Aufdampfen oder durch einen CVD-Prozeß oder durch einen PVD-Prozeß oder durch einen PACVD-Prozeß oder galvanisch oder elektrochemisch oder durch ein Plasmaspritzen auf das Tablettierwerkzeug (1; 1') aufgebracht ist.

2. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Her stellung der zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht (5) des Tablettier werkzeuges (1; 1') Cr, Ti, Mn, Ni, Ta, Al, V, W, Co, Be, Zr, Hf, Nb, Mo, C, Si, Ge, oder Sn verwendet ist.

3. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindung mit metallischem Bindungscharakter ein Karbid, ein Nitrid oder ein Borid ist.

4. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kar bid die Struktur MC oder die Struktur eines Sekundärkarbides wie M₂C, M₃C, M₆C, M₇C, M₂₃C₆ besitzt, wobei M ein Metall oder eine intermetallische Metall gruppe bezeichnet.

5. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrid die Struktur MN besitzt, wobei M ein Metall oder eine intermetallische Metall gruppe bezeichnet.

6. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Borid die Struktur MB besitzt, wobei M ein Metall oder eine Intermetallische Metall gruppe bezeichnet.

7. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindung mit kovalentem Bindungscharakter B₄C, SiC, BN, Si₃N₄ oder M₀S₂ ist.

8. Tablettierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindung mit ionischem Bindungscharakter Al₂O₃, ZrO₂, BeO ist.

9. Verfahren zur Beschichtung zumindest eines Teils eines Tablettierwerkzeu ges, insbesondere eines Tablettierstempels (1) oder einer Matritze (1'), bei dem zumindest ein Teil eines Prägeelementes (3; 3') des Tablettierwerkzeu ges (1; 1') zumindest teilweise mit einer zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht (5; 5') überzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der zumindest adhäsionsreduzierenden Schicht (5; 5') ein Metall oder ein Ele ment der vierten Hauptgruppe des Periodensystemes oder eine Verbindung mit einem metallischen Bindungscharakter oder eine Verbindung mit kovalen tem Bindungscharakter oder eine Verbindung mit ionischem Bindungscharak ter oder eine Sialon-Verbindung oder eine Polymer-Verbindung verwendet wird, und daß das die Schicht (5; 5') ausbildende Material durch eine Kathodenzerstäubung oder durch ein Ionenplattieren oder durch ein Auf dampfen oder durch einen CVD-Prozeß oder durch einen PVD-Prozeß oder durch einen PACVD-Prozeß oder galvanisch oder elektrochemisch oder durch ein Plasmaspritzen auf das Tablettierwerkzeug (1) aufgebracht wird.