DE19837763A1 - Verfahren zur Herstellung von Heißsiegel-Verpackungen und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Heißsiegel-Verpackungen und ein Werkzeug zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Heißsiegel-Verpackungen, insbesondere für transdermale therapeutische Systeme, bei dem zwei Lagen von aus mehreren Schichten bestehenden Endlos-Verpackungsmaterials an vorbestimmten linienförmigen Bereichen und einander zugekehrten Kunststoffschichten miteinander verschweißt werden. Das Verpackungsmaterial wird dazu durch ein (oder zwei) Siegelwerkzeug(e) mit Druck und Temperatur beaufschlagt. Zur Verbesserung der Qualität der Schweißnähte bei unveränderter Taktzahl werden erfindungsgemäß die Siegelzeit verdoppelt und die Temperatur der (des) Siegelwerkzeuge(s) (1, 2) herabgesetzt, so daß die im Verpackungsmaterial (3, 4) erreichte Temperatur erheblich reduziert ist und nur noch wenig über der Schmelztemperatur des eingesetzten Kunststoffes liegt. Es wird ein Beispiel für ein Siegelwerkzeug (1, 2) angegeben (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Heißsiegel-Verpackungen durch Schweißen, insbesondere für
transdermale therapeutische Systeme (TTS), und ein Werkzeug
zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Herstellung von Heißsiegel-Verpackungen für TTS werden
in bekannter Weise zwei Lagen von Verpackungsverbundwerk
stoffen, die jeweils aus mehreren Schichten bestehen, bei
spielsweise aus jeweils einer Schicht Papier, Aluminium und
schweißfähigem Kunststoff, wie HDPE (high density polyethy
lene), Barex (PAN, Polyacrylnitril) oder Surlyn (Ethylenco
polymer), mit ihrer Kunststoffschicht aufeinanderliegend,
an vorbestimmten Kanten und/oder Linien durch einen erhitz
ten Siegelstempel miteinander verbunden. Der Siegelstempel
wird dazu auf die zu verbindenden Lagen gedrückt und diese
soweit erhitzt, daß sie unter diesem Stempel die Schmelz
temperatur der Kunststoffschichten überschreiten, die da
durch schmelzen und eine stoffschlüssige Verbindung mitein
ander eingehen. Dieses Verfahren ist auch mit gegenüberlie
gend angeordneten erhitzten Siegelstempeln durchführbar,
die die gleiche oder auch eine unterschiedliche Temperatur
aufweisen können, so daß die Durchwärmung der aufeinander
liegenden Lagen beschleunigt wird. Beispielsweise können
die Temperaturen zweier Siegelstempel bei einem Verpac
kungsverbundstoff mit einer Kunststoffschicht aus Barex mit
einem Schmelzpunkt von 177°C jeweils 200°C und bei einem
Verpackungsverbundstoff mit einer Kunststoffschicht aus
HDPE mit einem Schmelzpunkt von 138°C an einem Siegelstem
pel 200°C und an dem anderen 70°C betragen.
Bei diesem Schweißverfahren kann es bei der gegenüber der
Schmelztemperatur erheblich höheren Siegelwerkzeugtempera
tur zu Blasenbildung durch verdampfende Feuchtigkeit im
Bereich der Schweißzone (Barex) oder auch zum Verquetschen
des geschmolzenen Kunststoffes (HDPE) infolge des erforder
lichen, jedoch zu hohen Druckes des Siegelwerkzeuges und
auch zur Beschädigung des Verpackungsmaterial kommen, wo
durch fehlerhafte und unvollständige Schweißnähte entste
hen.
Eine Verbesserung der Qualität der Schweißnähte kann durch
eine Senkung der Siegelwerkzeugtemperaturen und des Siegel
werkzeugdruckes bei Erhöhung der Siegelzeit - der Verweil
zeit des Siegelwerkzeuges auf dem Verpackungsmaterial - er
reicht werden.
Damit wäre jedoch auch eine Verringerung der Taktzahl der
Schweißmaschine verbunden, die zu einer unerwünschten Ver
ringerung des Ausstoßes an Heißsiegel-Verpackungen führen
würde.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Schweißverfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem bei
gleichbleibender Taktzahl der Schweißmaschine die Qualität
der Schweißnähte verbessert wird, und ein Siegelwerkzeug
zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale und
mit einem Siegelwerkzeug nach Anspruch 4 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Erhöhung, das heißt
durch den Takt bedingt eine Vervielfachung der Siegelzeit
vor. Im folgenden wird aus Gründen der Vereinfachung von
dem Sonderfall der "Verdoppelung" gesprochen.
Der Begriff "Verdoppelung" umfaßt im Sinne der Erfindung
auch andere Vielfache.
Danach werden bei einem bekannten Verfahren, bei dem zwei
Lagen von aus mehreren Schichten bestehenden Endlos-
Verpackungsmaterial, die jeweils eine schweißbare Kunst
stoffschicht aufweisen und mit diesen aneinanderliegen und
in einem vorbestimmten Takt durch eine Siegelstation trans
portiert und dort zur Herstellung einer Schweißverbindung
entlang vorbestimmter Linien durch ein an einer Lage oder
durch ein an beiden Lagen angreifendes Siegelwerkzeug wäh
rend einer Siegelzeit mit Druck und einer Temperatur ober
halb der Schmelztemperatur des Kunststoffes beaufschlagt
werden, erfindungsgemäß die Siegelzeit verdoppelt, ohne daß
der Takt und der Ausstoß verändert werden, und die Tempera
tur des Siegelwerkzeuges gesenkt, derart, daß die im Ver
packungsmaterial erreichte Temperatur erheblich reduziert
wird und nur noch wenig über der Schmelztemperatur der
Kunststoffschicht liegt.
Damit wird eine Blasenbildung durch verdampfende Feuchtig
keit im Bereich der Schweißzone weitestgehend verhindert
und somit die Qualität der Schweißnähte erheblich verbes
sert.
Parallel dazu kann auch der Druck des Siegelwerkzeuges ge
senkt werden, wodurch ein Verquetschen geschmolzenen Kunst
stoffs und auch eine Beschädigung des Verpackungsmaterials
unterbunden wird.
Das Verpackungsmaterial kann zur Vervielfachung, insbeson
dere Verdoppelung der Siegelzeit nach einer ersten Druck-
und Temperaturbeaufschlagung entlang den vorbestimmten Li
nien im Takt vorgeschoben und während der Zeit, in der die
nachfolgende Siegelbeutel-Verpackung zum ersten Mal druck-
und temperaturbeaufschlagt wird, ein zweites Mal oder wei
tere Male mit der gleichen Zeit druck- und temperaturbeauf
schlagt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Siegelwerkzeug ge
schaffen worden, das in Vorschubrichtung hintereinander
mehrfach, vorzugsweise zweimal die gleiche, den vorbestimm
ten Schweißverbindungslinien entsprechende Kontaktflächen
struktur zum Aufsetzen auf das Verpackungsmaterial zur
Übertragung von Druck und Temperatur aufweist. Die Länge
einer Kontaktflächenstruktur in Vorschubrichtung entspricht
daher dem Taktvorschub, so daß das durch das Siegelwerkzeug
mit der ersten Kontaktflächenstruktur beaufschlagte Verpac
kungsmaterial sofort nach dem Taktvorschub - und damit im
wesentlichen ohne Zeitunterbrechung und Abkühlung - ein
zweites Mal oder weitere Male an denselben Stellen tempera
tur- und druckbeaufschlagt wird, was eine Vervielfachung,
insbesondere eine Verdoppelung der Siegelzeit bedeutet.
Daher kann dieses Siegelwerkzeug mit einem zweiten Siegel
werkzeug mit der gleichen Kontaktflächenstruktur zusammen
wirken, das auf der dem ersten Siegelwerkzeug abgewandten
Seite des Verpackungsmaterials angeordnet oder ausgebildet
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spieles erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
schematisch:
Fig. 1: eine Seitenansicht einer Siegelstation,
Fig. 2: eine Unteransicht eines Siegelstempels mit
einer Kontaktflächenstruktur,
Fig. 3a und 3b: das Vorschubschema des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
Fig. 4: den Querschnitt durch eine Schweißverbin
dung.
In Fig. 1 ist eine Siegelstation dargestellt, die zwei Sie
gelstempel 1 und 2 aufweist, zwischen denen zwei Sahnen 3
und 4 Endlos-Verpackungsmaterial mit zwischen diesen im re
gelmäßigen Abstand und im Abstand von den Bahnkanten lose
eingelegten transdermalen therapeutischen Systemen (TTS) 5
zur Bildung von Siegelbeutel-Verpackungen für diese im Takt
hindurchgeführt werden. Die Siegelstempel 1 und 2 sind be
heizt (nicht dargestellt) und werden in einer Vorschubpause
gegeneinandergedrückt.
Das Verpackungsmaterial ist aus einer Schicht aus Papier 6,
einer Aluminiumschicht 7 und einer Schicht 8 aus einem
schweißbaren Kunststoff gebildet, wobei die beiden Bahnen 3
und 4 mit den Kunststoffschichten den TTS 5 und einander
zugewandt angeordnet sind (auch Fig. 4).
Fig. 2 zeigt die dem Verpackungsmaterial zugewandte Seite
der Siegelstempel 1 und 2 mit den jeweils an diesen ausge
bildeten Kontaktflächen 9. Zur Oberflächenvergrößerung kön
nen diese kreuzgeriffelt sein. Beim Auseinanderdrücken der
beiden Siegelstempel 1 und 2 werden zwischen den Kontakt
flächen Hohlräume gebildet, in denen jeweils die Bereiche
mit den zu verpackenden TTS 5 in einer Vorschubpause zur
Anordnung gelangen.
Das Verpackungsmaterial (3, 4) mit den eingelagerten TTS 5
wird zur Herstellung von verschlossenen Siegelbeutelverpac
kungen im Takt durch die Siegelstation transportiert. Wäh
rend einer Vorschubpause werden die beiden Siegelstempel 1
und 2 gegeneinandergedrückt. Deren Temperatur wird in Ab
hängigkeit von der Schmelztemperatur des im Verpackungsma
terial eingesetzten Kunststoffes gewählt und kann, wie die
nachfolgenden Beispiele zeigen, auch unterschiedlich sein.
Durch die Temperaturbeaufschlagung durch die Siegelstempel
1 und 2 und die erfolgte Wärmeübertragung bis in die Kunst
stoffschichten hinein wird der Kunststoff geschmolzen und
eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Kunststoff
schichten hergestellt. Da die an den Kunststoffschichten
erreichte Temperatur infolge der Temperatur an den Siegel
werkzeugen 1 und 2 nur noch wenig über der Schmelztempera
tur des Kunststoffs liegt, ist die Schweißverbindung
schwach und gegebenenfalls fehlerhaft. Um die Schweißver
bindung fest und fehlerfrei zu machen, wird nun die Siegel
zeit verdoppelt, indem die noch erhitzten Schweißstellen
unmittelbar nach dem nächsten Takt erneut mit Druck und der
gleichen Temperatur und für die gleiche Zeitdauer beauf
schlagt werden.
Die Fig. 3a und 3b verdeutlichen das Verfahren. In der Sie
gelposition nach Fig. 3a befindet sich die herzustellende
Siegelbeutel-Verpackung I, bezogen auf die Vorschubrich
tung, in der hinteren Position zwischen den Siegelstempeln
1 und 2. Deren vorderer Siegelrand ist gestrichelt darge
stellt. Nach Ablauf der Vorschubpause, die im wesentlichen
mit der Siegelzeit gleichzusetzen ist, wird das Verpac
kungsmaterial (3, 4) vorgeschoben, und die herzustellende
Siegelbeutel-Verpackung I gelangt in die vordere Position
und wird dort erneut mit der gleichen Temperatur und dem
gleichen Druck durch die gleichen Siegelstempel beauf
schlagt. Die Siegelbeutelverpackung 0 ist nur einmal tempe
raturbeaufschlagt worden und wird verworfen. Die herzustel
lende Siegelbeutel-Verpackung II folgt der ersten (I) und
wird ebenfalls zweimal unmittelbar hintereinander beauf
schlagt, was eine Verdoppelung der Siegelzeit bedeutet.
Die Taktzeit bleibt dabei gleich.
Die folgenden zwei Beispiele zeigen, wie die Temperaturen
der Siegelwerkzeuge 1 und 2 gegenüber dem Stand der Technik
mit nur einem Siegelvorgang gesenkt wurde:
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Heißsiegel-Verpackungen,
insbesondere für transdermale therapeutische Systeme, bei
dem zwei Lagen von aus mehreren Schichten bestehendem End
los-Verpackungsmaterial, mit jeweils einer schweißbaren
Kunststoffschicht aneinanderliegend, in einem vorbestimmten
Takt durch eine Siegelstation transportiert und dort zur
Herstellung einer Schweißverbindung entlang vorbestimmter
Linien durch ein an einer Lage oder durch ein an beiden La
gen angreifendes Siegelwerkzeug während einer Siegelzeit
mit Druck und einer Temperatur oberhalb der Schmelztempera
tur des Kunststoffes beaufschlagt werden, dadurch eekenn
zeichnet, daß die Siegelzeit bei gleichbleibendem Takt ver
vielfacht, insbesondere verdoppelt, und daß die Temperatur
des (der) Siegelwerkzeuges(e) (1, 2) so gesenkt ist, daß
die im Verpackungsmaterial (3, 4) erreichte Temperatur er
heblich reduziert ist und nur noch wenig über der Schmelz
temperatur der Kunststoffschicht (8) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
auch der Siegeldruck reduziert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verpackungsmaterial (3, 4) nach einer ersten Druck- und
Temperaturbeaufschlagung an den vorbestimmten Linien im
Takt vorgeschoben und ein zweites Mal oder weitere Male an
diesen Linien mit der gleichen Siegelzeit druck- und tempe
raturbeaufschlagt wird.
4. Siegelwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses in Vorschubrichtung hintereinander zweimal oder
mehrfach die gleiche, den vorbestimmten Schweißverbindungs
linien entsprechende Kontaktflächenstruktur zur Übertragung
von Temperatur und Druck auf das Verpackungsmaterial (3, 4)
aufweist, wobei die Länge einer Kontaktflächenstruktur in
Vorschubrichtung dem Taktvorschub entspricht.
5. Siegelwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß dieses mit einem weiteren Siegelwerkzeug (2) mit
der gleichen Kontaktflächenstruktur zusammenwirkt, und daß
dieses (2) auf der dem ersten Siegelwerkzeug (1) abgewand
ten Seite des Verpackungsmaterial (3, 4) angeordnet oder
ausgebildet ist.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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