DE4334751A1 - Verfahren zur Gebrauchsbeschriftung von Kunststoffteilen von Laborgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gebrauchsbeschrif­ tung von Kunststoffteilen von Laborgeräten, insbesondere von Dosiergeräten, Dispensern, Mikro-Liter-Handpipetten, Kolben­ hub-Pipetten und Flaschenaufsatz-Dispensern, wobei als Kunst­ stoffe insbesondere Polyolefine wie Polypropylen und Poly­ äthylen verwendet werden.

Laborgeräte, insbesondere die eingangs genannten Geräte kom­ men häufig mit aggressivsten Medien unterschiedlicher Visko­ sität und Dichte wie z. B. Säuren, Laugen, Chemikalien, Kleb­ stoffe, Reagenzien, Diagnostika, Aromen, Essenzen, Gifte, Farbstoffe, etc. zusammen, so daß eine besondere Werkstoff­ auswahl notwendig ist. Als besonders geeignete Kunststoffe haben sich Polypropylen und Polyäthylen erwiesen. Diese las­ sen sich jedoch nur schlecht beschriften. Um einen einigerma­ ßen guten Gebrauchs-Kontrast und eine gute Ablesbarkeit zu erhalten, erfolgte die Beschriftung bisher im Siebdruck und Tampondruck.

Wenn man die Oberflächen der aus Polyolefinen gefertigten Gegenstände bedrucken will, so muß man diese durch Oxidation in der Flamme oder durch Bestrahlen haftfähig machen. Trotz dieser Maßnahmen muß die Farbhaftung auf Polyolefinen als ausgesprochen schlecht angesehen werden, insbesondere wenn die entsprechenden Gegenstände anschließend chemischen, ther­ mischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah­ ren zur Gebrauchsbeschriftung von Kunststoffteilen der ein­ gangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem die Beschriftung oder Skalierung auf den Kunststoffteilen von Laborgeräten in einfacher und sicherer Weise derart aufge­ bracht wird, daß die fertige Beschriftung gegen chemische, thermische und mechanische Beanspruchungen resistent ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Kunststoff bei seiner Herstellung und/oder bei seiner Weiter­ verarbeitung als Zuschlagstoffe Farbpigmente und Mineralstof­ fe beigemengt werden, die auf den jeweiligen Kunststoff so abzustimmen sind, daß sie bei einer Beaufschlagung des Kunst­ stoffes mit Laserlicht an den beaufschlagten Stellen einen kontrastreichen Farbumschlag bewirken, und daß danach mittels herkömmlicher Laser einen Beschriftung der entsprechenden Kunststoffteile der Laborgeräte erfolgt. In dieser Weise angebrachte Beschriftungen und Skalierungen sind chemisch beständig, mechanisch abriebfest und gegenüber thermischen Einflüssen resistent.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Kunststoff erfindungsgemäß 2-3% Mineralstoffe beigemengt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteil­ haft mit einem Ultraviolett-Laser, insbesondere einem Exci­ mer-Laser, durchführen. Damit lassen sich Beschriftungen und Skalierungen erhalten, die absolut unterhalb der Kunststoff­ oberfläche liegen und daher weder fühlbar sind, noch mit herkömmlichen Methoden entfernt werden können.

Für bestimmte Anwendungsbereiche haben sich auch Infrarot- Laser, insbesondere YAG- und CO₂-Laser, als äußerst vorteil­ haft erwiesen. Die hiermit erstellten Beschriftungen und Skalierungen können gleichzeitig unterhalb und oberhalb der zu markierenden Kunststoffoberfläche liegen. Diese sind nicht nur sehr gut lesbar und weisen alle Vorteile der Excimer- Laser-Beschriftungen auf, sondern haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie wegen der oberhalb der zu markierenden Kunststoffoberfläche liegenden Teile auch von Blinden präzise gelesen werden können.

Alle Laser-Beschriftungen lassen sich sehr genau im Bereich von 0,002 mm plazieren. Dieses ist insbesondere für Präzi­ sions-Skalierungen äußerst vorteilhaft.

Wenn die Beschriftungen und Skalierungen bereits im Laser- Programm programmiert sind, können sie fehlerfrei und mit absoluter Wiederholgenauigkeit auf die zu markierende Ober­ fläche übertragen werden. Die Beschriftungen und Skalierungen lassen sich folglich in kürzester Zeit mit absoluter Genau­ igkeit und der erforderlichen Wiederholgenauigkeit erstellen.

Die Erfindung betrifft auch Laborgeräte mit Teilen aus Kunststoff, insbesondere Dosiergeräte, Dispenser, Mikro-Li­ ter-Handpipetten, Kolbenhub-Pipetten und Flaschenaufsatz- Dispenser, wobei der Kunststoff ein Polyolefin, insbesondere Polypropylen und Polyäthylen ist.

Um die Nachteile der bekannten Beschriftungsarten wie Sieb­ druck und Tampondruck bei diesen Geräten zu überwinden, wird in Übereinstimmung mit der oben geschilderten Aufgabe das Wesen der vorliegenden Erfindung darin gesehen, daß dem Kunststoff als Zuschlagstoffe in Abhängigkeit von dem jewei­ ligen Kunststoff Farbpigmente und Mineralstoffe beigemengt sind, die bei einer Beaufschlagung des Kunststoffes mit La­ serlicht an den beaufschlagten Stellen einen Farbumschlag bewirken. Vorteilhafterweise enthält der Kunststoff dabei einen Mineralstoffanteil von 2 bis 3%.

Im Kunststoffbereich ist es bereits bekannt, Seriennummern etc. für Erinnerungsangaben mittels Laser anzubringen. Für eine Gebrauchsbeschriftung bei den gattungsgemäßen Laborgerä­ ten, die zu deren Handhabung benötigt werden, wie bspw. Ska­ lierungen, werden die Beschriftungen bisher ausschließlich im Siebdruck und Tampondruck erstellt, um den erforderlichen Gebrauchs-Kontrast und eine gute Ablesbarkeit zu erhalten. Für die Laborgeräte werden wegen ihrer chemischen Beständig­ keit überwiegend Polyolefine eingesetzt. Diese haben jedoch erhebliche Nachteile in bezug auf eine Farbhaftung, und zwar sowohl bei der Bedruckung der aus Polyolefinen hergestellten Geräte, als auch bezüglich der anschließenden chemischen, thermischen und mechanischen Festigkeit und Beanspruchung der Bedruckung.

Durch die erfindungsgemäßen Zuschlagstoffe ergibt sich bei der Beaufschlagung mit Laserlicht ein kontrastreicher Farb­ umschlag in die Farben grau bis schwarz oder grau bis weiß. Mit Excimer-Lasern wird dabei eine Beschriftung erzeugt, welche vollständig unterhalb der Oberfläche erzeugt wird, so daß diese Beschriftung nur sichtbar ist. Mit CO₂-Lasern und mit YAG-Lasern wird eine Beschriftung erzeugt, die bis zu 0,2 mm erhaben und bis zu 0,2 mm vertieft in bezug auf die Kunststoffoberfläche ist. Diese Beschriftung ist sowohl sichtbar als auch fühlbar. Aufgrund der vorliegenden Erfin­ dung können in der Beschriftungsart alle vorkommenden Zeichen und Schriftformen sowohl über EDV-Programme als auch über entsprechende Filmvorlagen erstellt und plaziert werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in Kombination den Gegenstand der Erfindung, un­ abhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf einen Flaschenaufsatz-Dispenser mit einer auf einer Skalenstange aufgebrachten erfindungsgemäßen Beschriftung (Skalierung),

Fig. 2 in teilweise geschnittener Darstellung eine per­ spektivische Ansicht auf den Abschnitt einer Ska­ lenstange, wie sie mit dem in Fig. 1 dargestellten Flaschenaufsatz-Dispenser verwendet wird,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß be­ schrifteten Skalenstangenabschnittes und

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende noch weitere Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäß beschrifteten Ska­ lenstangenabschnittes.

Der in Fig. 1 dargestellte Flaschenaufsatz-Dispenser 1 be­ steht im wesentlichen aus einem Dosierkolben 2, der in einem Dosierzylinder 3 geführt ist, der wiederum mit einem Ventil­ block 4 verbunden ist. Der Ventilblock 4 weist ein nicht näher dargestelltes Ventilsystem auf, das aus einem Einlaß- bzw. Ansaugventil und einem Auslaßventil besteht und einen Aufbau aufweisen kann, wie er in der DE-PS 26 47 206 be­ schrieben ist. Der Ventilblock 4 ist auf einen als Flasche gezeigten Vorratsbehälter 5 aufgesetzt und weist einen Aus­ gießer in Form eines Ausstoßkanülensets 6 auf, durch den die dosierte Flüssigkeit in einen nicht dargestellten Auffangbe­ hälter geleitet wird.

Der Dosierkolben 2 ist über eine Schutzkappe 7 fest mit einer Skalenstange 8 verbunden, die außerhalb des Dosierzylinders 3 geführt ist. Am oberen Ende 9 des Dosierzylinders 3 ist ein fester Anschlag 10 angeordnet. An diesen kommt ein verstell­ barer Anschlag 11 zur Anlage, der auf der Skalenstange 8 verschiebbar geführt ist.

Der verstellbare Anschlag 11 weist eine Schnellverstellein­ richtung 12 und eine Feinverstelleinrichtung 13 auf. Die Feinverstelleinrichtung 13 wird durch eine Justiermutter 14 gebildet, die in Form einer kegelstumpfförmigen Kappe ausge­ bildet ist und deren als Anschlagfläche dienende obere Fläche eine kreisrunde Durchtrittsöffnung für die Skalenstange 8 aufweist. Um die auf der Skalenstange angebrachte Skala 15 besser ablesen zu können, weist die kreisrunde Durchtritts­ öffnung eine umlaufende Abschlußkante 16 auf. Die mittels eines Lasers erfolgte Skalierung auf der Skalenstange ist bis auf 0,002 mm genau plaziert.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Schnittdarstellungen erfin­ dungsgemäß beschrifteter Skalenstangenabschnitte 8 veran­ schaulichen das Beschriftungsergebnis aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Laser.

In Fig. 2 erfolgte die Beschriftung mittels eines Excimer- Lasers im Ultraviolett-Bereich mit λ < 400 nm. Die mittels des Laserstrahls 17 angebrachte Beschriftung 18 liegt dabei vollständig unterhalb der Kunststoffoberfläche 19. Damit ist die Oberfläche der Skalenstange 8 trotz der Skalierung völlig glatt, so daß der verstellbare Anschlag 11 problemlos auf der Skalenstange 8 entlanggleiten kann. Da die Beschriftung 18 nicht nur abriebfest, sondern auch gegen chemische und thermische Einflüsse resistent ist, ist gewährleistet, daß die Skala während der gesamten Lebensdauer des Flaschenauf­ satz-Dispensers immer gut sichtbar bleibt.

Die Beschriftungen gemäß den Fig. 3 und 4 sind mit YAG- oder CO₂-Lasern im Infrarotbereich mit λ < 750 nm erstellt. Die Be­ schriftung 18 in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist um etwa 0,2 mm erhaben, während die Beschriftung 18 in der Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 4 bis zu etwa 0,2 mm vertieft ist. In beiden Fällen kann damit die Skalierung auch erfühlt werden, was insbesondere für Blinde oder bei schlechten Beleuchtungs­ verhältnissen von Vorteil ist. Die vertiefte Ausführungsform gemäß Fig. 4 hat gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 3 den Vorteil, daß die Beschriftung 18 die Bewegung des ver­ stellbaren Anschlages 11 nicht behindert.

Bezugszeichenliste

1 Flaschenaufsatz-Dispenser
2 Dosierkolben
3 Dosierzylinder
4 Ventilblock
5 Vorratsbehälter
6 Ausstoßkanülenset
7 Schutzkappe
8 Skalenstange
9 oberes Ende von 3
10 Anschlag
11 verstellbarer Anschlag
12 Schnellverstelleinrichtung
13 Feinverstelleinrichtung
14 Justiermutter
15 Skala
16 Abschlußkante
17 Laserstrahl
18 Beschriftung
19 Kunststoffoberfläche

Claims (6)

1. Verfahren zur Gebrauchsbeschriftung von Kunststoffteilen von Laborgeräten, insbesondere von Dosiergeräten, Dispensern, Mikro-Liter-Handpipetten, Kolbenhub-Pipetten und Flaschenauf­ satz-Dispensern, wobei als Kunststoffe insbesondere Polyole­ fine wie Polypropylen und Polyäthylen verwendet werden, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Kunststoff bei seiner Herstel­ lung und/oder bei seiner Weiterverarbeitung als Zuschlagstof­ fe Farbpigmente und Mineralstoffe beigemengt werden, die auf den jeweiligen Kunststoff so abgestimmt sind, daß sie bei einer Beaufschlagung des Kunststoffes mit Laserlicht an den beaufschlagten Stellen einen kontrastreichen Farbumschlag bewirken, und daß danach mittels herkömmlicher Laser eine Beschriftung der entsprechenden Kunststoffteile der Laborge­ räte erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoff 2 bis 3% Mineralstoffe beigemengt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laser Ultraviolett-Laser, insbesondere Excimer-Laser, verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laser Infrarot-Laser, insbesondere YAG- und CO₂-Laser, verwendet werden.

5. Laborgeräte mit Kunststoffteilen, insbesondere Dosierge­ räte, Dispenser, Mikro-Liter-Handpipetten, Kolbenhub-Pipetten und Flaschenaufsatz-Dispenser, bei denen der Kunststoff ein Polyolefin, insbesondere Polypropylen und Polyäthylen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoff als Zuschlagstoffe in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kunststoff Farbpigmente und Mineralstoffe beigemengt sind, die bei einer Beaufschla­ gung des Kunststoffes mit Laserlicht an den beaufschlagten Stellen einen Farbumschlag bewirken.

6. Laborgeräte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff einen Mineralstoffanteil von 2 bis 3% enthält.