DE69317029T2 - Verfahren zum Einschweissen rohrförmiger Einsätze in Beutel - Google Patents

Verfahren zum Einschweissen rohrförmiger Einsätze in Beutel

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Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Befestigung von Anschlußröhrchen an flexiblen Folien, die für die Verpackung medizinischer Lösungen geeignet sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Befestigung von Anschlußröhrchen an flexiblen Folien in der Form von Beuteln, welche ihre Durchsichtigkeit nach dem Füllen und der Heißsterilisation darin enthaltener medizinischer Lösungen beibehalten.
    • 2. Beschreibung der naheliegenden Technik
  • Gegenwärtig ist es allgemein übliche medizinische Praxis, solche Flüssigkeiten, wie beispielsweise medizinische Lösungen für eine parenterale Verabreichung in wegwerfbaren, flexiblen Beuteln zu liefern. Diese Beutel sollten durch Zusammenklappbarkeit, Durchsichtigkeit und angemessene mechanische Festigkeit gekennzeichnet sein. Sie müssen auch in der Lage sein, die verhältnismäßig hohen Temperaturen auszuhalten, welche für eine Heißsterilisation ihres Inhaltes, beispielsweise in einem Autoklaven, notwendig sind, auszuhalten. Typischerweise werden medizinische Lösungen und dergleichen bei ungefähr 123 ºC (253 ºF) über einen Zeitraum von 15 bis 30 Minuten im Autoklaven erhitzt.
  • Üblicherweise werden solche flexiblen Beutel aus einem hocher weichten Polyvinylchlorid hergestellt. Während es die vorstehend erwähnten Erfordernisse erfüllt, kann Polyvinylchlorid wegen der Möglichkeit einer Wanderung des Weichmachers aus dem Polyvinylchlorid in die medizinische Lösung oder den anderen Inhalt des Beuteis einige unerwünschte Eigenschaften für eine Verwendung als Beutel für medizinische Lösungen haben, so daß die Lösung durch möglicherweise toxisches Material verunreinigt werden kann. Eine Frage ist auch in der Hinsicht entstanden, ob PVC in angemessener Weise chemisch neutral gegenüber medizinischen Lösungen ist. Es hat sich auch herausgestellt, daß Polyvinylchlorid bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen spröde wird.
  • Bei diesen flexiblen Beuteln ist es wünschenswert, eine Einrichtung für einen Zugriff zu dem Behältnis (im Nachstehenden "Anschlüsse") aufzunehmen. Anschlüsse sorgen für eine Möglichkeit zur Herstellung einer Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Behältnis und der äußeren Umgebung.
  • Flexible Beutel mit Anschlüssen können durch Form-, Füll- und Verschweiß-Verpackungsmaschinen hergestellt werden. Form-, Füll- und Verschweiß-Verpackungsmaschinen sorgen für eine Vorrichtung für die Bildung einer Folienbahn zu einem flexiblen Behältnis, in welchem ein gewünschtes Erzeugnis untergebracht wird. Typischerweise besitzen diese Maschinen einen Formkörper oder Dorn, ein Füllrohr und Heißverschweißeinrichtungen. Der Formkörper oder Dorn formt oder faltet eine Folienbahn zu einer röhrenförmigen Form um ein Füll-Folienrohr herum. Das Folienrohr wird benutzt, um das zu verpackende Material in die röhrenförinige Folienbahn hinein abzugeben. Bei diesen typischen Form-, Füll- und Verschweiß-Verpackungsmaschinen werden Anschlüsse mit einem Impuls-Heißverschweißsystem angebracht. Eine Vorrichtung dieses Typs wird zum Beispiel in US-A-4,779,397 offenbart. Eine andere Form dieses Vorrichtungstyps wird in US-A-4,695,337 offenbart. Eine vertikale Form-, Füll- und Verschweiß-Verpackungsvorrichtung für die Herstellung von Dreiseiten-Rippenbeuteln wird in US-A-4,947,621 offenbart.
  • Anschlüsse, die für ein Verschweißen direkt mit einer Folienbahn in einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben geeignet sind, sind beispielsweise jene, die in US-A-4,445,550 und US-A- 5,110,041 offenbart werden. Diese Anschlüsse sind nicht für eine Verwendung bei Anschlußröhrchen anpaßbar, sondern müssen stattdessen direkt mit der Beutel-Folienbahn verschweißt werden.
  • Flexible Beutel, die für medizinische Lösungen geeignet sind, welche nicht die Nachteile von PVC haben und welche ihre Durchsichtigkeit und auch ihre Zusammenklappbarkeit und mechanische Festigkeit beibehalten, sind beispielsweise aus US-A-4,643,926 und US-A-4,891,253 bekannt. Ein Verschweißen von Anschlußröhrchen mit diesen Folien unter Anwendung des Impulsschweißens und des HF-Schweißens erzeugt jedoch nicht die notwendige Unversehrtheit der Schweißung, um eine Leckage zu verhüten.
  • Ein anderes Verfahren für die Verschweißung eines Anschlußröhrchens mit einem flexiblen Beutel wird in EP-A-269419 offenbart, wobei eine gesonderte Materialbuchse über das Anschlußröhrchen gebracht und angepreßt und dann heißverschweißt wird. Diese Buchse ist ein kritisches Teil der Erfindung, das erforderlich ist, um die Abdichtung zwischen dem Anschlußröhrchen und dem flexiblen Beutel herzustellen.
  • Traditionell werden diese Beutel aus PVC hergestellt und werden die Anschlußröhrchen, ebenfalls aus PVC, unter Verwendung von HF-Energie mit den Beuteln verschweißt. HF-Energie erzeugt jedoch nicht die notwendige hermetische Abdichtung bei vielen der flexiblen Folien, welche ihre Durchsichtigkeit und auch ihre Flexibilität und Festigkeit beibehalten. In gleicher Weise ist in der Vergangenheit das Impuls-Heißverschweißen bei PVC angewendet worden, doch liefert als Folge von Einschränkungen bei der Formung des erhitzten Drahtes bei den Gestalten, die notwendig sind, um ein Anschlußröhrchen mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Paar Lagen aus flexibler Folie zu verschweißen, dies ebenfalls nicht die notwendigen hermetischen Abdichtungen.
  • Folglich besteht eine Notwendigkeit bezüglich eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Befestigung von Anschlußröhrchen an flexiblen Beuteln, welche die Beschränkungen flexibler PVC-Beutel überwinden und auch eine feste, lecksichere, hermetische Abdichtung zwischen den Anschlußröhrchen und der Bahn aus flexibler Folie erzeugen und aufrechterhalten.
  • EP-A-0200483 offenbart das Einführen von Röhrchen zwischen die Folienschichten für einen Beutel und offenbart die Verwendung von HF-Erhitzung oder von Wärmeenergie, welche mit Hilfe von Klemmbacken um die Röhrchen und das Beutelmaterial herum aufgebracht wird. Der Klemmdruck wird dann gelockert, um die Operation der Montage der Röhrchen in dem Beutel abzuschließen.
  • EP-A-0539800 offenbart ein Festklemmen von Folienschichten um ein Röhrchen, während Wärme aufgebracht wird, um die Folie mit dem darin enthaltenen Röhrchen zu verschweißen.
  • EP-A-0491380 offenbart ein Festklemmen von Folienschichten um ein Röhrchen, während Verschweißungswärme aufgebracht wird, um die Folienschichten mit dem davon umgebenen Röhrchen unter Anwendung von Druck und Wärme zu verschweißen Anschließend wird die Verschweißung abgekühlt.
    • Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein Verfahren zur Befestigung von Anschlußröhrchen an Beuteln aus einer flexiblen Folie zu sorgen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, für ein Verfahren für die Verschweißung von Anschlußröhrchen mit Beuteln aus flexibler Folie zu sorgen, welche ihre Unversehrtheit der hermetischen Abdichtung unter den widrigen Bedingungen beibehalten kann, welche bei der Verwendung als Behältnisse für medizinische Lösungen angetroffen werden.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Bevorzugte Formen der Erfindung und auch andere Ausführungsformen, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und veranschaulichenden Ausführungsformen davon offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten zeichnungen zu lesen sind.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine Grundrißansicht von oben auf ein Schweißelement der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist eine Aufrißansicht von vorn auf ein Schweißelement der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3 ist eine Grundrißansicht von oben auf eine Vorrichtung für die Herstellung von Beuteln aus flexibler Folie für medizinische Lösungen unter Verwendung des Schweißelementes der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 4 ist eine Grundrißansicht eines Paars von Schweißelementen mit einem Anschlußröhrchen in der Stellung zwischen den beiden Lagen eines Beutels aus flexibler Folie, die zu einer Verschweißung miteinander bereit sind.
  • Fig. 5 ist eine isometrische Ansicht eines flexiblen Beutels mit Anschlußröhrchen entsprechend der vorliegenden Erfindung.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Begriffe "flexibel" und dergleichen und "elastomer" und dergleichen werden in dieser Beschreibung benutzt, um spezielle polymere Materialien und auch die Merkmale eines daraus gebildeten flexiblen Beutels oder Sacks zu definieren, durch welche man eine verbesserte Flexibilität und/oder Zusammenklappbarkeit des Beutels oder Sacks durch die Verwendung dieser speziellen polymeren Materialien erhält. Flexible Materialien können durch einen Elastizitätsmodul von vorzugsweise weniger als 345 MPa (50.000 psl) entsprechend ASTM D-882-81 und stärker vorzugsweise von weniger als 276 MPa (40.000 psi) entsprechend ASTM-D-882-81 gekennzeichnet sein.
  • Der Begriff "Folie" und dergleichen bezieht sich auf ein thermoplastisches Material, welches für die Verpackung geeignet ist und eine oder mehrere Schichten aus polymeren Materialien hat, welche durch in der Technik allgemein bekannte Möglichkeiten miteinander verbunden sein können.
  • Der Begriff "Polymer", "polymer" und dergleichen schließt, sofern nicht speziell definiert oder in anderer Weise eingeschränkt, generell Homopolymere, Kopolymere und Terpolymere und Mischungen und Modifikationen davon ein.
  • Der Begriff "innenliegend" und dergleichen wird hierin so benutzt, daß er sich auf eine Schicht einer mehrlagigen Folie bezieht, welche keine Haut- oder Oberflächenschicht oder verschweißbare Schicht der Folie ist.
  • Der Begriff "Oberflächenschicht" und dergleichen wird hierin so benutzt, daß er sich auf die Schicht einer mehrlagigen Folie bezieht, welche zur Außenseite des Beutels oder Sacks wird.
  • Der Begriff "verschweißbare Schicht" und dergleichen wird hierin so benutzt, das er sich auf die Schicht einer mehrlagigen Folie bezieht, welche zur Innenseite des Beutels oder Sacks wird und welche benutzt wird, um die Umfangsverschweißungen und auch die Verschweißung mit den Anschlußröhrchen zu bilden.
  • Der Begriff "Schmelzfluß" und "Schmelzfluß-Index" wird hierin als die Menge in Gramm eines thermoplastischen Harzes benutzt, welche durch eine gegebene öffnung unter einem spezifizierten Druck und einer spezifizierten Temperatur innerhalb von 10 Minuten gedrückt werden kann. Der Wert sollte in Übereinstimmung mit ASTM D 1238-79 bestimmt werden.
  • Der Begriff "Polyäthylen sehr niedriger Dichte" wird hierin benutzt, um ein lineares Äthylen-Alphaolefin-Kopolymer mit einer Dichte unter 0,915 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,900 bis 0,906 g/cm³, eingeschlossen eine so niedrige Dichte, wie 0,860 g/cm³, gemessen entsprechend ASTM D-1505, zu definieren.
  • Der Begriff "Äthylenvinylazetat-Kopolymer (EVA) wird hierin so benutzt, daß er sich auf ein aus Äthylen- und Vinylazetat-Monomeren gebildetes Kopolymer bezieht, bei welchem die von Äthylen hergeleiteten Einheiten in dem Kopolymer in größeren Mengen und die von Vinylazetat hergeleiteten Einheiten in geringeren Mengen vorhanden sind.
  • Der Begriff "Äthylenpropylen-Kopolymer" wird hierin so benutzt, daß er sich auf ein Kopolymer bezieht, welches aus Polypropylenmonomer und geringeren Mengen, üblicherweise weniger als 6 %, Äthylen gebildet wird.
  • Der Begriff "Kopolyester" und dergleichen findet Anwendung auf Polyester, welche aus mehr als einem Diol und einer zweiwertigen Säure synthetisiert sind. Kopolyester, wie sie hierin verwendet werden, können auch als Kopolymere von Polyäther und Polyäthylen-Terephthalat gekennzeichnet sein. Stärker vorzugsweise können Kopolyester, wie sie hierin verwendet werden, als Polymermaterialien gekennzeichnet sein, welche von 1,4-Zyklohexandimethanol, 1,4-zyklohexandikarbolsäure und Polytetramethylenglykoläther oder Äquivalenten der Vorstehenden als reagierenden Stoffen hergeleitet sind.
  • Der Begriff "modifiziert" und dergleichen wird hierin so benutzt, daß er sich auf ein Polymermaterial bezieht, bei welchem einige oder alle Substituenten durch andere Materialien ersetzt sind, wodurch für eine Änderung bei den Eigenschaften, wie bei spielsweise eine verbesserte Flexibilität oder elastomere Eigenschaften gesorgt wird.
  • Der Begriff "Bahn" und dergleichen wird hierin so benutzt, daß er sich auf eine röhrenförmige Folie aus thermoplastischem Material bezieht, welche während der Operation der Beutel- oder Sackherstellung getrennt werden kann oder vor dem Einleiten in die Vorrichtung zur Herstellung des Beutels oder Sacks getrennt wird. Er wird hierin auch so benutzt, daß er sich auf Lagen aus thermoplastischem Material bezieht, das bei der Herstellung von Beuteln oder Säcken verwendet wird.
  • Eine flexible Folie, welche für Beutel für medizinische Lösungen und parenterale Materialien geeignet ist, schließt generell zum Beispiel Folien ein, welche eine Kernschicht aus Polyäthylen hoher Dichte, zwei Zwischenschichten aus Polyäthylen mit sehr niedriger Dichte, eine Außenschicht aus einem Äthylenpropylen- Kopolymer oder einem flexiblen Kopolyester, eine verschweißbare Schicht aus heißverschweißbarem Material, wie beispielsweise einem modifizierten Äthylenpropylen-Kopolymer, und zwei Polymerhaftschichten haben, die die Zwischenschichten mit der äußeren Schicht beziehungsweise der verschweißbaren Schicht verbinden. Geeignete spezielle Beispiele werden zum Beispiel in US-A- 4,891,253 offenbart. Eine zu bevorzugende flexible Folie, die für Beutel für medizinische Lösungen und parenterale Materialien geeignet ist, besteht zum Beispiel aus Folien, welche eine verschweißbare Schicht aus Äthylenpropylenkopolymer, modifiziertem Äthylenpropylen-Kopolymer oder flexiblem Kopolyester und eine Außenschicht aus Äthylenpropylen-Kopolymer oder einem flexiblen Kopolyester haben, so, wie zum Beispiel in US-A-4,643,926 offenbart. Die gegenwärtig bevorzugte Folie für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist eine mehrlagige Folie, die aus einer verschweißbaren Schicht aus gummimodifiziertem Äthylenpropylen-Kopolymer, einer Haftschicht, die aus einer Mischung von gummimodifiziertem Äthylenpropylen-Kopolymer und Polyäthylen niedriger Dichte besteht, einer Innenschicht aus Polyäthylen niedriger Dichte, eine Haftschicht aus Äthylenmethakrylat und einer Außenschicht aus Kopolyester besteht.
  • Noch eine weitere Folie, welche für die Verwendung bei der Herstellung von Beuteln oder Säcken geeignet ist, ist eine, die aus mindestens einer Schicht, die aus einer Polymermischung mit ungefähr 40 bis 60 Gewichtsprozent irgendeines Äthylen- oder Vinylazetat-Kopolymers, und ungefähr 60 bis 40 Gewichtsprozent aus einem elastomeren Polyolefin gebildet wird, besteht, wie beispielsweise in dem für Vietto u.a. erteilten US-A-4,687,711 offenbart, welches hierdurch durch Verweis mit eingeschlossen wird.
  • Die flexiblen Beutel können von irgendeiner beliebigen Größe und Form sein. Typischerweise haben Beutel für medizinische Lösung für eine parenterale Verabreichung generell eine rechteckige Gestalt mit abgerundeten Ecken und haben Abmessungen mit einer Breite von ungefähr 180 mm und einer Länge von 350 mm. Es wird auch davon ausgegangen, daß rechteckige Ecken und andere Formen als rechteckig innerhalb der Lehren dieser Erfindung hergestellt werden können und daß solche anderen Formen, Ecken und Geometrien durch diese Erfindung eingeschlossen sind. Es ist weiter davon auszugehen, daß diese Parameter und wie diese zu erzielen sind, allgemein in der Technik verstanden werden und durch einen erfahrenen Fachmann in der Technik ohne ungebührliches Experimentieren bestimmt werden können.
  • Anschlußröhrchen, die für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können aus einer einzigen Schicht Polymermaterial oder aus mehrschichtigem Polymermaterial hergestellt sein. Die Außenseite der Anschlußröhrchen hat eine Zusammensetzung, welche mit der verschweißbaren Schicht der flexiblen Folie heißverschweißbar ist oder mit der verschweißbaren Schicht der flexiblen Folie hermetisch verschweißt werden kann. Geeignete Beispiele für Anschlußröhrchenmaterial sind zum Beispiel PVC- Röhrchen und vorzugsweise ein mehrlagiges thermoplastisches Material, welches eine Außenschicht aus Äthylenpropylen-Kopolymer, eine Haftschicht aus einem Äthylvinylazetat-Kopolymer und eine Innenschicht aus PVC hat. Die am meisten zu bevorzugenden Anschlußröhrchen sind aus einem vorstehend offenbarten mehrlagigen thermoplastischen Material, welches, wie in der Technik allgemein bekannt, elektronisch vernetzt worden ist.
  • Geeignete Anschlüsse sind jene, die üblicherweise verwendet und in der Technik allgemein bekannt sind. Diese umfassen zum Beispiel Anschlüsse, wie sie in US-A-5,026,352 und US-A-4,324,423 offenbart werden. Die bevorzugte Anschlußform hat einen runden Querschnitt, doch ist auch jede beliebige andere gewünschte Form, welche ein hermetisches Verschweißen des Anschlusses an den Anschlußröhrchen gestattet, geeignet. Es ist auch davon auszugehen, daß die Anschlüsse an den Anschlußröhrchen entweder bevor die Anschlußröhrchen mit den Beuteln aus flexibler Folie verschweißt werden oder danach angebracht werden können.
  • Es hat sich jetzt überraschenderweise herausgestellt, daß Anschlußröhrchen, wie sie vorstehend beschrieben werden, mit vorstehend beschriebenen Beuteln aus flexibler Folie unter Verwendung einer "Heizelement"-Verschweißeinrichtung verschweißt werden können. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß die Verwendung einer Heizelement-Verschweißeinrichtung mit der anschließenden Verwendung eines kalten Elementes unter bestimmten Bedingungen auch die verbesserten Anschlußröhrchen-Verschweißungen der vorliegenden Erfindung erzeugen kann. Es hat sich außerdem noch herausgestellt, daß die Heizelement-Verschweißeinrichtung in Verbindung mit einem "warmen Element" die verbesserten Anschlußröhrchen-Verschweißungen der vorliegenden Erfindung erzeugen kann. Der Begriff "Heizelement" und dergleichen wird hierin so verwendet, daß er sich auf das Schweißelement der vorliegenden Erfindung bezieht, das bei einer Temperatur von ungefähr 121 ºC bis zu ungefähr 242 ºC (ungefähr 250 ºF bis zu ungefähr 500 ºF), vorzugsweise von 177 ºC (350 ºF) benutzt wird. Der Begriff "warmes Element" und dergleichen wird hierin so verwendet, daß er sich auf das Schweißelement der vorliegenden Erfindung bezieht, das bei einer Temperatur von ungefähr 22 ºC bis zu ungefähr 121 ºC (ungefähr 72 ºF bis zu ungefähr 250 ºF), vor zugsweise von 93 ºC (200 ºF) benutzt wird. Der Begriff "kaltes Element" und dergleichen wird hierin so verwendet, daß er sich auf das Schweißelement der vorliegenden Erfindung bezieht, das bei einer Temperatur von ungefähr 4 ºC bis zu ungefähr 22 ºC (ungefähr 40 ºF bis zu ungefähr 72 ºF), vorzugsweise von 12,8 ºC (55 ºF) verwendet wird.
  • Wenden wir uns jetzt Fig. 1 und 2 zu, so zeigt Fig. 1 eine Grundrißansicht von oben auf das Verschweißelement 10 der vorliegenden Erfindung mit einem Körper 11, Montageöffnungen 15, dem Verschweißungsbereich 13, an dem sich eine Antihaftbeschichtung 21 (Fig. 2) befindet und in welchem Kanäle 14 zur Unterbringung der Befestigungsröhrchen vorhanden sind. Fig. 2 zeigt eine Aufrißansicht von vorn des Verschweißelements 10 von Fig. 1 mit einem Körper 11, Heizungs-, Kühlungs- oder Erwärmungs-Eintritts- und Austrittsanschlüssen 12, dem Verschweißungsbereich 13, welcher Unterbringungskanäle 14 für das Anschlußröhrchen hat und die Antihaftbeschichtung 21. Das Verschweißelement 10 kann, wenn es als Heizelement verwendet wird, durch bekannte, eine erwärmte Flüssigkeit durch Anschlüsse 12 einschließende Mittel oder elektrisch beheizt werden. Das Heizelement wird vorzugsweise unter Verwendung elektrischer Heizmittel beheizt. Ein Schweißelement 10, kann, wenn es als warmes Element benutzt wird, mit Hilfe bekannter Mittel einschließlich einer erwärmten Flüssigkeit durch Anschlüsse 12 oder elektrisch beheizt werden, wie in der Technik allgeinein bekannt. Das warme Element wird vorzugsweise unter Verwendung elektrischer Heizmittel beheizt. Das Schweißelement 10, welches als kaltes Element verwendet wird, kann mit Hilfe bekannter Kühlungsmittel gekühlt werden, vorzugsweise durch Leiten von gekühlter Flüssigkeit durch die Anschlüsse 12.
  • Es ist zu bevorzugen, ein Paar Heizelemente 10 mit einem Paar kalter Elemente 10 zu verwenden, weil dies das schnellste und leichteste Verschweißungsverfahren ist. Jedoch werden sich manche Kombinationen aus flexibler Folie und Anschlußröhrchen unter solchen Bedingungen nicht in angemessener Weise verschweißen, und deshalb kann die Verwendung von Luftkühlung oder eines Paars warmer Elemente 10 vorteilhafterweise zur Anwendung kommen. Zusätzlich wird es in manchen Fällen nur notwendig sein, ein Paar warmer Elemente, mit oder ohne die Verwendung eines Paars kalter Elemente, zu nutzen, um die hermetische Verschweißung zwischen den Anschlußröhrchen und der flexiblen Folie zu bewerkstelligen. Diese Parameter werden für jene, die mit der Technik vertraut sind, leicht ohne ungebührliches Experimentieren offensichtlich.
  • Das Schweißelement kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt werden, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Aluminium, Kupfer, einem anderen Nichteisenmetall und Legierungen davon, am meisten bevorzugt aus Aluminium. Die Schweißelemente können auch aus in der Technik allgemein bekannten keramischen Materialien hergestellt werden.
  • Die Schweißelemente 10 werden immer paarweise verwendet. Folglich gibt es immer ein oberes Schweißelement 10 und ein unteres Schweißelement 10, die so angeordnet sind, daß die flexible Folie und die Anschlußröhrchen zwischen dem oberen und dem unteren Schweißelement 10 unter Druck eingeklemmt werden. Beide Schweißelemente werden auf dieselbe Temperatur beheizt oder gekühlt. Der Druck, der zur Anwendung kommt, um die Folie und die Anschlußröhrchen während des Verschweißens und/oder Kühlens zusammenzuklemmen, hat einen Betrag von ungefähr 1280 KPa bis zu ungefähr 2758 KPa (ungefähr 200 psi bis zu ungefähr 400 psi) und vorzugsweise von ungefähr 1896 KPa (275 psi).
  • In allen Fällen hat das Schweißelement 10 eine Antihaftbeschichtung, die den Schweißbereich 13 bedeckt. Die Antihaftbeschichtung kann entweder nicht-nachgiebig oder nachgiebig sein. Der Begriff "nachgiebig" und dergleichen wird hierin so verwendet, daß er sich auf eine Antihaftbeschichtung bezieht, welche eine gewisse Bewegung der Anschlußröhrchen bezogen auf die flexiblen Folienschichten während des Verschweißprozesses ermöglicht. Der Begriff "nicht-nachgiebig" und dergleichen wird hierin so verwendet, daß er sich auf eine Antihaftbeschichtung bezieht, welche nicht für eine Bewegung der Anschlußröhrchen bezogen auf die flexiblen Folienschichten während des Verschweißprozesses sorgt. Antihaftbeschichtungen können jede beliebige Beschichtung sein, welche ihre Unversehrtheit bei den Verarbeitungstemperaturen behält, denen sie ausgesetzt ist und welche nicht an den Anschlußröhrchen oder der flexiblen Folie anklebt oder sich damit verschweißt Gegenwärtig bevorzugte nicht-nachgiebige Antihaftbeschichtungen bestehen aus Tetrafluoräthylen, wie beispielsweise Tetrafluoräthylen der Marke TEFLON und mit Glas gefülltes Tetrafluoräthylen. Eine bevorzugte Beschichtung ist eine Beschichtung aus Tetrafluoräthylenpartikeln, die in die Oberfläche des aus Metall bestehenden Warmelementkörpers eingeschmolzen sind. Diese bevorzugte Beschichtung kann man von General Magnaplate Corp., Linden, NJ, unter Verwendung von deren Beschichtungen NEDOX SF-2R; TUFFRAM 604 oder TUFFRAM 615 erhalten. Gegenwärtig bevorzugte nachgiebige Antihaftbeschichtungen bestehen aus Silikongummi, der Aluminiumpartikel enthält, wie zum Beispiel leitfähigem Silikongummi COHRlastic , erhältlich bei CHR Industries, New Haven, CT.
  • Die Verwendung der Schweißelemente wird am besten verstanden, wenn man sie in Verbindung mit Fig. 3 betrachtet, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung für die Herstellung von Beuteln aus flexibler Folie mit Anschlußröhrchen gezeigt wird. Speziell zeigt Fig. 3 eine Ansicht von oben auf eine Vorrichtung 30, die für die Herstellung von Beuteln aus flexibler Folie mit Anschlußröhrchen der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird durch Beschreibung eines einzigen Zyklus' des Verfahrens und der Vorrichtung offenbart. In der Praxis wird die Bahn aus flexibler Folie 42, welche zwei Folienlagen hat, in eine Umfangsschweißeinrichtung 31 durch eine (nicht gezeigte) Zuführungseinrichtung zugeführt. Die Umfangsschweißeinrichtung erzeugt Verschweißungen, welche die Seiten- und die Unterkanten der Beutel aus flexibler Folie definieren. Diese Beutel haben noch ein offenes oberes Ende und-werden dann durch eine Weiter leitungseinrichtung 32 zu einer Schneideinrichtung 33 weitergeleitet, dann werden die abgeschnittenen Beutel durch Weiterleitungseinrichtung 41 zu der Tellereinrichtung 35 weitergeleitet, welche sich auf dem Schalttisch 37 befindet. Die Anschlußröhrchen-Verschweißeinrichtung besteht aus einem Paar (nicht gezeigter) Schweißelemente 10, die in der Öffnungs-Verschweißeinrichtung 38 untergebracht sind. Bevor das Schneiden und Verschweißen stattfindet, werden (nicht gezeigte) Anschlußröhrchen auf Größe geschnitten und auf Dorne 34 gesetzt, die sich auf der Tellereinrichtung 35 befinden, die mit der Anschlußröhrchen-Aufsetzeinrichtung 36 weitergetaktet wird. Die jetzt aufgesetzten Dorne 34 werden zum Zweck des Einsetzens in die Beutel aus flexibler Folie durch die Schalteinrichtung 37 bewegt. Die Weiterleitungseinrichtung 41 plaziert das offene Ende des Beutels aus flexibler Folie um die Anschlußröhrchen herum. Danach bewegt die Schalteinrichtung 37 die Beutel aus flexibler Folie mit den darin eingesetzten Anschlußröhrchen zu der Anschluß-Verschweißeinrichtung 38, wo ein Verschweißen der Anschlußröhrchen und des offenen oberen Endes der Beutel unter Verwendung der Verschweißeinrichtung 10 (nicht gezeigt) durchgeführt wird. Die Schalteinrichtung 37 führt dann die Beutel aus flexibler Folie mit den Anschlußröhrchen durch mindestens eine Kühleinrichtungsstation 39 und schließlich zu einer Produkt-Auswurfeinrichtung 40. An diesem Punkt kehrt die Tellereinrichtung 35 zu der Anschlußröhrchen-Aufsetzeinrichtung 36 zurück, und der Zyklus wird wiederholt. Man kann aus Fig. 3 erkennen, daß es vorzugsweise soviel Tellereinrichtungen 35 gibt, wie es Stationen gibt, so daß der Prozeß ein kontinuierlicher automatisierter ist, wie er in der Technik allgemein bekannt ist. Man kann auch erkennen, daß die Anschlüsse an die Enden der Anschlußröhrchen während des automatisierten Prozesses entweder bevor das Verschweißen der Anschlußröhrchen vorgenommen wird oder danach angebracht werden können, wie es ebenfalls in der Technik allgemein bekannt ist.
  • Während die vorliegende Erfindung in der Form gezeigt worden ist, bei welcher die Beutel aus flexibler Folie hergestellt und Anschlußröhrchen damit verschweißt und dann zu einem späteren Zeitpunkt mit dem Produkt gefüllt werden, ist es auch verständlich, daß die Beutel unmittelbar nach dem Abschluß der Anschluß- Verschweißoperation gefüllt werden können und weiterhin, daß die Beutel in einer vertikalen Lage hergestellt und entweder bevor die Anschlußröhrchen an ihrem Ort verschweißt werden oder danach gefüllt werden können.
  • Fig. 4 zeigt eine Grundrißansicht eines Paars für die Verwendung zum Schweißen angeordneter Heizelemente 10, zwischen welchen ein Anschlußröhrchen 41 zwischen Lagen aus flexibler Folie 42 eingesetzt ist, bereit für eine Verschweißung nachdem das Paar Heizelemente 10 unter Druck zusammengepreßt worden ist.
  • Fig. 5 zeigt eine isometrische Ansicht des Beutels aus flexibler Folie 50 der vorliegenden Erfindung, welcher Seitennähte 51, eine Bodennaht 52 und Anschlußröhrchen 53 hat, die an der oberen Schweißung 64 eingedichtet sind.
  • Obwohl die veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist sie nicht auf diese genauen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene andere Veränderungen und Abwandlungen dabei durch jemanden vorgenommen werden, der mit der Technik vertraut ist, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Befestigung von Anschlußröhrchen (53) an einer flexiblen Folie, mit den Schritten:
(a) Einlegen einer Bahn aus flexibler Folie (42) in eine Einrichtung zum Ausbilden der seitlichen und unteren Umfangsnähte, wodurch zumindest ein Beutel (50) mit einem unverschlossenen Ende gebildet wird;
(b) Einlegen des oder jedes Beutels in eine Schneideinrichtung, Formen des Beutels und Entnehmen des Beutels aus der Bahn aus flexibler Folie;
(c) Einsetzen von zumindest einem Anschlußröhrchen (41) auf einem Dorn (34) zwischen die flexiblen Folienschichten (42) des unverschlossenen Endes des Beutels;
(d) Einlegen des oder jedes Beutels (50) mit dem zumindest einen Anschlußröhrchen darin in eine Verschweißeinrichtung, die Heizelemente (10) enthält;
(e) Verschweißen des zumindest einen Anschlußröhrchens mit dem Beutel zwischen den Heizelementen (10) und Verschweißen des unverschlossenen Endes (54); und
(f) Abkühlen der Schweißstelle aus Schritt (e); gekennzeichnet durch Anbringen von Anschlüssen an das zumindest eine Anschlußröhrchen; und durch Verwenden von einem zweiten Paar von Elementen (10) als Kühleinrichtung für Schritt (f) mit einer gewünschten Temperatur im Bereich von 4ºC bis 121ºC, durch die die Anschlußröhrchen und der Beutel mit einem gewünschten Druck zusammengedrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kühlelemente eine Temperatur im Bereich von 22ºC bis 121ºC haben, vorzugsweise 93ºC.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Elemente (10), die als Kühleinrichtung für Schritt (f) verwendet werden, eine Temperatur im Bereich von 22ºC bis 121ºC haben, und bei dem das Zusammendrücken für eine Zeitdauer bewirkt wird, die erforderlich ist, um die Temperatur der Schweißstelle etwa auf die Temperatur der Folie zu bringen, bei der sich die Opazität verändert, wonach die Elemente (10) entfernt werden und es der Schweißstelle ermöglicht wird, sich durch Luftkühlung auf Raumtemperatur abzukühlen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verschweißen des Anschlußröhrchens und das Schneiden des Beutels gleichzeitig erfolgen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schritte c, d, e und f vor Schritt b erfolgen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest zwei Anschlußröhrchen (53) mit jedem Beutel verschweißt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Anzahl von Beuteln (50) Anschlußröhrchen (53) haben, die gleichzeitig mit diesen verschweißt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Anschluß an dem oder jedem Anschlußröhrchen (53) befestigt wird, bevor das zumindest eine Anschlußröhrchen mit dem Beutel verschweißt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Heizelemente (10) aus Schritt (d) eine Temperatur von etwa 121ºC (250ºF) bis etwa 242ºC (500ºC F) haben, vorzugsweise etwa 177º0 (350ºF).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anschlußröhrchen (53) mit der Folienbahn durch das Paar Heizelemente (10) aus Schritt (d) bei von 1279 KPa (200 psi) bis etwa 2758 KPa (400 psi) verschweißt werden, vorzugsweise bei etwa 1896 KPa (275psi).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneideinrichtung eine Ausstanzeinrichtung oder eine Stahl-Schneideinrichtung ist.
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