DE69911791T2 - Verfahren zum beschriften eines laminierten films - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschriften eines laminierten Filmmaterials in einer Entwicklung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Verwendung von laminierten Filmen als Trägerfolien für Blisterpackungen ist in der Verpackungstechnologie gut bekannt. Solche laminierten Filme bestehen aus einer Metallbasis, wie Aluminium, die an einem Kunststofffilm befestigt ist, der auf der Oberseite und/oder der Seite, die der Metallfolie zugewandt ist, bedruckt wird, und einem Kunststofffilmmaterial auf der Unterseite, das an einen Kunststoffbehälter geschweißt werden kann. Solche laminierten Filme werden häufig auch an der Oberseite mit einer Vielzahl von Informationen, wie dem Verfallsdatum, einer Partienummer und anderen Markierungen, die den Inhalt der Packung kennzeichnen, beschriftet. Wenn die Blisterpackung verschiedenen anderen Vorgangschritten nach dem Versiegeln unterzogen werden soll, wie Sterilisation durch Autoklavenbehandlung, dann muss, da der Inhalt der Packung beispielsweise zur Verwendung auf dem Gebiet der Medizin vorgesehen ist, garantiert werden, dass die Beschriftung auf der Oberseite einer solchen Behandlung standhalten kann.
  • Ein Thermotransferdruckvorgang zum Beschriften von Blisterpackungen, die anschließend einer Sterilisation ausgesetzt werden, ist beispielsweise aus EP-0 646 471 bekannt. Das Ergebnis der Beschriftung ist jedoch nicht besonders zufriedenstellend, da sie im Kontrast zu stark ist und daher mit dem Verpackungsdesign nicht optimal koordiniert werden kann. Ferner hat der Vorgang den Verbrauch einer großen Materialmenge zur Folge. Überdies muss die Beschriftung unter Verwendung der derzeitigen Technologie immer noch auf geroll tem Material, d.h. auf einem Film, der im Allgemeinen um eine Walze gewickelt ist, ausgeführt werden, da es nicht möglich ist, Behälter zu beschriften, die bereits versiegelt sind.
  • Die Erfindung wendet sich dem Problem der Beschriftung der Oberseite eines laminierten Films, insbesondere für Blisterpackungen, in einer solchen Weise zu, dass die Beschriftung anschließenden Vorgangschritten, wie Sterilisation der Verpackung, standhält und ein Ergebnis erzeugt, das optisch geeignet ist. Ferner sollte der Beschriftungsvorgang prozessgekoppelt in einer Verpackungsanlage stattfinden und sich durch minimalen Materialverbrauch auszeichnen.
  • Die Erfindung löst dieses Problem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Angesichts weiterer wesentlicher Konstruktionsmerkmale wird auf die abhängigen Ansprüche hingewiesen.
  • Die Verwendung eines Lasers ermöglicht, dass die Oberseite des Filmmaterials mit Beschriftungen versehen wird, die sich als gegen anschließende Vorgangschritte, wie insbesondere Sterilisation, beständig erweisen und ihre Eigenschaften beibehalten. Infolge der Laserbehandlung wird entweder der obere Kunststofffilm thermisch in einer solchen Weise verändert, dass eine sichtbare Farbänderung auftritt, oder der mit dem Laserstrahl behandelte Teil der Oberfläche wird entfernt, um die gewünschte Beschriftung zu erzeugen. Im Fall des letzteren Subtraktivverfahrens wird die gefärbte obere Schicht des Films bis zum Metallsubstrat hinab entfernt, welches auch als Puffer gegen die Laserbehandlung dient, wobei somit das Risiko einer Perforation beseitigt wird. Wenn ein Kunststoff ausgewählt wird, dessen Farbe scharf mit der Metallfarbe in Kontrast steht, dann erlangt der Film eine deutlich sichtbare Beschriftung, die viel besser in die visuelle Identität des Verpackungsdesigns integriert werden kann als es mit Schwarz-Weiß-Drucken möglich ist. Da die darunter liegende Metallschicht keine Änderung zeigt, wenn die Verpackung in einem Autoklaven behandelt wird, besteht keine Beeinträchtigung der Beschriftung nach einer solchen Behandlung. Wenn eine Farbänderung der oberen Kunststoffschicht durch einen Laser erreicht werden soll, dann wird im Allgemeinen ein Kunststofffilm verwendet, der Pigmente enthält, deren Farbe sich bei der Laserbehandlung ändert. In jedem Fall ermöglicht der Laser die Beschriftung von Behältern, die bereits gefüllt und versiegelt sind, da das Drucken auf einer kontaktlosen Basis mit einem relativ großen Abstand zwischen der Beschriftungseinrichtung und dem Versiegelungsfilm stattfindet, sodass keine glatte Oberfläche erforderlich ist.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Die Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm einer Laserbeschriftungseinheit und das Bedrucken eines Films gemäß der Erfindung;
  • 2 ein Diagramm der Integration von zwei Laserbeschriftungseinheiten in eine Verpackungsanlage;
  • 3 ein Diagramm von Blisterstreifen, die längsseits zueinander angeordnet sind;
  • 4 ein schematisches Diagramm des Steuersystems für mehrere Laserbeschriftungseinheiten.
  • Die Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines laminierten Films 12 mit mindestens einer Trägerschicht und einem an dieser mittels einer Klebeschicht befestigten Kunststofffilm, wobei das Verfahren die Entfernung und/oder strukturell sichtbare Modifizierung des Kunststofffilms mittels eines Lasers 2 umfasst und ferner umfasst, dass der laminierte Film 12 die Trägerfolie einer Blisterpackung 11 bildet und diese mit einem Streifen des laminierten Films 12 bedeckt wird und einen Blisterstreifen 10 bildet. Die Laserbeschriftungseinheit 1 ist zum Beschriften eines laminierten Films, insbesondere für eine Blisterpackung, ausgelegt. Ein solcher laminierter Film umfasst ein Metallsubstrat, typischerweise aus Aluminium, das an einem Kunststofffilm befestigt wird, der auf der Oberseite und/oder auf der der Metallfolie zugewandten Seite bedruckt wird, und ein Kunststoff filmmaterial auf der Unterseite, das an einen Kunststoffbehälter geschweißt werden kann. Infolge der Laserbehandlung beim Laserbeschriftungsvorgang wird entweder der obere Kunststofffilm thermisch in einer solchen Weise verändert, dass eine sichtbare Farbänderung auftritt, oder der mit dem Laserstrahl behandelte Teil der Oberfläche wird entfernt, um die gewünschte Beschriftung zu erzeugen. Die Laserbeschriftungseinheit 1 umfasst vorzugsweise einen Laser 2, Ablenkspiegel 3 und eine Bildfeldebnungslinse (flat field lens) 4. Mit Hochfrequenz angeregte abgeschlossene CO2-Laser ohne eine externe Gasversorgung und mit einer Wellenlänge von 10,6 μm werden vorzugsweise als Laserquelle 2 für das Subtraktiv-Beschriftungsverfahren verwendet. Im Allgemeinen kann angenommen werden, dass die Gasfüllung eine Lebensdauer von etwa 20000 Betriebsstunden aufweist. Da der Laser HF-gepumpt wird, besteht kein Bedarf für Pumpblitzlampen, wie sie beispielsweise bei Festkörperlasern verwendet werden. Aus diesem Grund werden die Kosten auf die Kosten des Energieverbrauchs eingeschränkt. Für die Laserbeschriftung mittels einer Farbänderung im oberen Kunststofffilm wird vorzugsweise ein Nd:YAG-Laser verwendet.
  • Der Laserstrahl 5 wird durch zwei Galvanometer-Drehspiegel 3 zweckmäßig abgelenkt. Diese arbeiten in einer geschlossenen Schleife mit aktiver Temperaturstabilisierung. Da die Spiegel 3 nur eine sehr geringe Masse aufweisen, die bewegt wird, sind eine hohe Ablenkrate und eine genaue Wegpräzision möglich. Nach der Ablenkung wird der Strahl 5 durch eine Bildfeldebnungslinse 4 auf das Arbeitsniveau 6 fokussiert. Infolge dieser kalibrierten Linse und des Spiegelsystems 3, 4 wird der Brennpunkt des Lasers 2 insgesamt in die Arbeitsebene 6 bewegt. Die Bildfeldebnungslinse 4 weist vorzugsweise eine Brennweite von 200 mm auf, was einen ausreichend großen Arbeitsabstand bereitstellt. Eine Verzerrung des Laserstrahls 5 wird aufgrund der Axialverschiebungsanordnung der Galvanometer-Drehspiegel 3 ausgeschlossen. Die Spiegel 3 werden durch eine im Computer angeordnete Karte gesteuert.
  • Ferner sorgt eine integrierte Strahlaufweitungsvorrichtung für einen kleinen Durchmesser des Brennpunkts mit guter Tiefenschärfe im TEM00-Modus. Ein kleiner Durchmesser des Brennpunkts ist für die Qualität der Beschriftung wichtig, insbesondere wenn ein großes Arbeitsfeld beabsichtigt ist. Ein günstiger Durchmesser des Brennpunkts ist 320 μm.
  • Da der Schreibkopf des Lasers 2 mit den Ablenkspiegeln 3 und der Bildfeldebnungslinse 4 einen Abstand von 200 mm von der Filmoberfläche 6, die beschriftet werden soll, aufweist, ist eine Abschirmung des Arbeitsplatzes aus Sicherheitsgründen erforderlich, um gegen irgendeinen Eingriff während des Beschriftungsvorgangs zu schützen. Infolge der Wellenlänge des Lasers 2, der verwendet wird, kann ein Plexiglasgehäuse für diesen Zweck verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass der Beschriftungsvorgang eingesehen werden kann. Außerdem umfasst die Konstruktion eine Unterbrechungsvorrichtung 8 für den Laserstrahl 5, die unter elektronischer Steuerung steht und zum Unterbrechen des Laserstrahls dient. Sie wird aktiviert, wenn beispielsweise die Schutztüren des Gehäuses geöffnet werden.
  • Die Laserbeschriftungseinheit 1 wird vorzugsweise in eine Verpackungsanlage integriert, sodass die Beschriftung des Films vollautomatisch erfolgt und direkt prozessgekoppelt, idealerweise nachdem der Verpackungsbehälter versiegelt ist, stattfindet. 2 zeigt fünf Produktionslinien 7 einer Verpackungsanlage insbesondere für Kontaktlinsen, die kontinuierlich die Werkzeugträger 9, die in 3 dargestellt sind, transportieren, von denen jeder mit einem Blisterstreifen 10 beladen ist. Die Blisterstreifen 10 umfassen fünf Blisterpackungen 11, die hintereinander angeordnet sind und die durch einen Filmstreifen 12 miteinander verbunden sind, welcher in der Form dem Umriss der Oberseite der Blisterpackungen 11 entspricht, da der Filmstreifen 12 an die einzelnen Blisterpackungen 11 geschweißt wird, nachdem diese mit dem Gegenstand der Verpackung, vorzugsweise einer Kontaktlinse, gefüllt wurden. Um die Oberseite des Films 12 der Blisterstreifen 10 zu beschriften, wird eine Anschlagstange 13, die mit Sensoren ausgestattet ist, in Betracht gezogen, die bewirkt, dass der Träger 9 mit den Blisterstreifen 10 kurz stoppt, sodass sie in einer festen Beschriftungsposition durch den Laser 2 beschriftet werden können. Da die Ablenkung des Laserstrahls 5 für die fünf Linien 7, die in der bevorzugten Ausführungsform in Betracht gezogen werden, nicht ausreicht und eine Verschiebung der Laserbeschriftungseinheit 1 zu kompliziert wäre, wird beabsichtigt, dass zwei Laserbeschriftungseinheiten 1 und 100 vorteilhafterweise in die Verpackungsanlage integriert werden sollten, wobei die Einheit 1 eine Beschriftung für die Linien 1, 2 und 3 und die Einheit 100 für die Linien 3, 4 und 5 vorsieht. Natürlich ist es auch möglich, eine Verpackungsanlage mit nur einem Laser oder auch mit mehr als zwei Lasern zu entwerfen.
  • Wie in 4 gezeigt, werden die erforderlichen Beschriftungsdaten von einem Vorgangsteuersystem der Verpackungsanlage und den Laserbeschriftungseinheiten 1 und 100 zugeführt, wobei die Datensätze möglicherweise für jede Linie 7 unterschiedlich sind. Innerhalb einer einzelnen Linie 7 bleibt der Datensatz derselbe, bis neue Datensätze vom Vorgangsteuersystem übertragen werden. Die Beschriftung der Linie 3 wird durch die Lasereinheit 1 oder 100, die die erste ist, die frei wird, ausgeführt.
  • Der Abfall, der während des Beschriftungsvorgangs entsteht, wird vorteilhafterweise durch ein Abluftsystem abgeführt, das hier nicht genauer beschrieben wird.
  • Der vorliegende Laserdruckvorgang eignet sich besonders für eine Blisterverpackung mit einer flexiblen Laminatfilmabdeckung, z.B. einer Blisterkontaktlinsenverpackung. Eine beispielhafte Blisterkontaktlinsenverpackung ist im US-Pat. Nr. 5 609 246, Borghorst, offenbart. Im Allgemeinen weist eine Blisterverpackung für eine Kontaktlinse einen starren Blisterbehälter und eine flexible Laminatfilmabdeckung auf, die thermisch oder klebend an der Öffnung der Blisterverpackung befestigt wird. Die Laminatabdeckung ist so ausgelegt, dass sie flexibel ist, sodass das Deckmaterial leicht gehandhabt werden kann, wenn das Laminatdeckmaterial während des Produktionsvorgangs auf die Verpackung aufgebracht wird und wenn das Deckmaterial vom Verbraucher entfernt wird. Das Laminatdeckmaterial weist mindestens eine äußere thermoplastische Schicht und eine Trägerschicht auf. Die äußere thermoplastische Schicht wird aus einem filmbildenden thermoplastischen Polymer hergestellt, einschließlich Polyolefin, z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polybuten und Copolymeren davon; Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Copolymere davon; und Polyvinylchlorid. Die äußere Schicht ist eine Schutzschicht, die eine bedruckbare Oberfläche bereitstellt, und die Trägerschicht stellt Feuchtigkeits- und Gassperreigenschaften bereit. Geeignete Materialien für die Trägerschicht umfassen Metalle, z.B. Aluminium; und thermoplastische Polymere, z.B. Polyolefin, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol oder Acrylnitril-Polymer, obwohl ein Metall bevorzugt ist. Vorzugsweise wird die Trägerschicht aus einem Material hergestellt, das eine höhere thermische Zersetzungstemperatur aufweist als der Thermoplast der oberen Schicht. Außerdem kann das Laminatdeckmaterial zusätzliche Schichten aufweisen, einschließlich einer thermoplastischen inneren Filmschicht, die benachbart zur Trägerschicht angeordnet ist, sodass die innere Schicht als Klebeschicht wirken kann, die die Laminatfilmabdeckung am Blisterbehälter befestigt. Das flexible Laminatfilm-Deckmaterial kann als Rolle bereitgestellt werden, die für einen prozessgekoppelten Druckvorgang geeignet gestaltet ist.
  • Im Allgemeinen wird eine Kontaktlinse hergestellt, untersucht und zusammen mit einer Menge einer isotonischen Salzlösung in einen Blisterbehälter gegeben. Dann wird die Filmabdeckung, die so geschnitten wurde, dass sie die Öffnung und einen gewissen freiliegenden Teil des Blisterbehälters bedeckt, über dem Behälter angeordnet und, z.B. thermisch, an dem Behälter um die Öffnung befestigt oder versiegelt. Der vorliegende Druckvorgang ist ein sehr flexibler Druckvorgang, der die flexible Filmabdeckung bedrucken kann, bevor oder nachdem sie von der Rolle geschnitten wird und selbst nachdem sie an der Verpackung angeordnet und befestigt ist. Der vorliegende Druckvorgang eignet sich besonders zum Drucken einer variablen Information, z.B. Partienummer, Verfallsdatum, Brechkraft und dergleichen, auf die flexible Filmabdeckung. Einer der Vorteile des vorliegenden Vorgangs besteht darin, dass der Laserdruckvorgang ein sehr flexibler und robuster Vorgang ist, der eine deutliche und lesbare Information selbst auf einer nicht-gleichmäßig planaren Oberfläche verleihen kann. Diese flexible Art der vorliegenden Erfindung ist insofern sehr wichtig, als die flexible Laminatabdeckung gewöhnlich eine wellige Oberfläche bildet und gewöhnlich unbefestigte Abschnitte aufwärts krümmt. Folglich sind herkömmliche Druckvorgänge für variable Informationen, wie Thermotransfervorgänge und Tintenstrahlvorgänge, die eine ebene Oberfläche zum korrekten Bedrucken erfordern, zum Drucken einer Information, nachdem die Abdeckung auf dem Behälter versiegelt ist, nicht sehr geeignet. Da eine Kontaktlinsenverpackung typischerweise in einem Autoklaven sterilisiert wird, nachdem die Abdeckung mit dem Behälter versiegelt ist, wird außerdem die auf die Abdeckung aufgebrachte Tinte einer Umgebung mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt, was eine thermische Verschlechterung der aufgebrachten Tinte fördert und ferner die Lesbarkeit der gedruckten Information behindert. Im Gegensatz dazu verwendet der vorliegende Vorgang kein Tintensystem, um der Abdeckung eine Information zu verleihen, und daher wird die Lesbarkeit der gedruckten Information durch den Sterilisationsvorgang nicht beeinträchtigt. Folglich besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass das Laminatdeckmaterial unter Verwendung des Laserdruckvorgangs bedruckt wird, nachdem das Deckmaterial an der Verpackung befestigt ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die obere Schicht und die Trägerschicht des Laminatdeckmaterials einen Farbkontrast auf, sodass, wenn ein Muster der oberen Schicht durch den Laser entfernt wird, das Muster deutlich sichtbar ist. Wenn beispielsweise ein blaues Pigment oder blauer Farbstoff zur thermoplastischen Formulierung für die obere Schicht zugegeben wird und eine Aluminiumschicht als Trägerschicht verwendet wird, kann dem Deckmaterial eine sehr lesbare Nachricht verliehen werden, indem die obere Schicht entfernt oder abgetragen wird, um ein Muster von Buchstaben oder ein graphisches Design zu bilden.
  • Die Beschriftungsergebnisse, die unter Verwendung eines CO2-Lasers erhalten werden, zeigen, dass die Beschriftung des Films sich durch eine sehr hohe Qualität der Beschriftung und Beständigkeit auszeichnet. Der Text ist deutlich lesbar und wird durch einen hohen Auflösungsgrad unterschieden. Die obere farbige Schicht des Films wird so weit wie das Metallsubstrat entfernt, wobei gezeigt wurde, dass, wenn Aluminium als Substrat verwendet wird, dies einen guten Puffer für die Laserbehandlung bereitstellt und während des Vorgangs keine Perforationen auftreten. Insgesamt weist die Beschriftung ein angenehmes Aussehen auf und entspricht dem Verpackungsdesign gut. Da der Vorgang auf kontaktloser Basis mit einem relativ großen Abstand zwischen Beschriftungseinrichtung und Versiegelungsfilm ausgeführt wird, können Behälter, die bereits gefüllt und versiegelt sind, ohne jegliches Problem bezüglich Deutlichkeit und Auflösung der Beschriftung beschriftet werden. Überdies hat die Integration einer Beschriftungseinheit innerhalb einer Verpackungsanlage den Vorteil, dass der Produktionsvorgang wesentlich flexibler sein kann. Außerdem wurde gezeigt, dass die Beschriftung nach der Sterilisation deutlich lesbar bleibt und keinen Änderungen unterliegt.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Beschriften eines laminierten Films (12), der mindestens eine Trägerschicht und einen an dieser mittels einer Klebeschicht befestigten Kunststofffilm umfasst, wobei das Verfahren die Entfernung und/oder strukturell sichtbare Modifizierung des Kunststofffilms durch einen Laser (2) umfasst und ferner umfasst, dass der laminierte Film (12) die Trägerfolie einer Blisterpackung (11) bildet und fest mit der Blisterpackung (11) versiegelt wird, wobei mehrere Blisterpackungen (11) mit einem Streifen des laminierten Films (12) bedeckt werden und einen Blisterstreifen (10) bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Verwendung von fünf Blisterpackungen (11) umfasst, die den Blisterstreifen (10) bilden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches umfasst, dass der laminierte Film (12) nach dem Versiegeln mit der Blisterpackung (11) mit einem Laser beschriftet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches das Versiegeln des laminierten Films (12) mit der Blisterpackung (11) und die prozessgekoppelte Beschriftung des laminierten Films (12) in einer Verpackungsanlage umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, welches das Bereitstellen einer Anschlagstange (13) in der Verpackungsanlage umfasst, um die Blisterpackungen (11) in einer festen Beschriftungsposition zu stoppen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, welches umfasst, dass die Blisterpackungen (11) innerhalb der Verpackungsanlage in mehreren Linien (7) längsseits zueinander transportiert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, welches ferner die Bereitstellung von zwei oder mehr Lasern in der Verpackungsanlage für das Beschriften des laminierten Films (12), der in den Linien (7) die Blisterpackungen (11) bedeckt, umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches die Verwendung eines Kunststofffilmmaterials umfasst, das Pigmente enthält, die ihre Farbe bei der Laserbehandlung ändern.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches die Verwendung eines Kunststofffilms umfasst, der auf der Seite, die von der Trägerschicht abgewandt ist, oder auf der Seite, die der Trägerschicht zugewandt ist, bedruckt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches die Verwendung eines Metallfilms als Trägerschicht umfasst.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches die Verwendung eines thermoplastischen Polymers, z.B. Polyolefin, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol oder Acrylnitril-Polymer, als Trägerschicht umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welches die die Verwendung eines CO2-Lasers als Laser (2) umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, welches die Verwendung eines CO2-Lasers mit einer Wellenlänge von λ = 10,6 μm umfasst, und wobei der Brennpunkt des Laserstrahls (5) einen Durchmesser von 1000 – 100 μm, vorzugsweise 320 μm, aufweist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welches die Verwendung eines Nd:YAG-Lasers als Laser (2) umfasst.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welches das Verpacken einer ophthalmischen Linse, insbesondere einer Kontaktlinse, in einer Blisterpackung (11) umfasst.
DE69911791T 1998-07-22 1999-07-20 Verfahren zum beschriften eines laminierten films Expired - Lifetime DE69911791T2 (de)

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