EP2651766B1

EP2651766B1 - Verfahren zur befüllung einer kavität, insbesondere eines blisters einer blisterverpackung, mit einer flüssigkeit

Info

Publication number: EP2651766B1
Application number: EP11794743.2A
Authority: EP
Inventors: Dirk Osterloh; Berthold Lange
Original assignee: Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: WO2012080190A1; JP6040940B2; EP2651766A1; JP2014501207A; US9102463B2; US20140131247A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung wenigstens einer Kavität, insbesondere eines Blisters einer Blisterverpackung, mit einer Flüssigkeit.
Die Befüllung einer oder mehrerer Kavitäten mit Stoffen, festen Körpern oder auch Flüssigkeiten ist beispielsweise aus dem Gebiet der so genannten Sichtverpackungen oder Blisterverpackungen bekannt. Blisterverpackungen werden in unterschiedlichen Branchen und Industriebereichen verwendet und sind mit wenigstens einer Kavität ausgestattet, in die der zu befüllende Inhalt aufgenommen wird. Dabei ist in einer Regel der in der oder den Kavitäten aufgenommene Inhalt von außen sichtbar. Blisterverpackungen weisen daher den Vorteil auf, dass sie als Verkaufsverpackungen genutzt werden können.
Im pharmazeutischen bzw. medizinischen Bereich dienen Blisterverpackungen zur Verpackung von pharmazeutischen Formulierungen, Tabletten, Kapseln oder andere Formen von Arzneimitteln und zum Schutz dieser vor Umwelteinflüssen von außen, die unter Umständen die pharmazeutische Qualität der Formulierung beeinflussen können.
Typische Blisterverpackungen bestehen aus wenigstens zwei Folien, die ihrerseits aus mehreren Schichten verschiedener oder gleicher Materialien aufgebaut sein können. Dabei handelt es sich zum einen um eine Bodenschicht bzw. Bodenfolie, zum anderen um eine Deckschicht oder Deckfolie.
In der Bodenfolie können eine oder mehrere Wannen ausgebildet sein, in die die pharmazeutische Formulierung, Tablette oder Kapsel eingelegt bzw. eingefüllt wird. Die Deckfolie wird dann auf die Bodenfolie aufgelegt und an dieser fixiert, wobei dies beispielsweise an den Randstellen durch Verkleben, Heißsiegeln, Verschweißen oder dergleichen erfolgen kann. Die Folien sind in der Regel aus Kunststoff oder Metall (z.B. Aluminium) hergestellt, wobei andere Materialien, wie z. B. Papier grundsätzlich ebenfalls oder auch zusätzlich verwendet werden können.
Die DE 103 43 668 A1 zeigt einen möglichen Aufbau und ein mögliches Verfahren für die Herstellung einer Blisterverpackung für Arzneimittel. Dies ist dem Fachmann bekannt und es soll daher darauf nicht näher eingegangen werden.
Aus der FR 2 528 386 A1 ist ein Verfahren zur Befüllung zur Befüllung einer Kavität gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, wobei eine erste Kavität zumindest teilweise mit Flüssigkeit befüllt wird und zumindest ein Teil der Flüssigkeit in eine zweite Kavität verdrängt wird.
Aus der EP 2 243 715 A1 ist ein Blister mit wenigstens zwei Kavitäten bekannt, die durch ein Brückenelement stegartig getrennt sind. Hierdurch ist es möglich, unterschiedliche Medikamente benachbart getrennt in den Kavitäten anzuordnen und durch Druckaufbringung gleichzeitig zu entnehmen.
Aus der DE 20 2007 003 050 U1 ist eine Blisterverpackung bekannt, welche mit einem flüssigen oder gelförmigen Wirkstoff befüllt ist. Dabei soll der Wirkstoff mittels Diffusion an die Umgebung abgegeben werden. Mögliche Anwendungsfälle sind beispielsweise Raumdeos bzw. Lufterfrischer, Insektenrepellenten, WC-Deos. usw. In Abschnitt 0004 dieser Schrift wird erwähnt, dass ein Problem auftritt, wenn der Behälter nach einer gewissen Gebrauchszeit nicht mehr ganz befüllt ist. Die Schrift geht daher offensichtlich von einer vollständigen Befüllung der Kavität der Blisterverpackung mit Flüssigkeit bzw. Gel aus.
Es wird jedoch dem Fachmann aus der DE 20 2007 003 050 U1 , der FR 2 528 386 A1 und der EP 2 243 715 A1 keine Anleitung gegeben, wie eine vollständige, insbesondere luftblasenfreie Befüllung zuverlässig zu bewerkstelligen ist. Die Lösung dieses Problems ist auch keine Aufgabe, welche sich die genannten Schriften gestellt haben und ist für die Funktion der in diesen Schriften beschriebenen Erfindungen auch nicht von weiterer Bedeutung.
Es kann jedoch durchaus Anwendungsfälle geben, in denen eine vollständige Befüllung einer Kavität mit Flüssigkeit, insbesondere des Blisters (engl. = Blase) einer Blisterverpackung, mit Flüssigkeit unbedingt notwendig ist. Dieser Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn eine Blisterverpackung auf einer medizintechnischen Cartridge (beispielsweise einem Biosensor) montiert ist und die in die Kavität der Blisterverpackung gefüllte, mit Reagenzien versehene Flüssigkeit eine gewisse Nachweisreaktion an bestimmten Orten der Cartridge auslösen soll. Die Cartridge wird zumeist ein mikrofluidisches System beinhalten. Damit eine durch die Flüssigkeit angestrebte Nachweisreaktion nicht verfälscht oder beeinflusst wird, kann es erforderlich sein, dass nach Öffnen der Kavität der Blisterverpackung, bspw. durch einen Mechanismus der Cartridge, die Flüssigkeit luftblasenfrei auf die Cartridge übergeben wird. Dies setzt neben anderen gegebenenfalls in den Mechanismen der Cartridge technisch noch durchzuführenden Maßnahmen zumindest voraus, dass die Kavität der Blisterverpackung selbst vollständig, d. h. luftblasenfrei mit Flüssigkeit befüllt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine vollständige Befüllung einer Kavität, insbesondere eines Blisters einer Blisterverpackung, mit Flüssigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Befüllung wenigstens einer Kavität, insbesondere eines Blisters einer Blisterverpackung, mit einer Flüssigkeit vorgesehen, welches wenigstens folgende Verfahrensschritte enthält:

teilweise Befüllung einer Kavität eines zumindest zwei Kavitäten enthaltenen Halbzeugs mit der Flüssigkeit,
zumindest bereichsweise Deckelung des Halbzeugs, derart, dass ein Austritt von Flüssigkeit aus dem Halbzeug ausgeschlossen wird,
Verdrängung zumindest eines Teils der Flüssigkeit aus der bereits teilweise befüllten Kavität, derart, dass wenigstens eine andere Kavität durch einen Teil der verdrängten Flüssigkeit vollständig gefüllt wird und wenigstens ein anderer Teil der verdrängten Flüssigkeit zumindest teilweise wenigstens einen Überlauf füllt.

Durch dieses Verfahren ist eine vollständige, luftblasenfreie Befüllung wenigstens einer Kavität sehr zuverlässig und prozesssicher möglich. So braucht zunächst nur eine erste Kavität teilweise mit Flüssigkeit befüllt zu werden, was technisch sehr einfach möglich ist. Zudem bietet die teilweise Befüllung den Vorteil, dass die Flüssigkeit beim Transport zwischen entsprechenden Stationen einer Fertigungseinrichtung nicht so leicht aus der teilweise befüllten Kavität hinaustreten und die Umgebung bzw. Fertigungseinrichtungen kontaminieren kann.
Nach der Deckelung des Halbzeugs, beispielsweise der Bodenfolie einer Blisterverpackung, wird ein Austritt von Flüssigkeit ausgeschlossen. Das Halbzeug ist so bereits für den darauf folgenden Bearbeitungsschritt vorbereitet bzw. "konfektioniert" und kann zeitnah oder auch zu einem späteren Zeitpunkt dem weiteren Verfahrensschritt der oben genannten Verdrängung zugeführt werden. Eine Lagerung oder ein Weitertransport ist ohne Gefahr eines Austritts der Flüssigkeit aus dem Halbzeug möglich.
Die in einem weiteren Verfahrensschritt erfolgte Verdrängung zumindest eines Teils der Flüssigkeit aus der bereits teilweise befüllten Kavität führt dann zu einem Zusammenwirken der zumindest zwei Kavitäten, derart dass letztlich eine Kavität vollständig (ohne Lufteinschluss) befüllt wird. Aufgrund des fluidischen Zusammenwirkens der Kavitäten und des Überlaufs kann die zuerst teilweise befüllte Kavität quasi als "Befüllkavität", die wenigstens eine andere, vollständig befüllte Kavität quasi als "Funktionskavität" bezeichnet werden. Der vorzusehende wenigstens eine Überlauf selbst kann bspw. auch als Kavität in der Art der anderen Kavitäten ausgestaltet sein. Diese Kavität, welche einen Teil der verdrängten Flüssigkeit aufnimmt und zumindest teilweise befüllt wird, ist dann quasi als "Überlaufkavität" zu bezeichnen. Die "Funktionskavität" kann nach weiteren möglichen, noch zu beschreibenden Verfahrensschritten ihrem Bestimmungsort bzw. ihrer bestimmungsgemäßen Funktion, beispielsweise in einer medizintechnischen Cartridge, zugeführt werden.
Es ist dabei sehr zweckmäßig, das Verfahren derart auszugestalten, dass das Befüllvolumen der Flüssigkeit in der zuerst teilweise befüllten Kavität derart gewählt ist, dass selbst bei nur teilweiser Verdrängung dieser Flüssigkeit aus der zuerst teilweise befüllten Kavität, die wenigstens eine andere Kavität vollständig befüllt und der wenigstens eine Überlauf zumindest teilweise befüllt wird. Es ist nämlich nicht auszuschließen, dass bei der Verdrängung der Flüssigkeit aus der zuerst teilweise befüllten Kavität diese nicht vollständig sondern nur teilweise verdrängt wird, so dass ein Rest an Flüssigkeit in der zuerst teilweise befüllten Kavität verbleibt. Dennoch soll eine vollständige Befüllung der wenigstens einen anderen Kavität und eine wenigstens teilweise Befüllung des wenigstens einen Überlaufs mit überschüssiger Flüssigkeit möglich sein. Hierzu wird in aller Regel auch das Volumen der zuerst teilweise befüllten Kavität deutlich größer gewählt sein als das Volumen der vollständig zu befüllenden Kavität. Die Prozesssicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch also erhöht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besteht darin, dass die Deckelung des Halbzeugs derart erfolgt, dass ein Austritt von Flüssigkeit aus dem Halbzeug ausgeschlossen wird und ein Flüssigkeitstransport bzw. Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kavitäten nur unter Aufbringung eines bestimmten Drucks erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, das gedeckelte Halbzeug zu lagern oder zu transportieren, ohne dass die bereits in die erste Kavität befüllte Flüssigkeit vorzeitig, d. h. vor einer weiteren Bearbeitung (Verdrängung der Flüssigkeit aus der bereits teilweise befüllten Kavität, in eine andere Kavität gelangt. Der Fachmann wird zwar ohnehin eine fluidische Verbindung zwischen den wenigstens zwei genannten Kavitäten vorsehen, jedoch kann durch diese Ausgestaltung der Erfindung die Prozesssicherheit weiter erhöht werden, da ein vorzeitig zwischen den Kavitäten erfolgter Flüssigkeitstransport unter Umständen zur Beeinträchtigung dieses Verfahrens führen könnte. Der aufzubringende Druck zur Erzielung eines Flüssigkeitstransportes zwischen den Kavitäten wird verständlicherweise durch geeignete Dimensionierung (bspw. Auslegung von fluidischen "Ventilen" zwischen den Kavitäten) so bemessen werden, dass dieser lediglich zu einem Flüssigkeitstransport zwischen den Kavitäten jedoch nicht zu einem Austritt von Flüssigkeit aus dem Halbzeug führt.
Die Verdrängung zumindest eines Teils der Flüssigkeit aus der bereits teilweise befüllten Kavität kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise ist denkbar, die Flüssigkeit aus der teilweise befüllten Kavität durch Anlegen eines Unterdrucks herauszusaugen oder auch durch Anlegen eines Überdrucks herauszupumpen. Es hat sich jedoch für den gerätetechnischen Verfahrensaufbau als sehr einfach erwiesen, wenn die Verdrängung durch eine Deformation der Kavität erfolgt. Die Deformation der Kavität kann vorteilhafterweise mittels eines stempelartigen Werkzeugs erfolgen.
Es hat sich dabei als sehr zweckmäßig herausgestellt, dass zumindest bei der Deformation der Kavität das Halbzeug mit seiner Flächenerstreckung im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, wobei die zu deformierende Kavität in Relation zu der wenigstens einen anderen Kavität sowie des wenigstens einen Überlaufs unten positioniert ist. Hierdurch kann bei der Deformation die Luft in der teilweise befüllten Kavität besonders leicht nach oben vor der Flüssigkeitssäule vorhergeschoben werden und durch eine geeignete Entlüftungseinrichtung entweichen.
Zweckmäßigerweise sollte erst unmittelbar vor der Deformation der Kavität eine Entlüftungsöffnung in die Deckelung des Halbzeugs eingebracht werden, damit vor dem Verfahrensschritt der Verdrängung (Deformation) eine weitestmögliche Geschlossenheit des Systems nach außen hin gewährleistet werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird nach der Deformation der Kavität und der vollständigen Befüllung der wenigstens einen anderen Kavität die wenigstens eine andere Kavität flüssigkeitsdicht verschlossen und zweckmäßigerweise nach dem flüssigkeitsdichten Verschließen der Kavität von den anderen Kavitäten bzw. vom Überlauf getrennt. Die vollständig befüllte Kavität ("Funktionskavität") liegt somit als transport- und lagerfähiges Endprodukt vor und kann zu einem gegebenen Zeitpunkt seinem bestimmungsgemäßen Ort bzw. seiner bestimmungsgemäßen Funktion zugeführt werden.
Standardmaschinen bspw. für die Herstellung von Blisterverpackungen stellen die Kavitäten in Folien durch Tiefziehen her. Es bietet sich daher vorteilhafter Weise an, dass die Kavitäten in das Halbzeug durch Tiefziehen eingebracht worden sind. Somit kann zumindest die Herstellung des Halbzeugs auf kostengünstigen Standardmaschinen erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Tiefziehen Löcher in das Halbzeug eingebracht werden. Derartige Löcher können beispielsweise als Positionierlöcher dienen, für den Fall dass einzelne, bspw. jeweils wenigstens zwei Kavitäten und wenigstens einen Überlauf enthaltene Halbzeuge bearbeitet werden sollen. Sie können aber auch als Transportlöcher dienen, wenn das Halbzeug beispielsweise als Endlosstreifen mit vielen aneinander gereihten "Einzel-Halbzeugen" (wie zuvor erwähnt) ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft aber nicht nur ein Verfahren wie vorstehend beschrieben sondern auch ein Halbzeug, welches zur Verwendung in einem solchen Verfahren besonders gut geeignet ist.
Erfindungsgemäß ist dabei das Halbzeug wenigstens bereichsweise folienartig ausgebildet und weist wenigstens zwei Kavitäten mit einem ersten Volumen bzw. einem zweiten Volumen auf, wobei die Volumina unterschiedlich groß sind.
Durch die folienartige Ausbildung des Halbzeugs können die Kavitäten sehr leicht im Tiefziehverfahren auf Standardmaschinen, insbesondere solchen für die Blisterverpackung hergestellt werden. Die unterschiedliche Größe der Kavitäten ist eine notwendige Voraussetzung dafür, dass die hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebene Wirkung der Verdrängung, nämlich vollständige Befüllung einer Kavität, auftreten kann.
Dabei hat sich in Versuchen gezeigt, dass es sehr zweckmäßig ist, das Volumen der ersten Kavität in etwa 50 bis etwa 150 Prozent, vorzugsweise in etwa 100 Prozent größer als das Volumen der wenigstens einen zweiten Kavität auszubilden.
Weiterhin ist es denkbar, dass ein Halbzeug zur Verfügung gestellt wird, welches zumindest bereichsweise bereits gedeckelt ist, derart, dass ein Austritt von Flüssigkeit aus dem Halbzeug ausgeschlossen wird und ein Flüssigkeitstransport zwischen den Kavitäten nur unter Aufbringung eines bestimmten Drucks möglich ist. Dies setzt natürlich voraus, dass das Halbzeug bzw. die wenigstens eine erste Kavität bereits teilweise mit Flüssigkeit befüllt ist. Ein solchermaßen vorbereitetes Halbzeug könnte beispielsweise durch einen Zulieferer angeliefert bzw. im eigenen Unternehmen bereits hergestellt und zwischengelagert worden sein und müsste dann nur noch den weiteren Verfahrensschritten zugeleitet werden. Die Höhe eines solchen aufzubringenden Drucks könnte beispielsweise durch die Dimensionierung geeigneter, ventilartiger Unterbrechungen eines zwischen den Kavitäten befindlichen kanalartigen Bereichs vorbestimmt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Flüssigkeitstransport zwischen den Kavitäten nicht unbeabsichtigt bereits vor Durchführung der weiteren Verfahrensschritte erfolgt.
Das Halbzeug kann dabei vorteilhaft beispielsweise zumindest bereichsweise derart gedeckelt sein, dass zwischen den Kavitäten wenigstens ein kanalartiger Bereich verbleibt, der bereichsweise unterbrochen ist und die wenigstens eine zweite Kavität mit wenigstens einem Überlauf verbunden ist.
Zweckmäßigerweise kann der wenigstens eine Überlauf als weitere Kavität in der Art der anderen Kavitäten ausgebildet sein. In diesem Falle kann die als Überlauf wirkende Kavität bereits mit den anderen Kavitäten in das Halbzeug durch Tiefziehen eingebracht worden sein und es ist angebracht, die weitere Kavität mit der vollständig zu befüllenden Kavität mittels wenigstens eines fluidischen Kanals zu verbinden und mit einer Entlüftung zu versehen. Der wenigstens eine Überlauf kann natürlich aber auch anders ausgestaltet sein, bspw. lediglich kanalartig, wobei dann in den kanalartigen Überlauf selbst eine geeignete Entlüftung vorzusehen wäre.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen deutlich, was mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert werden soll. Dabei bedeuten

Fig. 1: eine prinziphafte Darstellung eines möglichen Halbzeugs in einer Querschnittsansicht,
Fig. 2: eine Ansicht des Halbzeugs gemäß Fig. 1 in der Draufsicht,
Fig. 3a bis f: eine prinziphafte Darstellung unterschiedlicher Verfahrensschritte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, in einer Ansicht wie bei Fig.1,
Fig. 4: eine prinziphafte Draufsicht auf das in einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter verarbeitete Halbzeug und
Fig. 5: eine prinziphafte Draufsicht eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Endprodukts in Form einer Blisterverpackung mit einem vollständig befüllten Blister.

Zunächst wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Darin ist ein folienartiges, als Endlosstreifen ausgebildetes Halbzeug 1 ersichtlich, welches quer zu seiner Längserstreckung drei Kavitäten 10, 11 und 12 mit einem Volumen V1, V2 bzw. V3 aufweist. Das Volumen V1 der ersten Kavität 10 ist in etwa 50 bis 150 Prozent, vorzugsweise in etwa 100 Prozent größer als das Volumen V2 der zweiten Kavität 11. Das Volumen V3 der dritten Kavität 12 ist hingegen lediglich so zu wählen, dass die Kavität 12 überschüssige Flüssigkeit F ohne weiteres aufnehmen kann (vgl. auch Fig. 3d). So kann das Volumen V3 der Kavität 12 beispielsweise in etwa 40 bis 60 Prozent, vorzugsweise in etwa 50 Prozent geringer gewählt sein als das Volumen V2 der zweiten Kavität 11.
Entsprechend der Ausgestaltung des folienartigen Halbzeugs 1 als Endlosstreifen ist eine Vielzahl von hintereinander befindlichen Bereichen mit jeweils drei Kavitäten 10 bis 12 bzw. 10' bis 12' usw. ersichtlich. Entlang der äußeren Randbereiche des Endlosstreifens sind zudem Transportlöcher 13 erkennbar. Es wäre jedoch denkbar die jeweiligen (durch gestrichelten Querstrich angedeuteten) Bereiche jeweils als einzelne Halbzeuge 1', 1" usw. zu bearbeiten, wobei die Löcher 13 als Positionierlöcher fungieren könnten.
In den Fig. 3a bis 3f wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren näher beschrieben. Dabei sind Fertigungseinrichtungen nur insoweit angedeutet, als dass sie dem Verständnis der Erfindung zuträglich sind.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 (Fig. 3a) wird nun die erste Kavität 10 mit einer Reagenzien enthaltenen Flüssigkeit F mit einem Befüllvolumen VB1 befüllt, welches geringer ist als das Volumen V1 dieser Kavität. Hierdurch ergibt sich eine teilweise Befüllung, so dass ein ungefülltes Restvolumen VR1 in der Kavität 10 verbleibt. In dieser Figur sind noch die Positionier- bzw. Transportlöcher 13 angedeutet. Der Befüllvorgang erfolgte von oben und ist nicht näher dargestellt, weil er für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich ist. Er kann mit einem geeigneten Werkzeug, beispielsweise mit einer Pipette oder dergleichen erfolgen.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 (Fig. 3b) wird nun eine Abdeckfolie 2 auf das Halbzeug 1 aufgelegt und ein erstes Siegelwerkzeug 3 (gestrichelt angedeutet) vertikal gegen die Abdeckfolie 2 herangeführt. Das Siegelwerkzeug 3 berücksichtigt dabei eine zu erzeugende Kanalstruktur, welche anhand von Fig. 4 noch näher erläutert wird. Es weist daher zu diesem Zweck Aussparungen 30 bzw. Vorsprünge 31 auf, welche dazu führen dass nur bestimmte Bereiche der Abdeckfolie 2 mit dem folienartigen Halbzeug 1 verbunden werden, andere nicht. So entstehen nach der Heißsiegelung zwischen den Kavitäten 10 und 11 bzw. 11 und 12 kanalartige, unversiegelte Bereiche 21 bzw. 21'. In diesen kanalartigen, unversiegelten Bereichen 21 bzw. 21' liegt die Abdeckfolie 2 also lediglich auf dem folienartigen Halbzeug 1 auf und ist mit diesem nicht verbunden, so dass in den Bereichen 21 bzw. 21' ein Flüssigkeitstransport bzw. Flüssigkeitsdurchgang erfolgen kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Dicke der Abdeckfolie 2 in den prinziphaften Darstellungen im Vergleich zum folienartigen Halbzeug 1 wegen der besseren Darstellbarkeit übertrieben groß gewählt ist.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird durch die Heißsiegelung um die Kavitäten 10 bis 12 herum ein großflächig versiegelter Bereich 20 erzeugt (punktiert dargestellt), wobei zwischen den Kavitäten 10 und 11 bzw. 11 und 12 die kanalartigen, unversiegelten Bereiche 21 bzw. 21' verbleiben. Zwischen den Kavitäten 10 und 11 ist zusätzlich ein versiegelter, stegartiger Bereich 22 ersichtlich, welcher durch den Vorsprung 31 des Siegelwerkzeugs 3 erzielt wurde. Dieser Bereich 22 ist so dimensioniert, dass unter normalen Umständen (d. h. bei Transport und Lagerung) ein Flüssigkeitsdurchgang von der in der Kavität 10 befindlichen Flüssigkeit F durch den kanalartigen Bereich 21 nicht möglich ist. Gleichermaßen stellt der großflächig versiegelte Bereich 20 eine flüssigkeitsdichte Verbindung der Abdeckfolie 2 mit dem folienartigen Halbzeug 1 dar. Lediglich bei Erhöhung des Drucks auf den versiegelten, stegartigen Bereichs 22 (beispielsweise durch Deformation der ersten Kavität 10, vergleiche auch Fig. 3d) kann der versiegelte, stegartige Bereich 22 durchbrochen werden. Der Bereich 22 wirkt also quasi als Durchlassventil und kann je nach Bedarf dimensioniert werden.
Die beschriebene Deckelung des Halbzeugs 1 mit der Abdeckfolie 2 und die gewünschte flüssigkeitsdichte Verbindung kann mittels üblicher Verfahren wie Heißsiegeln, Kleben, Schweißen oder dergleichen erfolgen.
In einem weiteren Verfahrensschritt S3 (Fig. 3c) wird nun mittels eines stiftartigen Lochwerkzeugs 4 eine Entlüftungsöffnung 14 in die Abdeckfolie 2, und zwar über der dritten Kavität 12, eingebracht.
Darauf folgt ein weiterer Verfahrensschritt S4 (Fig. 3d), in dem die erste Kavität 10 mittels eines stempelartigen Werkzeugs 5 deformiert wird. Konkret fährt das stempelartige Werkzeug 5 von der der Abdeckfolie 2 abgewandten Seite des Halbzeugs 1 kontrolliert in die erste Kavität 10 ein. Kontrolliert heißt, dass durch dieses Einfahren die Kavität 10 nicht beschädigt, sondern lediglich deformiert wird. Bedingt durch die Deformation der Kavität 10 wird ein Großteil der darin befindlichen Flüssigkeit F und auch Luft durch den kanalartigen Bereich 21 bzw. in Richtung des versiegelten, stegartigen Bereichs 22 gedrückt, wodurch der Bereich 22 ventilartig geöffnet wird und die Flüssigkeit F in die zweite Kavität 11 gelangt. Es ist ersichtlich, dass trotz Deformation der ersten Kavität 10 noch ein Befüll-Restvolumen VBR1 in der ersten Kavität 10 verbleibt, desgleichen ein bestimmter Lufteinschluss L. Trotz dieses in aller Regel nicht vermeidbaren Befüll-Restvolumens VBR1 der ersten Kavität 10 wird die zweite Kavität 11 mit einem Befüllvolumen VB2 an Flüssigkeit F befüllt, welches in etwa ihrem Volumen V2 entspricht. Die zweite Kavität 11 wird also vollständig (ohne Lufteinschluss) gefüllt. Die erste Kavität 10 ist, wie bereits erwähnt, im Ausführungsbeispiel deutlich größer als die zweite Kavität 11 und das gewählte Befüllvolumen VB1 der ersten Kavität 10 (in etwa 60 Prozent des Volumens V1) entspricht in etwa 120 bis 150 Prozent des Volumens V2 der zweiten Kavität 11. Eine solche Dimensionierung reicht aus, um zusätzlich zur vollständigen Befüllung der Kavität 11 noch die dritte Kavität 12 mit einem Befüllvolumen VB3 zu füllen, welches geringer ist als das Volumen V3 der dritten Kavität 12. Hierdurch entsteht ein ungefülltes Restvolumen VR3 der dritten Kavität 12. Die dritte Kavität 12 wirkt somit als Überlauf für die zweite Kavität 11 und kann die nicht durch die Kavität 11 aufnehmbare, überschüssige Flüssigkeit F ohne weiteres aufnehmen. Die bei der Verdrängung der Flüssigkeit F vor deren Flüssigkeitsfront vorangetriebene Luft kann über die zuvor eingebrachte Entlüftungsöffnung 14 entweichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in der Fig. 3d die Flächenausrichtung des folienartigen Halbzeugs 1 zwar in etwa horizontal dargestellt ist, es sich in Versuchen jedoch gezeigt hat, dass für den Verfahrensschritt S4 eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung der Flächenausrichtung des folienartigen Halbzeugs 1 durchaus Vorteile bietet, wobei die erste Kavität 10 zu unterst positioniert sein sollte. Dies führt dazu, dass während der Deformation der Kavität 10 die eingeschlossene Luft sehr leicht oben vor der Flüssigkeitsfront vorhergetrieben, den Bereich 22 durchbrechen und bis hin zur Entlfüftungsöffnung 14 gelangen kann. Zusätzlich ist noch der mögliche Einsatz von Gegenhaltern 6 gestrichelt angedeutet.
Es sei angemerkt, dass im Ausführungsbeispiel die dritte Kavität 12 zwar als "Überlaufkavität" dient, jedoch ist die Ausgestaltung eines Überlaufs nicht unbedingt nach Art der Kavität 12 notwendig. Die Funktion eines Überlaufs könnte bereits durch den sich an die zweite Kavität 11 anschließenden und mit einer entsprechenden Entlüftungsöffnung versehenden, kanalartigen Bereich 21' erfolgen. Auch andere Formen eines Überlaufs sind denkbar. Bei der Deformation sollte überschüssige Flüssigkeit F ungehindert aus der zweiten Kavität 11 in den Überlauf entweichen können. Die Ausgestaltung des Überlaufs nach Art der Kavität 12 bringt jedoch den Vorteil, dass diese eine vergleichsweise große Menge an überschüssiger Flüssigkeit F aufnehmen kann und die Gefahr eines ungewollten Austritts von Flüssigkeit F aus dem Überlauf nach draußen (Verschmutzung/Kontaminierung der Umgebung) vermieden wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt S5 (Fig. 3e), nachdem also eine vollständige Befüllung der Kavität 11 mit Flüssigkeit F bereits gelungen ist, kann vorgesehen sein, ein zweites Siegelwerkzeug 7 (gestrichelt angedeutet) derart an die Abdeckfolie 2 bzw. das folienartige Halbzeug 1 heranzuführen, dass die bestehenden kanalartigen Bereiche 21 bzw. 21' wieder flüssigkeitsdicht verschlossen werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt S6 (Fig. 3f) kann anschließend weiterhin vorgesehen sein, die vollständig mit Flüssigkeit F befüllte und durch Versiegelung endgültig abgedichtete Kavität 11 mittels eines geeigneten Schneidwerkzeugs 8 zu vereinzeln, d.h. von den Kavitäten 10 und 12 zu trennen. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass ein in der Fig. 5 ersichtliches, in der Draufsicht in etwa quadratisches Endprodukt 9 entsteht. Das Endprodukt 9 ist im Ausführungsbeispiel eine einzelne Blisterverpackung, welche eine vollständig mit Flüssigkeit befüllte Kavität 11 (Blister) aufweist. Die Kavität 11 ist ringsherum mit einem versiegelten Bereich 20' versehen. Selbstverständlich kann das Endprodukt 9 natürlich auch andere Erscheinungsformen aufweisen, beispielsweise mehrere, vollständig gefüllte Kavitäten 11, 11' usw., wenn in den vorgeschalteten Verfahrensschritten eine entsprechend andere Vereinzelung erfolgte.
Das erzeugte Endprodukt 9 kann zu einem späteren Zeitpunkt, wie bereits erwähnt, beispielsweise in einer mikrofluidischen bzw. medizintechnischen Cartridge eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1, 1', 1": folienartiges Halbzeug
10, 10': erste Kavität
11, 11': zweite Kavität
12, 12': dritte Kavität
13: Positionier- bzw. Transportlöcher
14: Entlüftungsöffnung
2: Abdeckfolie
20, 20': großflächig versiegelter Bereich
21, 21': kanalartige, unversiegelte Bereiche
22: versiegelte, stegartige Bereiche
3: erstes Siegelwerkzeug
30: Aussparungen
31: Vorsprünge
4: Lochwerkzeug
5: stempelartiges Werkzeug
6: Gegenhalter
7: zweites Siegelwerkzeug
8: Schneidwerkzeug
9: Endprodukt
V1: Volumen der ersten Kavität
V2: Volumen der zweiten Kavität
V3: Volumen der dritten Kavität
VB1: Befüllvolumen der ersten Kavität
VB2: Befüllvolumen der zweiten Kavität
VB3: Befüllvolumen der dritten Kavität
VBR1: Befüll-Restvolumen der ersten Kavität
VR1: ungefülltes Restvolumen der ersten Kavität
VR3: ungefülltes Restvolumen der dritten Kavität
L: Lufteinschluss
S1-S6: Verfahrensschritte
F: Flüssigkeit

Claims

Verfahren zur Befüllung wenigstens einer Kavität (11), insbesondere eines Blisters einer Blisterverpackung, mit einer Flüssigkeit (F), umfassend wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- Teilweise Befüllung (S1) einer Kavität (10) eines zumindest zwei Kavitäten (10, 11) enthaltenen Halbzeugs (1) mit der Flüssigkeit (F),

- Zumindest bereichsweise Deckelung (S2) des Halbzeugs (1), derart, dass ein Austritt von Flüssigkeit (F) aus dem Halbzeug (1) ausgeschlossen wird,

- Verdrängung (S4) zumindest eines Teils der Flüssigkeit (F) aus der bereits teilweise befüllten Kavität (10),
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine andere Kavität (11) durch einen Teil (VB2) der verdrängten Flüssigkeit vollständig gefüllt wird und ein anderer Teil (VB3) der verdrängten Flüssigkeit (F) zumindest teilweise wenigstens einen Überlauf (12) füllt
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllvolumen (VB1) der Flüssigkeit (F) in der zuerst teilweise befüllten Kavität (10) derart gewählt ist dass selbst bei nur teilweiser Verdrängung dieser Flüssigkeit (F) aus der zuerst teilweise befüllten Kavität (10), die wenigstens eine andere Kavität (11) vollständig befüllt und der wenigstens eine Überlauf (12) zumindest teilweise befüllt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelung (S2) des Halbzeugs (1) derart erfolgt, dass ein Austritt von Flüssigkeit (F) aus dem Halbzeug (1) ausgeschlossen wird und ein Flüssigkeitstransport zwischen den Kavitäten (10 und 11) nur unter Aufbringung eines bestimmten Drucks erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängung (S4) zumindest eines Teils der Flüssigkeit (F) aus der bereits teilweise befüllten Kavität (10) durch eine Deformation dieser Kavität (10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformation der Kavität (10) mittels eines stempelartigen Werkzeugs (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei der Deformation der Kavität (10) das Halbzeug (1) mit seiner Flächenerstreckung im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, wobei die zu deformierende Kavität (10) in Relation zu der wenigstens einen anderen Kavität (11) sowie dem wenigstens einen Überlauf (12) unten positioniert ist
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor der Deformation der Kavität (10) eine Entlüftungsöffnung (14) in die Deckelung (2) das Halbzeugs (1) eingebracht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Deformation der Kavität (10) und der vollständigen Befüllung (VB2) der wenigstens einen anderen Kavität (11) die wenigstens eine andere Kavität (11) flüssigkeitsdicht verschlossen (S5) wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem flüssigkeitsdichten Verschließen (S5) der Kavität (11) diese von den anderen Kavitäten (10, 12) bzw. dem Überlauf (12) getrennt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (10, 11, 12) in das Halbzeug (1) durch Tiefziehen eingebracht worden sind.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Tiefziehen Löcher (13) in das Halbzeug (1) eingebracht werden.