JP5744069B2 - 医療部門で使用するための連続したプラスチック帯状体で提供されるプラスチック製品を切断するための装置 - Google Patents
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Description
本発明は、単一プラスチック製品が医療部門で使用するために互いに接続される、連続したプラスチック帯状体で提供されるプラスチック製品を切断するための装置であって、少なくとも1つのレーザ、少なくとも1つのレーザ制御システム、少なくとも1つの光学取得およびデータ処理ユニット、および不正確なまたは十分でないレーザカットを検出するための一体化圧力センサを有する品質管理装置を備える、装置を対象とする。さらに、本発明は、医療部門で使用するためのプラスチック製品の生産、具体的には充填済みまたは充填可能プラスチック製品の生産のための機械であって、互いに接続された連続したプラスチック帯状体で提供されるプラスチック製品を切断するための装置を備える、機械を対象とする。同様に開示されるのは、単一プラスチック製品が互いに接続される、連続したプラスチック帯状体のプラスチック製品を切断する方法である。
さらなる好ましい実施形態は、従属請求項、実施例、図面、および説明から得られる。
プラスチック製品、たとえばアンプル、バッグ、または他のキャビティのレーザ分離の有意な利点の1つは、機械的分離後に鋭利な突起と対照的に溶融エッジを生成することである。これは、医療部門で使用するためのプラスチック製品を切断するときに特に重要である。その理由は、こうしたアンプルを使用するときに、鋭利な突起が、減菌手袋に損傷をもたらす場合がある、または、さらに医師または病院の職員の手を損傷する場合があるからである。機械的に切断されたプラスチック製品は、切断ブレードがカットラインを残す側で鋭利な突起が発生することがあるという事実によって、鋭利な突起を常に有する。
・圧力センサが抵抗を全く登録しない場合、アンプルは、正しく分離され、エッジは、アンプルの周りで完全に溶融する。
・周囲残留材料からアンプルを押出すために0.5Nを超える抵抗を圧力センサが登録する場合、かなりの鋭利な突起が形成されており、アンプルは、無害(harmless)な可能性があり、分類除去される。
そのため、周囲残留材料からプラスチック製品を押出すために必要とされる力は、プラスチック製品が、正しく切断されたかどうか、すなわち、周囲材料からプラスチック製品が押出されうるか否かに関する情報を提供する。さらに、要求される力は、突起が安全であるかどうか、すなわち、おそらく有害である場合がある鋭利な突起が形成されたかどうかを示す。
a)連続したプラスチックの帯状体に埋め込まれた相互接続されたプラスチック製品を提供するステップと、
b)光学取得ユニットを通して、連続したプラスチックの帯状体に埋め込まれた相互接続されたプラスチック製品について位置データを確定し、データ処理ユニットを通して切断パターンを計算するステップと、
c)制御可能な集光系光学部品、制御可能な偏向手段、およびビーム形成手段を備えるレーザ制御システムによってレーザを制御するステップであって、確定された位置データに応じて、少なくとも1つのレーザの焦点の位置および強度が制御される、ステップと、
d)計算された切断パターンに従って、連続したプラスチックの帯状体で提供される相互接続されたプラスチック製品を切断するステップと、を含む。
さらなる実施形態では、上記の方法は、さらに、
e)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを押出すのに必要とされる力を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
e’)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを分離するのに必要とされる過小圧力(underpressure)を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
e”)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを分離するのに必要とされる引張り力を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
のうちの1つのステップを含みうる。
本発明は、さらに、医療部門で使用するための1回のレーザカットによって切断されるセグメントからなる、連続した帯状体で提供されるプラスチック製品を切断するための方法を対象とし、該方法は、変化する温度において連続した帯状体で提供されるプラスチック製品を切断することを可能にする。
その結果、レーザ切断されるセグメントからなる、連続したプラスチックの帯状体で提供される医療部門で使用するためのプラスチック製品を切断するための方法が提供され、該方法は、
a)レーザ切断されるセグメントからなる連続したプラスチックの帯状体に埋め込まれた相互接続されたプラスチック製品を設けるステップであって、各セグメントは、レーザ切断されている間にクールダウンし、切断されるときに30℃〜155℃以内の任意の温度範囲を有する、ステップと、
b)光学取得ユニットを通して1つのセグメントにおいて連続したプラスチックの帯状体に埋め込まれた相互接続されたプラスチック製品について位置データを確定し、データ処理ユニットを通して切断パターンを計算するステップと、
c)制御可能な集光系光学部品、制御可能な偏向手段、およびビーム形成手段を備えるレーザ制御システムによってレーザを制御するステップであって、確定された位置データに応じて、少なくとも1つのレーザの焦点の位置および強度が制御される、ステップと、
d)計算された切断パターンに従って1つのセグメントにおいて連続したプラスチックの帯状体で提供される相互接続されたクールダウンしているプラスチック製品をレーザ切断するステップと、を含む。
プラスチック製品、たとえばアンプル、バッグ、または他のキャビティのレーザ分離の有意な利点の1つは、機械的分離後に鋭利な突起と対照的に溶融エッジを生成することである。これは、医療部門で使用するためのプラスチック製品を切断するときに特に重要である。その理由は、こうしたアンプルを使用するときに、鋭利な突起が、減菌手袋に損傷をもたらす場合がある、または、さらに医師または病院の職員の手を損傷する場合があるからである。機械的に切断されたプラスチック製品は、切断ブレードがカットラインを残す側で鋭利な突起が発生することによって、鋭利な突起を常に有する。
・圧力センサが抵抗を全く登録しない場合、アンプルは、正しく分離され、エッジは、アンプルの周りで完全に溶融する。
・周囲残留材料からアンプルを押出すために0.5Nを超える抵抗を圧力センサが登録する場合、かなりの鋭利な突起が形成されており、アンプルは、有害な可能性があり、分類除去される。
そのため、周囲残留材料からプラスチック製品を押出すために必要とされる力は、プラスチック製品が、正しく切断されたかどうか、すなわち、周囲材料からプイラスチック製品が押出されうるか否かに関する情報を提供する。さらに、要求される力は、突起が安全であるかどうか、すなわち、おそらく有害である場合がある鋭利な突起が形成されたかどうかを示す。
さらなる実施形態では、上記の方法は、さらに、
e)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを押出すのに必要とされる力を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
e’)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを分離するのに必要とされる過小圧力を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
e”)切断済みプラスチック製品または切断済みプラスチック製品のパックを分離するのに必要とされる引張り力を測定する、一体化圧力センサを有する品質管理装置によって品質試験を実施するステップ
のうちの1つのステップを含みうる。
各ストリップは、20個のアンプルを含み、アンプルは、それぞれ周囲材料の残りに相互接続されると共に、側面に隣接するアンプルおよびトグル領域を有する。レーザは、20個のアンプルを含むアンプルストリップからそれぞれ5個のアンプルを有する4個のアンプルパックを切断する。これは、アンプルストリップ内の最も外側の2つのアンプルが、いくつかの狭い接続部を介して周囲材料に依然として接続されるが、アンプルパック間の接続が、すなわち5個のアンプルごとの後の接続が、互いから完全に分離されることを意味する。アンプルパック内のアンプル間の接続部は、穿孔され、アンプルパックからアンプルを手作業で分離することを容易にする。アンプルのトグル領域間の材料は、完全に切出され、アンプルの上側エッジが、いくつかの狭い接続部を除いて材料の残りから分離される。このステップにおいて、次のアンプルストリップのアンプルの底部は、やはり少数の狭い接続部を除いて周囲材料から分離される。この背後にある理由は、レーザビームが同じ作業ステップにおいてアンプル底部に達することができないというアンプルの幾何学的形状にある。その結果、アンプル底部は、前の作業ステップで分離される。目下の作業ステップにおいて、アンプルパックの残りの側が、切断され、次のアンプルの底部が切断される。
連続した帯状体で提供される相互接続されたプラスチックアンプルを切断するための方法
カメラは、連続したプラスチックの帯状体で提供される相互接続されたプラスチックアンプルについて位置データを取得する。位置データは、データ処理ユニットによって、レーザビーム用の切断パターンに変換される。レーザビームによってアンプルを分離するための正確な経路は、レーザビーム制御システムに変換済みコマンドの形態で送信されるアンプルのCADグラフィックの変換によって得られる。ビーム特性を改善するためのレンズシステムからなるビーム形成システム(4)は、ビームが、蒸発によるアンプル分離に適し、また同様に、いくつかのビームに分割されるようにレーザビーム(6)を修正する。それぞれ200Wの出力パワーを有する全部で4つのCO2レーザが使用される。レーザビームの集光特性を改善するために、レーザビームの径が、幅広化され、後続のミラー偏向器に対して調整される。ミラー偏向器は、必要な偏向範囲にわたって偏向した後、ビームが集光系光学部品の開口内で自由に移動できるような寸法に作られる。この実施例では、4つのミラー偏向システムおよび集光系光学部品が、互いに隣接して固定して使用される。レーザビームは、それぞれのパックが5個のアンプルからなるアンプルパックを、20個の隣接するアンプルを有するアンプルベルトから切断する。アンプルの幾何学的形状の結果として、レーザビームは、同じ作業ステップにおいてアンプル底部に達することができない。その結果、アンプル底部は、前の作業ステップにおいて分離される。目下の作業ステップにおいて、アンプルパックの残りの側が、切断され、次のアンプルの底部が切断される。アンプルパックは、狭い接続片によって依然として外側フレームワークに接続されるが、1つのアンプルパックが、隣接するアンプルパックから完全に分離される。パック内のアンプル間の材料は、レーザによって穿孔され、アンプルを手作業で分離することを容易にする。
実施例2
連続した帯状体で提供される医療部門で使用するための相互接続されたプラスチックアンプルを切断するための装置
充填機械から出て来るアンプルストリップを有するベルト(1)は、送込み装置(2)によって、ミラー偏向器(5)の下の処理位置に引張られる。この位置で、デジタルカメラは、複数の参照マーキングの画像を撮影し、これらのマーキングの位置を、前もって記憶された参照マーキングの指定された位置と比較する。こうして、アンプルの位置とサイズの両方が、登録され、アンプルまたはアンプルストリップ(1)内の温度の変化または冷却エリアの変化による、サイズおよび形態の偏差が、レーザビームの制御のために補正され送信される。
図1
I アンプルストリップを有するベルト
II アンプルを有するストリップ
III アンプル
IV 集光されたレーザビーム
V アンプル間の材料
VI 残留材料/フレームワーク
図2
1 アンプルベルト
2 送込み装置
3 花こう岩の構造
4 ビーム形成
5 制御可能な偏向手段
5a 光学取得ユニット
5b 制御可能な集光系光学部品
6 レーザ
7 一体化圧力センサを有する品質制御装置
8 ストライプを分離するナイフ
9 外部輸送ルート
10 残留材料用スライド
11 非分離アンプル用フラップ
12 非分離アンプルを有するストリップ
13 完全なベルトを方向転換するためのフラップ
14 トグル部分間の残留材料用容器
15 残留材料用容器
16 アンプルを有するストリップ用容器
17 レーザビームシステム用カバーフード
Claims (13)
- 連続したプラスチックの帯状体で提供される医療部門で使用するためのプラスチック製品を切断するための装置であって、少なくとも1つのレーザ、少なくとも1つのレーザ制御システム、少なくとも1つの光学取得ユニットおよびデータ処理ユニットを備え、
前記少なくとも1つのレーザ制御システムは、少なくとも1つの制御可能な集光系光学部品、少なくとも1つの制御可能な偏向手段、および、少なくとも1つのビーム形成手段を備え、
クールダウン中の収縮の間に、前記連続したプラスチックの帯状体で提供される前記プラスチック製品をレーザカットするのに適用される、装置。 - レーザビームの長期ドリフトの影響を補償するシステムおよび制御可能な偏向手段をさらに備える請求項1に記載の装置。
- 前記プラスチック製品は、ボトル、バッグ、容器、およびアンプルの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 連続したプラスチックの帯状体で提供される前記プラスチック製品を輸送するための搬送ユニットをさらに備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのレーザ、前記少なくとも1つのレーザ制御システム、前記少なくとも1つの光学取得ユニット、および、前記データ処理ユニットは、クールダウン中の収縮の間に、前記連続したプラスチックの帯状体で提供される前記プラスチック製品をレーザカットするのに適用される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- クールダウン中の収縮の間における、前記連続したプラスチックの帯状体で提供される前記プラスチック製品のレーザカットは、30℃〜155℃の範囲内のあらゆる温度で実施可能である、請求項5に記載の装置。
- クールダウンのときの前記プラスチック製品の収縮プロセスは、前記装置によって検出され、レーザビームは相応して調整される、請求項1〜6の何れか1項に記載の装置。
- 前記光学取得ユニットは、前記プラスチック製品のそれぞれの実際の状態を検出するのに適用される、請求項1〜7の何れか1項に記載の装置。
- 前記データ処理ユニットにおいて、位置データ及び切断パターンは、記憶され、前記光学取得ユニットによって検出されたそれぞれの実際の位置データによって補正され、それに応じてレーザを制御するために前記レーザ制御システムに送信される適合した切断パターンをもたらす、請求項1〜8の何れか1項に記載の装置。
- 位置データは、前記データ処理ユニットに記憶された位置データと比較されないが、前記データ処理ユニットは、前記光学取得ユニットによって取得された位置データからそれぞれの切断パターンを計算し、それに応じてレーザを制御するために、計算された切断パターンを前記レーザ制御システムに送信する、請求項1〜9の何れか1項に記載の装置。
- 装置の複雑な変換を行うことなく、位置データのための切断パターンの変更だけを行うことで、種々の異なるプラスチック製品の切断が可能である、請求項1〜10の何れか1項に記載の装置。
- ポリプロピレンからなるプラスチック製品を切断するための、請求項1〜11の何れか1項に記載の装置。
- ブロー・フィル・シール・プロセスに従ってプラスチック製品を生産するための装置と組合せた請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置。
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