WO2014006237A1 - Tubo de ensayo - Google Patents

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Definitions

  • the subject of the present invention is a test tube, of the type used for chemical and biological analysis in which it has been carried out to allow indelible marking on its surface.
  • test tube that incorporates a reference code that cannot be removed unless it is destroyed by the test tube.
  • the US patent US20022106309 describes a test tube, of those used for analysis and clinical trials, in which its bottom is reinforced by having two layers, one opaque and one colored, made by stamping.
  • This technique allows a laser to modify one of the layers that adopts a contrast with the other allowing the reading of a code.
  • this technique is expensive because it requires an adaptation or modification of the bottom of the tubes and is not versatile, in the sense that the industry has used the lateral marking of tubes and has automated readers for the lateral reading of the tubes. test that cannot be used with these tubes marked in their base that require specific readers.
  • the side of the tube is also an ideal place for marking it because on the side of the tube there is enough space to make annotations that on the other hand are easily visible both for the human eye and for the use of reading devices.
  • Another of the main objects of the present invention is, therefore, to make a test tube with permanent marking of a reference code that allows lateral marking and that is at the same time of easy and economical manufacture.
  • the present invention describes a test tube made with the appropriate composition to allow permanent marking of the side of the tube, so that its elimination or modification is not possible if it is not proceeding with the destruction or damaging the tube itself, which would disable it for use
  • the tube is made with two materials that are properly mixed to form a homogeneous material that will be used later for the manufacture of the test tube. Of these materials, one of them is an additive that in the appropriate concentration allows the marking of the tube by laser.
  • the base material of the tube is translucent and the additive has been selected so that excited by a particular laser marker produces a brown-black coloration that allows the inscription of a code.
  • the result is an economical and easy-to-manufacture test tube that allows you to use the existing park of side dial code readers.
  • the present invention consists of a test tube, of the type used for chemical and biological analysis, carried out in one piece. It includes walls and a bottom of the tube that delimit the cylindrical or approximately conical shape of the test tube.
  • the tube conventionally has a opening in its upper zone for the introduction of substances.
  • the tube is translucent to allow visual inspection of its contents and the level of fluid lodged.
  • any method of forming polymer test tubes can be used: injection, thermo-blowing, thermoforming, etc.
  • the result is a single piece, without parts, in an integral tube.
  • a polymer of the family of metallocene polyolefins is used as the base material of the tube.
  • the polymers chosen for are LUMICENE MR30MX0 from Total Petrochemicals or METOCENE HM648T from Lyondellbasell.
  • special activation components are needed in the appropriate concentration that bind to the base material of the tube. These additives will allow the subsequent marking of a reference code using laser technology.
  • the additive used is a Masterbatch based on polypropylene for proper fusion with the working polymer. Its main component in the preferred embodiment of the invention is LAZER FLAIR 825 from Merck Chemicals. Laboratory tests and technical tests have determined the choice of materials and their most appropriate proportions, as can be seen in the following tables. The values correspond to a rating scale of the suitability of the result obtained or to the magnitudes expressed in the title of the column.
  • the manufacturing process of this exemplary embodiment is performed by the injection molding technique.
  • the base material is prepared by a mixture in rotating drums of the polymer LUMICENE R30MX0 or METOCENE HM648T, with approximately 0.5-2% by weight of the Masterbatch that includes the LAZER FLAIR 825 product. Both products are in solid phase in portions of 1 mm 3 .
  • the material is introduced into the injection machine. Said machine proceeds to the complete melting of the polymer-additive mixture, at an approximate temperature of between 200-240 ° C and an approximate pressure of between 100-250 barg.
  • the injection machine introduces the melting mixture into a mold with the shape of the piece, of metallic material. After a series of injection, cooling and ejection processes, the piece is formed in an indivisible unit. Laser marking
  • the marker produces a mark on the tube's formative material that cannot be removed without partial or total breakage.
  • the marker used in the preferred embodiment described in this case of practical embodiment is the TRU PF Trumark 3020 model. It is an Nd: YAG laser that works with a wavelength of approximately 1064nm and with a focal length of approximately 160mm, presenting a diameter of focus of approximately 50 ⁇ .
  • the test tube is positioned perpendicular to the emitting lens of the laser light source.
  • the reference code is set using the laser control software. Once configured and given the order of emission of the laser light, said laser light beam causes the additive molecules present in the tube material to respond to the excitation with a brown-black coloration, enhancing a contrast with the translucent background of the tube and allowing the optical reading of a reference code. Since this code has been produced by changing the color of the polymer in the test tube, it is not possible to remove it, but it is causing significant damage to the tube that would render it useless.

Abstract

TUBO DE ENSAYO, del tipo de los que se utilizan para análisis químicos y biológicos, con forma aproximada cilindrica o aproximadamente troncocónica, presentando una apertura en su zona superior para la introducción de sustancias, formado por una sola pieza de un material homogéneo y de color translúcido compuesto de una mezcla de un polímero de la familia de las poliolefinas metalocénicas que de forma homogénea contiene un Masterbatch en base de polipropileno de un aditivo sensible al láser que cambia su coloración a otra de contraste, por ejemplo una aproximadamente marrón-negra, ante la excitación de un marcador láser.

Description

TUBO DE ENSAYO
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención tiene por objeto un tubo de ensayo, del tipo de los que se utilizan para análisis químicos y biológicos en que se ha realizado el mismo para permitir un marcado indeleble en su superficie.
ANTECEDENTES
La utilización masiva de tubos de ensayo plásticos de fabricación económica para la realización de pruebas químicas y biológicas requiere para su adecuada gestión la identificación de los tubos de ensayo utilizados. Por ejemplo, en un laboratorio moderno es ineludible dicha identificación con código de los tubos de ensayo para permitir la automatización del proceso que alcanza el transporte, el almacenamiento, el traslado y la recogida de dichos tubos de ensayo. La importancia de las pruebas y de los resultados que se obtienen de las mismas, por ejemplo para el correcto diagnóstico de un paciente, exigen una elevada fiabilidad de las anotaciones y un seguro contra errores de dichos códigos de identificación de los tubos de ensayos o muestras.
Por ello, por ejemplo, las notas adhesivas no son una opción ya que en los diferentes procesos de los tubos las etiquetas podrían desprenderse del tubo original y lo que aún es más grave, quedar adheridas a un tubo próximo de una batería de tubos de ensayo. La técnica conoce otros medios para marcar un tubo con un código de referencia que no sea tan frágil y fácil de extraviar del tubo como las notas adhesivas y no permita su fácil transferencia entre unidades. Por ejemplo, se han utilizado películas o cintas que mediante transferencia térmica graban la superficie del tubo. También se han utilizado impresiones de chorro de tinta, tampografía, etc. Pero en todos estos procedimientos persiste el problema de que la unión de la tinta o sustancia de marcado en la superficie del tubo no es la unión de dos componentes inescindibles . No se trata de un marcado permanente. Dichas marcas pueden ser retiradas mediante el solvente adecuado, en el caso de pinturas o tintas, o incluso mecánicamente como consecuencia de un roce o raspado sin que ello comprometa la integridad del tubo.
Es en consecuencia el principal objeto de la presente invención el proporcionar un tubo de ensayo que incorpore un código de referencia que no sea posible retirarlo sino es con la destrucción del tubo de ensayo.
La patente americana US20022106309 describe un tubo de ensayo, de los utilizados para análisis y ensayos clínicos, en que su fondo está reforzado disponiendo de dos capas, una opaca y otra de color, realizadas por estampación. Esta técnica permite que un láser modifique una de las capas que adopta un contraste con la otra permitiendo la lectura de un código. Sin embargo, esta técnica es costosa pues requiere una adaptación o modificación del fondo de los tubos y no es versátil, en el sentido de que la industria ha utilizado el marcado lateral de tubos y dispone de lectores automatizados para la lectura lateral de los tubos de ensayo que no pueden ser utilizados con estos tubos marcados en su base que requieren lectores específicos.
El lateral del tubo es, además, un lugar ideal para el marcado del mismo porque en el lateral del tubo se dispone de suficiente espacio para realizar anotaciones que por otra parte son fácilmente visibles tanto para el ojo humano como para la utilización de dispositivos lectores .
Otro de los objetos principales de la presente invención, es por tanto, el realizar un tubo de ensayo con marcado permanente de un código de referencia que permita el marcado lateral y que sea al mismo tiempo de fácil y económica fabricación.
Estas y otras ventajas de la presente invención serán más evidentes a lo largo de la descripción de la misma. BREVE EXPLICACION DE LA INVENCION
La presente invención describe un tubo de ensayo realizado con la composición adecuada para permitir el marcado permanente del lateral del tubo, de forma que no sea posible su eliminación o modificación si no es procediendo a la destrucción o dañando el propio tubo, lo que lo inhabilitaría para su uso. Para ello se realiza el tubo con dos materiales que se mezclan adecuadamente para formar un material homogéneo que se utilizará posteriormente para la fabricación del tubo de ensayo. De estos materiales, uno de ellos es un aditivo que en la concentración adecuada permite el marcado del tubo mediante láser.
El material base del tubo es translúcido y el aditivo ha sido seleccionado para que excitado por un marcador láser determinado produzca una coloración marrón-negra que permite la inscripción de un código.
De este modo se han realizado todos los objetos perseguidos por la invención. Por ejemplo, se ha obtenido un mareaje indeleble y permanente que no puede quebrarse sino es inutilizando el tubo de ensayo. Además, por su propia naturaleza la presente invención permite el marcado del tubo en su superficie sin precisarse una zona plana, reforzada, donde imprimar capas plásticas distintas.
El resultado es un tubo de ensayo económico y sencillo de fabricar que permite utilizar el parque existente de lectores de código de marcado lateral.
EXPLICACION DETALLADA DE LA INVENCION
Consiste la presente invención en un tubo de ensayo, del tipo de los que se utilizan para análisis químicos y biológicos, realizado en una sola pieza. Incluye unas paredes y un fondo del tubo que delimitan la forma cilindrica o aproximadamente troncocónica que posee el tubo de ensayo. El tubo posee de forma convencional una apertura en su zona superior para la introducción de sustancias .
De acuerdo a los objetivos de la presente invención, el tubo es translúcido para permitir la inspección visual de su contenido y del nivel de fluido alojado.
En cuanto a su forma de realización puede utilizarse cualquier método de formación de tubos de ensayo de polímeros: inyección, termo soplado, termo conformado, etc. El resultado es una pieza única, sin partes, en un tubo integral.
Se utiliza como material base del tubo un polímero de la familia de las poliolefinas metalocénicas . En la realización preferente de la invención los polímeros por los que se ha optado son LUMICENE MR30MX0 de Total Petrochemicals o el METOCENE HM648T de Lyondellbasell. Por otra parte, son necesarios componentes de activación especiales en la concentración adecuada que se unen al material base del tubo. Estos aditivos permitirán el posterior marcado de un código de referencia mediante tecnología láser.
El aditivo utilizado es un Masterbatch en base de polipropileno para una correcta fusión con el polímero de trabajo. Su componente principal en la realización preferente de la invención es el LAZER FLAIR 825 de Merck Chemicals. Las pruebas de laboratorio y ensayos técnicos realizados han determinado la elección de los materiales y sus proporciones más adecuadas, como puede verse en las tablas siguientes. Los valores corresponden a una escala de valoración propia de la idoneidad del resultado obtenido o a las magnitudes que se expresan en el titulo de la columna.
TABLA I
Masterbatch Marcado Transparen
Lazerflair lateral cia
%
2 28 5
1 25 10
0,5 24 15
0,25 10 18
0 2 20
TABLA II
Figure imgf000008_0001
De los ensayos realizados resulta que la mejor proporción de Lazerflair en Masterbatch de prolipropileno es del 0,5%, dando buenos resultados tanto el Lumicene MR30MX0 como el Metocene HM648T. Es de señalar también que en esta elección se ha tenido en cuenta el coste económico de fabricación del tubo y sus cualidades. Se describe a continuación un caso particular de realización práctica.
Caso I
Se realiza el proceso de fabricación de este ejemplo de realización mediante la técnica de moldeo por inyección.
En primer lugar, se prepara el material base mediante una mezcla en tambores rotatorios del polímero LUMICENE R30MX0 o el METOCENE HM648T, con aproximadamente un 0,5-2% en peso del Masterbatch que incluye el producto LAZER FLAIR 825. Ambos productos se encuentran en fase sólida en porciones de 1 mm3.
Una vez se ha producido a la mezcla de la forma lo más homogénea posible, se procede a la introducción del material en la máquina de inyección. Dicha máquina procede a la fundición completa de la mezcla polímero- aditivo, a una temperatura aproximada de entre 200- 240°C y una presión aproximada de entre 100-250 barg.
Cuando se han fundido ambos materiales, en esas condiciones de presión y temperatura, se forma un fluido homogéneo donde es imposible su división en los dos componentes originales.
La máquina de inyección, con un tiempo de ciclo determinado, introduce la mezcla fundente en un molde con la forma de la pieza, de material metálico. Tras una serie de procesos de inyección, enfriado y expulsión, se forma la pieza en una unidad indivisible. El marcado láser
Para la realización del marcado del tubo de ensayo es necesaria la utilización de un generador de haz de luz láser. El marcador produce en el material formativo del tubo una marca que no puede ser retirada sin la rotura parcial o total del mismo.
El marcador utilizado en la realización preferente descrita en este caso de realización práctica es el TRU PF modelo Trumark 3020. Es un láser Nd : YAG que trabaja con una longitud de onda de aproximadamente 1064nm y con una focal de aproximadamente 160mm, presentando un diámetro de foco de aproximadamente 50μπι.
Para el marcado se posiciona el tubo de ensayo en posición perpendicular a la lente emisora del foco de luz láser. Una vez posicionado el tubo, mediante el software de control del láser se procede a la configuración del código de referencia. Una vez configurado y dada la orden de emisión de la luz láser, el citado rayo de luz láser hace que las moléculas del aditivo presentes en el material del tubo respondan a la excitación con una coloración marrón-negra, realzando un contraste con el fondo translúcido del tubo y permitiendo la lectura óptica de un código de referencia. Como que dicho código se ha producido por el cambio de color del polímero del tubo de ensayo, no es posible su eliminación, sino es causando un daño importante al tubo que lo inutilizaría de forma definitiva.
Se sobreentiende que en el presente caso pueden ser variables cuantos detalles de acabado y forma no modifiquen la esencia de la invención

Claims

REIVINDICACIONES
1. - TUBO DE ENSAYO, del tipo de los que se utilizan para análisis químicos y biológicos, con forma aproximada cilindrica o aproximadamente troncocónica, presentando una apertura en su zona superior para la introducción de sustancias, CARACTERIZADO por estar formado por una sola pieza de un material homogéneo y de color translúcido compuesto de una mezcla de un polímero de la familia de las poliolefinas metalocénicas que de forma homogénea contiene un Masterbatch en base de polipropileno de un aditivo sensible al láser que cambia su coloración a otra de contraste, por ejemplo una aproximadamente marrón-negra, ante la excitación de un marcador láser.
2. - TUBO DE ENSAYO, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho aditivo utilizado en dicho Masterbatch en base de polipropileno es el LAZER FLAIR 825 de Merck Chemicals.
3. - TUBO DE ENSAYO, según la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque dicho polímero base es LUMICENE MR30MX0 de Total Petrochemicals o METOCENE HM648T de Lyondellbasell .
4. - TUBO DE ENSAYO, según las reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque el material base formativo de dichos tubos de ensayo es una mezcla homogénea de dicho polímero LUMICENE MR30MX0 o METOCENE HM648T, con aproximadamente un 0,5-2% en peso del Masterbatch que incluye el producto LAZER FLAIR 825.
5. - TUBO DE ENSAYO, según la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque el material base formativo de dichos tubos de ensayo es una mezcla homogénea polímero- aditivo fundida completamente a una temperatura aproximada de entre 200-240°C y una presión aproximada de entre 100-250 barg.
6. - TUBO DE ENSAYO, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque dicho marcador láser es Nd: YAG que trabaja con una longitud de onda de aproximadamente 1064nm y con una focal de aproximadamente 160mm, presentando un diámetro de foco de aproximadamente 50 m.
7.- TUBO DE ENSAYO, según la reivindicación anterior, CARACTERIZADO porque dicho marcador láser es el TRUMPF modelo Trumark 3020.
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