CH619394A5

CH619394A5 -

Info

Publication number: CH619394A5
Application number: CH630479A
Authority: CH
Inventors: Frank Cammarata Iii; Joe Alan Miller; Jerry Donal Martin
Original assignee: Baxter Travenol Lab
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1980-09-30
Also published as: GB1556242A; MX143153A; BE850111A; DK572876A; SE7614200L; ES234759Y; US4105730A; SU978721A3; IL50526A0; NL7613804A; CA1066232A; AU1890476A; JPS5286868A; CH614412A5; NO764276L; GB1556243A; IT1067022B; FI763641A; IL56379A0; BR7608787A

Description

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu realisieren ls zum Blasformen eines erweichten rohrförmigen Kunststoffkülbels, der zum Herstellen eines dünnwandigen, zusammenfaltbaren Behälters oder Beutels für die Abgabe von Blut, parenteralen Lösungen oder eines beliebigen anderen Materials dient, wobei dieser Behälter aus einem weichmacherfreien Ma-20 terial wie Polyäthylen, Polypropylen oder anderen Kunststoffen besteht.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er-25 findung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines flexiblen Behälters mit einem Teil der Blasform zur Veranschaulichung einer Vorstufe der Konfiguration des Behälters während des Formvorgangs, 30 Fig. 2 eine um 90° gedrehte Seitenansicht desselben Behälters, zusammen mit der teilweise weggebrochen dargestellten Blasform,

Fig. 3 einen in stark vergrössertem Massstab gehaltenen Längsschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, welcher den Aufbau 35 des verschlossenen bzw. verschweissten Endabschnitts des Behälters zeigt und

Fig. 4 eine Ansicht eines Külbels, der vor dem Formen des erweichten Külbelabschnitts durch Streifenheizelemente erwärmt wird.

40 Der in den Figuren dargestellte flexible, zusammenfaltbare Behälter 10 wird nach einem an sich bekannten Blasformverfahren aus einem erwärmten, rohrförmigen Külbel aus erweichtem Polypropylen-Kunststoff od. dgl. hergestellt, wozu eine Blasform mit Körper-Formteilen 14,16 zur Formung des 45. Körpers des Behälters und mit Kopfteil-Formteilen 18, 20 zur .-Formung des Behälter-Kopfteils 22 benutzt wird. Gemäss Fig. 2 besitzt der durch die Formteile 18, 20 gebildete Kopfteil 22 ein vergleichsweise dickes, starres, offenes Rohr mit einer Bohrung, die mit dem Inneren des Behälters in Verbindung so steht.

Zum Verschliessen des Behälters kann ein beliebiger herkömmlicher Verschluss dienen. Beispielsweise kann am Mundstück des Kopfteils 22 eine geformte Kunststoff-Verschlusskappe angeschweisst werden, die eine durchstechbare, einen 55 Zugang zum Behälterinneren ermöglichende Membran auf-" weist. Nach dem Formen kann auch eine Überwurfkappe angebracht werden, z. B. eine Überwurfkappe ähnlich derjenigen gemäss der US-PS 3 730 372.

Das im folgenden beschriebene erfindungsgemässe Blas-60 formverfahren hat sich für die Herstellung von Behältern der speziellen, offenbarten Gestalt als besonders zweckmässig und vorteilhaft erwiesen.

Typischerweise wird ein getrennt extrudierter, rohrförmi-' ger Külbelabschnitt 27 durch einen Greifer 29 erfasst und zwi-65 sehen die Formteile 14, 16 und die Kopf-Formteile 18, 20 eingeführt. Sodann wird ein Blasrohr 36 von unten her in den Külbel eingeführt, worauf vor dem Schliessen der Formteile 14,16 Druckluft mit einem Druck von etwa 0,56 kg/cm2 über

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das Blasrohr eingeblasen wird. Auf das Blasrohr 36 wird ein Verschluss zum Verschliessen des Halsteils 22 des aus dem Külbel 27 gebildeten Behälters 10 aufgesetzt, so dass der Külbel beim Sehliessen der Kopf-Formteile 18, 20 annähernd bis in die gewünschte Endform aufgeblasen werden kann.

Gemäss Fig. 4 kann der Külbel 27 typischerweise mit Hilfe herkömmlicher Külbel-Streifenheizelemente 31, 33 selektiv vorgewärmt werden. Die Heizelemente 31 sind dabei auf eine grössere Wärmeabgabe eingestellt als die Heizelemente 33.

Der Külbel 27 wird somit vor dem Sehliessen der Blasform in seinem oberen Drittel auf eine höhere Temperatur erwärmt als in seinem restlichen Teil, so dass das obere Drittel des Külbels 27 etwas weicher wird. Die genauen Erwärmungsbedingungen lassen sich empirisch ermitteln, und sie müssen für jede spezielle, angewandte Fertigungsanlage individuell ermittelt werden, um mit einer solchen Anlage die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Beim Aufblasen mit einem Druck von 0,56 kg/cm2 wird daher die in Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeutete anfängliche Blase 35 durch Aufblähen des Külbels 27 nach aussen gebildet. Dies stellt einen Zwischenzustand des Külbels vor der Gewährleistung der endgültigen Konfiguration in Form des in den Figuren in ausgezogenen Linien dargestellten Behälters 10 dar.

Ersichtlicherweise wird durch die Vorausdehnung des Oberteils des Külbels 27 das vollständige Ausfüllen des schmalen oberen Endes 37 der Blasform (Fig. 2) durch das erweichte, aufgeblähte Külbelende beim Sehliessen der Blasform erleichtert.

Nach der Bildung der Zwischenform des Külbels 27 gemäss Fig. 1, und nach dem Sehliessen der Formteile 14,16,18 und 29 wird über das Blasrohr 36 Luft unter einem hohen Druck von etwa 7,73 kg/cm2 eingeblasen, um den Külbel gemäss den Figuren die Form des Formraums annehmen zu lassen. Typischerweise kann während dieser Arbeitsphase ein Gesamtdruck von bis zu etwa 5 t gegen die Formteile zum Ausgleich für den Innenluftdruck angelegt werden, während die vorher beschriebene, erfindungsgemässe Enddichtung gebildet wird.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Wände im oberen Drittel des Behälters im allgemeinen dünner als die Wände in den beiden unteren Dritteln, wodurch der Vorteil eines gleichmässigen Zusammenfaltens bzw. -legens des Behälters beim Entleeren der Lösung geboten wird, wobei dieses Zusammenfalten an der Endaufhängung 38 beginnt und sich bei der Entnahme der Flüssigkeit über den Kopfteil 22 langsam längs des Behälters nach unten fortsetzt. Die Wanddicke ändert sich dabei allmählich von typischerweise etwa 0,25 mm am Ende 37 auf etwa 0,51 mm in der Nähe der Schulterabschnitte 42.

Die aufgeblähten Teile des Külbels besitzen also eine geringere Wanddicke als die Abschnitte, so dass sie im Gebrauch des Behälters leichter zusammenfalt- oder -drückbar sind.

Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Blasformkammer am wärmeren, weicheren Abschnitt des Külbels in der einen Richtung verhältnismässig schmal ist. In diesem Fall erleichtert die Aufblähwirkung des selektiv erwärmten Külbels dessen Expansion in Anpassung an die Form des Formraums im engen Abschnitt. Beim Fehlen einer solchen Aufblähung vor dem Sehliessen der Blasform könnte das Kül-belmaterial in der Nähe des engen Teils der Blasformkammer mit den Formwänden in Berührung gelangen und sich dabei vor dem vollständigen Ausdehnen in den engen Bereich des Formraums abkühlen, was zu einem fehlerhaften Behälter führen würde.

Wenn nach erfolgtem Aufblasen der eben geformte Behälter so weit abgekühlt ist, dass er seine Form beizubehalten vermag, kann der nach oben aus der Blasform herausragende Teil des Külbels 27 weggeschnitten werden, worauf die Blasform geöffnet werden kann, so dass der Behälter herausfällt. Hierauf kann auf den Kopfteil 22 des Behälters 10 ein geeigneter Verschluss aufgesetzt werden.

Gewünschtenfalls können die Kopfteil-Formteile 18, 20 vor dem Sehliessen der Formteile 14, 16 gegen den Külbel 27 geschlossen werden, um den Kopfteil 22 vorzuformen.

Die Erfindung eignet sich speziell für das Verschweissen von Behältern aus biaxial orientiertem Werkstoff. Durch die biaxiale Orientierung wird die Ausbildung einer guten Enddichtung bzw. -schweissnaht aufgrund des Abkühlens des Külbels beim Orientierungsvorgang schwieriger, doch lässt sich die Erfindung" auch unter diesen Bedingungen wirksam anwenden.

Ein flacher Aufhänger bzw. eine Lasche 38 wird auf die dargestellte Weise aus einem Endabschnitt des Külbels durch Formen einstückig mit dem Behälter 10 so ausgebildet, dass sich dieser Teil im wesentlichen über die Gesamtbreite des Behälters erstreckt. Normalerweise ist im Aufhänger 38 eine Öffnung 40 vorgesehen, die im allgemeinen beim oder nach dem Formen durch Ausschneiden, Ausstanzen od. dgl. ausgebildet wird, um das Aufhängen des Behälters in der in Fig. 1 dargestellten Stellung zu erleichtern. Der Aufhänger 38 kann auch nach dem Formen ausgebildet werden, indem die Lasche, wie in Fig. 1 in strichpunktierten Linien eingezeichnet, entsprechend zurechtgeschnitten wird.

In seiner Form nach dem Blasformen besitzt der Behälter 10 einen Schulterabschnitt 42, der mit dem Kopfteil 22 einstückig bzw. materialeinheitlich ausgebildet ist. Ausserdem weist der Behälter mehrere Zwickelabschnitte 44 auf, die bestimmte Falt-Schwächungslinien und eine längsverlaufende Falt-Schwächungslinie 45 zur Erleichterung des Zusammendrückens oder -faltens des Beutels festlegen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf einen beliebigen flexiblen Kunststoff-Behälter anwendbar.

Der Behälter 10 weist einen Endabschnitt 46 auf, der seinerseits eine Dichtlinie bzw. Schweissnaht 48 bildet, an welcher die gegenüberliegenden Seiten 50, 54 des schlauchförmigen Behälters 10 zu einem verschlossenen bzw. verschweissten Ende vereinigt sind.

Die Dichtlinie oder Schweissnaht 48 wird dadurch gebildet, dass die betreffenden Behälterwände 50, 54 mittels der Formteile 14,16 gegeneinandergelegt werden und längs der Linie 48 eine thermische Verschweissung vorgenommen wird. Gemäss Fig. 1 erstreckt sich die Linie 48 im wesentlichen über die Gesamtbreite des Behälters 10.

Der Aufhänger 38 wird im Külbel 27 an dessen einem Ende durch die Blasform als flache Lasche ausgebildet. Der Aufhänger 38 ist dabei materialeinheitlich mit der Schweissnaht 48 verbunden, wobei er sich von letzterer hinweg erstreckt.

Der verschlossene Teil des Endabschnitts 46 des Behälters 10 wird unter Bildung einer Eindrückung 56 aus den Behälterwänden geformt, die zum Inneren des Behälters 10 hin gerichtet ist und gemäss Fig. 3 an seinem Ende eine balgenartige Ausbildung darstellt. Die Eindrückung 56 erstreckt sich über die Gesamtlänge der Schweissnaht 48 und sie dient als Schutzmittel für letztere zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Bruch in der Nähe der Schweissnaht 48 auftritt, wenn der gefüllte Behälter durch Herabfallen od. dgl. einer Stosskraft ausgesetzt wird.

Die Eindrückung 56 wird durch nach innen herumgezogene Abschnitte 58 der Formteile 14, 16 geformt, welche die Wandteile nach innen umlegen.

Die Formteile 14, 16 bilden auch gegenüber den unmittelbar angrenzenden Formraumteilen 62 vergleichsweise erweiterte, halbzylindrische Formraumteile 60, die sich ebenfalls über die Länge der Schweissnaht 48 hinweg erstrecken. Der Zweck dieser erweiterten, halbzylindrischen Formraumteile besteht darin, entsprechende Behälterwandteile 64 zu bilden.

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die einen halbzylindrischen Querschnitt besitzen und als Stoss-dämpfer für den verschlossenen Endabschnitt 46 dienen;.

Der flache Kunststoff-Aufhänger 38 weist zudem auch zwei einstückig mit ihm ausgebildete, auf Abstand stehende «Stäbe» bzw. Wülste 70 auf, die sich über die Gesamtbreite des Behälters erstrecken. Zwischen den Wülsten 70 befindet sich ein Zwischenteil 71 der Lasche 38, der ungefähr die Hälfte der Dicke des restlichen, von den Wülsten 70 entfernten Teils der Lasche bzw. des Aufhängers 38 besitzt. Beispielsweise kann die Dicke des Zwischenteils 71 etwa 0,25-0,51 mm betragen, während der Aussenabschnitt der Lasche 38 etwa doppelt so dick ist.

Dieser Abschnitt wird dadurch gebildet, dass in jedem Formteil 14,16 zwischen den querverlaufenden Nuten 69 angeordnete, aufeinander ausgerichtete Stegflächen 75 vorgesehen sind, die jeweils typischerweise gegenüber der restlichen Fläche 76 der den Endabschnitt bildenden Abschnitte der Formteile 14, 16 um mindestens etwa 0,13 mm hinausragen und somit die Verdünnung des Abschnitts 71 bewirken.

Wenn daher die Formteile 14, 16 gegeneinander geschlossen werden, um die flache Lasche 38 durch Zusammendrücken des Endes eines rohrförmigen Kunststoff-Külbels zu formen, konzentriert sich der grösste Teil der gesamten, durch Kolben 28, 30 auf die beiden Formteile ausgeübten Druckkraft auf die Stegfläche 75 zwischen den querverlaufenden Nuten 69. Infolgedessen wird der Kunststoff in der Stegfläche 75 unter einen solchen Druck gesetzt, dass er auf der Längsachse 68 in entgegengesetzten Richtungen aus dem Bereich der Stegfläche 75 herausgepresst wird und die Nuten 69 in den Formteilen 14, 16 ausfüllt, wodurch die Wülste 70 gebildet werden. Wie eingangs erwähnt, wird durch die bei dieser Fliessbewegung entstehende Scherwirkung im Abschnitt 71 praktisch die Grenzlinie 78 zwischen den beiden Seiten des Külbels beseitigt. Hierdurch wird im Bereich der Wülste 70 und des verdünnten Zwischenteils 71 eine Abdichtung oder Schweissnaht verbesserter Festigkeit erhalten.

Der hergestellte Behälter besitzt also die schon beschriebene Konfiguration mit zwei querverlaufenden Wulstelementen und einem dazwischen befindlichen dünnen Abschnitt. Diese spezielle Konstruktion gewährleistet aus den erwähnten Gründen eine feste, sichere Kunststoff-Dichtung oder -Schweissnaht, und da sich Stege und Nuten der Formteile über die Gesamtbreite des Formraums erstrecken können, können sich die gebildeten Wulstelemente und der dünne Zwischenabschnitt ebenfalls über die Gesamtbreite des Behälters erstrek-ken, so dass, wie schon erwähnt, ein abgedichteter bzw. ver-schweisster Endabschnitt verbesserter Festigkeit gebildet wird.

Der restliche Teil der flachen Kunststoff-Lasche des Endabschnitts wird vorzugsweise nur durch eine schwache Schweissstelle oder überhaupt nicht zusammengehalten, so dass er gewünschtenfalls entfernt werden kann. Gewünschten-falls kann der erfindungsgemässe Behälter darüber hinaus auch so geformt werden, dass — mit Ausnahme der Wulstelemente und des Zwischenabschnitts — die Ausbildung der flachen Lasche überhaupt vermieden wird.

Ein typischer Behälter kann so bemessen sein, dass er einen Liter an parenteraler Lösung aufnimmt.

Im allgemeinen kann ein Behälter an seinem Endabschnitt eine durchschnittliche Wanddicke von höchstens etwa 1,27 mm und insbesondere von etwa 0,25-0,51 mm besitzen, wodurch die günstigste Verbesserung der Schweissnaht im Vergleich zu den Schweissverfahren nach dem Stand der Technik erzielt wird. Demzufolge kann die flache Kunststoff-Lasche am Aussenabschnitt bei 78 eine Dicke von etwa 0,50—1,0 mm und z. B. von 0,76 mm besitzen, während der Zwischenteil 71 zwischen den Wülsten 69 eine entsprechende Dicke von etwa 0,25-0,50 mm und z. B. von 0,38 mm besitzen kann.

Der Abstand des verstärkten End-Schweissnahtabschnitts von der Schweissnaht 48 zum oberen Abschnitt 72 kann beispielsweise bei etwa 4,75 mm liegen, wobei die restlichen Abschnitte der Konstruktion gemäss Fig. 3 entsprechende Abmessungen besitzen.

Wenn der Behälter mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann erwartet werden, dass er andere Formen als die in den Figuren gezeigte, idealisierte Form, die der Behälter unmittelbar nach dem Blasformen besitzt, annimmt. Die genaue Form des gefüllten Behälters variiert dabei in jedem Augenblick in Abhängigkeit von der Handhabung und von seiner Ausrichtung gegenüber der Lotrechten, weil er aus einem flexiblen bzw. nachgiebigen Material besteht.

Selbstverständlich sind dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen der vorstehend offenbarten Ausführungsform möglich, ohne dass vom Rahmen und Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Blasformen eines erweichten rohrförmigen Kunststoffkülbels (27), der zum Herstellen eines Behälters (10) dient, welcher einen Kopfteil (22) und einen Endabschnitt mit einer darin ausgebildeten Schweissnaht (48) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Külbel (27) selektiv so erwärmt wird, dass sein eines Ende (37) wärmer und weicher ist als der restliche Teil, dass der Külbel (27) in einem Blasformraum unter einem niedrigen Aufblasdruck aufgeblasen wird, wobei sich sein wärmerer, weicherer Abschnitt (37) im Formraum über den restlichen Teil hinaus aufbläht, und dass die Form geschlossen und der Külbel (27) unter einem höheren Druck aufgebläht wird, um ihn sich in die Form des Formraums ausdehnen zu lassen, so dass die aufgeblähten Abschnitte des Külbels eine geringere Wanddicke erhalten als die anderen Abschnitte und daher im Gebrauch des hergestellten Behälters (10) leichter zusammendrückbar bzw. -faltbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blasformraum verwendet wird, der im Bereich des wärmeren, weicheren Külbelabschnitts (37) in der einen Abmessung vergleichsweise schmal ist, wobei die Ausdehnung des Külbels (27) in die Form des Formraums durch das Auswärtsaufblähen des wärmeren, weicheren Abschnitts (37) begünstigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgeblähte Ende (37) des Külbels (27) in einer Form (14,16) zusammengedrückt wird, so dass sich seine gegenüberliegenden Seitenflächen unter Bildung einer flachen Kunststoff-Lasche (38) miteinander vereinigen, dass daraufhin ein Segment dieser Lasche (38) mit einem solchen Druck ver-presst wird, dass der Kunststoff zum Fliessen gebracht wird, und dass der Kunststoff-Fluss relativ zum erweichten Külbel (27) in entgegengesetzte Axialrichtungen eingeleitet wird, um in der Lasche (38) zwei auf Abstand stehende, quer zu den genannten Axialrichtungen verlaufende Wulstelemente (70) zu bilden und dem zwischen diesen Wulstelementen (70) befindlichen Laschenabschnitt (71) verringerte Dicke zu erteilen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Wärmeeinwirkung erweichte Kunststoff-Külbel (27) aus einem biaxial orientierten Kunststoff besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den ausgebildeten Wulstelementen (70) befindliche Abschnitt (71) der Lasche (38) auf ungefähr die Hälfte seiner ursprünglichen Dicke verpresst wird.

Flexible, zusammenfaltbare Behälter oder Beutel aus Kunststoff haben eine sehr grosse kommerzielle Bedeutung zur Verwendung als Beutel für parenterale Lösung oder als Blutbeutel erlangt. Anfangs wurden diese Artikel aus thermisch verschweissten Vinyl-Kunststoffolien hergestellt; derartige Behälter haben sich als ziemlich zufriedenstellend erwiesen. Es wurde jedoch erkannt, dass sich eine beträchtliche Kosteneinsparung durch Anwendung anderer Fertigungsverfahren, wie Blasformen, erreichen lässt.

Das Blasformen ist allgemein ein gut entwickelter Zweig der Technik, und dem Fachmann stehen derzeit zahlreiche unterschiedliche Blasformverfahren zur Verfügung, die sich für die Herstellung eines Behälters eignen. Es ist bekannt, in solchen Verfahren einen Külbel aus Kunststoff, z. B. Polyvinyl, zu benützen. Der erwärmte Külbel ist zwischen Formteilen eingeschlossen und dehnt sich unter Druck von Pressluft in den durch die Formteile vorgesehenen Raum aus.

Die Verwendung von weniger teueren Werkstoffen als Vi-nyl-Kunststoff wurde angestrebt, insbesondere von Werkstoffen, die keinen Weichmacher enthalten. Beispielsweise wurde Polypropylen, als dünne, flexible Folie extrudiert, als geeignetes Material für die Herstellung solcher Behälter angesehen.

In Fertigungsverfahren, wie Blasformen, hat es sich als s schwierig erwiesen, aus Polypropylen dünnwandige Kunststoffbeutel, die einerseits zusammenfaltbar, anderseits aber so fest sind, dass sie auch einer rauhen Behandlung ohne Bruch zu widerstehen vermögen, zu fertigen. Wenn Beispielsweise gefüllte, zusammenfaltbare, blasgeformte Polypropylenbeutel io zu Boden fallen, platzen sie in vielen Fällen längs ihrer End-schweissnaht auf, nämlich an dem Punkt, an welchem der Külbel, aus dem der Behälter durch Blasformen hergestellt wird, an seinem Ende zusammengeschweisst wird.