DE19741824A1

DE19741824A1 - Verfahren zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung bei einem transparenten Behältnis und zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE19741824A1
Application number: DE19741824A
Authority: DE
Inventors: Marten Walther; Juergen Thuerk; Erwin Bleile; Stefan Muth
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: DE19741824C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung bei einem transparenten Behältnis mittels eines in das Innere des Behältnisses eingesprühten Silikonsprühnebels. Im speziellen bezieht sie sich auf die Innensilikonisierung eines transparenten Pharma- Verpackungsbehältnisses.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Beispielsweise im Bereich der Pharmazieverpackung werden die Verpackungsbehältnisse, z. B. Pharma-Fläschchen, die überwiegend aus einem transparenten Material wie Kunststoff oder Glas bestehen, für bestimmte Verwendungen mit einer Innensilikonisierung versehen. Das Aufbringen dieser Innensilikonisierung erfolgt üblicherweise dadurch, daß ein Silikonsprühnebel erzeugt wird und in das Innere des Pharma-Verpackungsbehältnisses gesprüht wird. Mittels Druckluft, betätigbar über ein Ventil, wird aus einem Vorratsgefäß mit Silikonemulsion diese angesaugt und mittels einer Sprühdüse vernebelt.

Tritt ein Fehler im Sprühsystem auf, z. B. eine Fehlfunktion des Ventils, eine Druckluftschwankung, eine fehlende Silikonemulsion, dann erfahren die Verpackungsbehältnisse keine oder nur eine ungenügende Silikonbeschichtung.

Bisher erfolgte die Kontrolle der Silikon-Vernebelungseinrichtung nur stichprobenweise, so daß, wenn eine Fehlfunktion zu spät entdeckt wurde, eine große Zahl von Pharma-Verpackungsbehältnissen entweder unbrauchbar war (Ausschuß) oder einer Nachbearbeitung bedurfte.

Bei anderen Behältnissen für andere Verwendungen ist eine vergleichbare Problematik gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs bezeichneten Verfahren bzw. der zugehörigen Vorrichtung, eine 100%-Kon trolle der Innensilikonisierung bei deren Aufbringung vorzusehen, da in der Regel, speziell für den Bereich der Pharmazieverpackungen eine spätere 100%-Kontrolle der Silikonisierung aus Kostengründen unterbleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt für das Verfahren mit den Schritten:

- Richten eines Lichtstrahles durch das Behältnis,
- Erfassen des vom Inneren des Pharma-Verpackungsbehältnisses ausgehenden Streulichtes durch einen photoelektrischen Empfänger, und
- Auswerten des Ausgangssignals des photoelektrischen Empfängers zur sicheren Erkennung des Vorhandenseins eines Sprühnebels im Inneren des Behältnisses.

Hinsichtlich der zugehörigen Vorrichtung zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung bei einem transparenten Behältnis mittels eines in das Innere des Behältnisses eingesprühten Silikonsprühnebels, gelingt die Lösung der Aufgabe mit:

- einer Lichtquelle, die so in bezug auf das Behältnis angeordnet ist, daß sie dieses durchstrahlt,
- einem photoelektrischen Empfänger, der so in bezug auf das Behältnis angeordnet ist, daß er das von dem Inneren des Behältnisses ausgehende Streulichtes erfaßt, und
- einer Auswerteschaltung für das Ausgangssignal des photoelektrischen Empfängers zur sicheren Erkennung des Vorhandenseins eines Sprühnebels im Inneren des Behältnisses.

Durch das Vorhandensein eines Silikonsprühnebels im Inneren des Behältnisses wird das Streulicht in signifikanter Weise so geändert, daß eine sichere Erkennung des Vorhandenseins von Sprühnebel im Inneren des Behältnisses möglich ist. Aus dem Streulichtsignal kann daher die Menge des Silikonsprühnebels erkannt werden und so eine 100%-Kontrolle der korrekten Silikonisierung des jeweiligen Behältnisses vorgenommen werden.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird als Lichtquelle ein Laser, vorzugsweise eine Halbleiter-Laserdiode verwendet. Eine derartige Lichtquelle erzeugt einen scharf gebündelten Lichtstrahl in einem engen Wellenlängenbereich, der ein besonders ausgeprägtes Streulicht erzeugt.

Vorzugsweise besteht gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der photoelektrische Empfänger aus einer Photodiode, vorzugsweise mit einem integrierten Vorverstärker, die auf die Wellenlänge des Laserlichtes abgestimmt ist.

Eine derartige photoelektrische Empfängeranordnung ist besonders preiswert und dennoch sehr empfindlich.

Vorzugsweise ist der Photodiode gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein optisches, im Wellenlängenbereich der verwendeten Lichtquelle durchlässiges Linienfilter zur Unterdrückung des vom Umgebungslicht ausgehenden Streulichtes vorgeschaltet. Ein derartiges optisches Linienfilter ermöglicht daher ein besonders ausgeprägtes Nutzsignal.

Es ist auch denkbar, der Photodiode ein elektrisches Filter, vorzugsweise ein Lock-In-Verstärker zur Unterdrückung des Umgebungslichtes zuzuordnen, um auch so das Nutzsignal nicht durch das Umgebungslicht zu verfälschen.

Für die Auswerteschaltung stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung. Vorzugsweise enthält die Auswerteschaltung einen Analog/Digitalwandler mit einer nachgeschalteten digitalen Recheneinheit, die gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Mikroprozessor oder ein PC sein kann.

Vorzugsweise ist die Auswerteschaltung so aufgebaut, daß sie das Ausgangssignal der Photodiode integriert und einen Schwellwert mit einer Vergleichsstufe vorgibt, die bei Überschreiten des Schwellwertes ein Alarm- und/oder ein Steuersignal erzeugt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich, in dem der Strahl der Lichtquelle aus dem Behältnis austritt, eine zweite photoelektrische Empfängeranordnung, vorzugsweise eine Photodiode vorgesehen, die die Funktionsfähigkeit der Lichtquelle, insbesondere des Lasers, erkennen läßt.

Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform am Beispiel eines Pharma-Verpackungsbehältnisses.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Blockschaltbilddarstellung eine Vorrichtung zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in einem Diagramm den Verlauf der Intensität des Streulichtes über die Zeit, abhängig von dem Einsprühen eines Silikonsprühnebels in das Verpackungsbehältnis.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematisierten Blockschaltbilddarstellung eine Vorrichtung zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung in einem transparenten Pharma-Verpackungsbehältnis, im vorliegenden Beispiel eines Fläschchens 1 mittels eines Silikonsprühnebels 2, der in das Innere des Fläschchens 1 eingebracht wird.

Zur Erzeugung des Sprühnebels 2 ist ein Vorratsgefäß 3 mit einer Silikonemulsion 4 vorgesehen, aus der mittels Druckluft, die einem Schlauchsystem 5 mit einem Ventil 6 zugeführt wird, die Silikonemulsion angesaugt und über eine Sprühdüse 7 in das Fläschchen 1 hineinvernebelt wird.

Durch eine Fehlfunktion des Ventils 6, oder durch Druckluftschwankungen, aber auch z. B. durch eine fehlende Silikonemulsion 4 in dem Vorratsbehälter 3, kann die Innensilikonisierung des Fläschchens 1 unterbleiben oder nur ungenügend erfolgen.

Zur Überwachung der Silikonisierung sieht die Erfindung eine optische Überwachung über das Streulicht des Sprühnebels 2 vor. Zu diesem Zweck ist eine Lichtquelle 8, die vorzugsweise durch eine Laserdiode gebildet wird, vorgesehen, die so in bezug auf das Fläschchen 1 angeordnet ist, daß sie es in Querrichtung durchstrahlt. Der Lichtstrahl erzeugt aufgrund des Sprühnebels 2 Streulicht, welches im Raumkegel 9 von einer Photodiode 10 erfaßt wird. Vor der Photodiode 10 befindet sich ein optisches Linienfilter 11, das nur für den Wellenlängenbereich des Lichtes der Lichtquelle 8 durchlässig ist und damit das vom Umgebungslicht ausgehende Streulicht unterdrückt. Mit der Photodiode 10 ist vorzugsweise ein Vorverstärker 12 integriert.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist ferner eine Auswerteschaltung 13 für das Ausgangssignal des der Photodiode 10 nachgeschalteten Vorverstärkers 12 auf, symbolisch dargestellt als digitale Recheneinheit. Diese Recheneinheit 13 kann durch einen Mikroprozessor oder durch einen PC realisiert werden. Sie ist dabei so programmiert, daß sie das Ausgangssignal der Photodiode vorzugsweise integriert und einen Schwellwert mit einer Vergleichsstufe vorgibt, die bei Überschreiten des Schwellwertes ein Alarm- und/oder Steuersignal, z. B. zum Abschalten des Ventils, wie dargestellt, abgibt.

Das die Lichtintensität des Streulichtes ausdrückende Ausgangssignal der Photodiode 10 bzw. des nachgeschalteten Vorverstärkers 12 über die Zeit, ist in dem Diagramm gemäß Fig. 2 dargestellt. Man erkennt zu Beginn des Einsprühens eines Silikonnebels einen leicht zu detektierenden typischen Abfall der optischen Streuung im Sprühstrahl und damit der Lichtintensität I des gestreuten Lichtes. Dieses elektrische Signal kann leicht über einen A/D-Wand ler in ein digitales Signal umgewandelt und in der Auswertestufe 13 verarbeitet werden.

Aus dem Streulichtsignal kann dabei auch die Menge des Sprühnebels erkannt und so eine sichere 100%-Kontrolle der Silikonisierung des Fläschchens 1 vorgesehen werden.

Neben der integralen Auswertung des Ausgangssignals des Vorverstärkers 12 können auch andere Algorithmen, z. B. die Auswertung auf den Spitzenwert, auf einen Wert zum Zeitpunkt X, oder dergleichen, Anwendung finden.

Anstelle des optischen Linienfilters 11 kann auch ein elektrisches Filter, z. B. ein Lock-In-Verstärker Anwendung finden, das für die Unterdrückung des Umgebungslichtes sorgt.

Es ist zweckmäßig, eine zweite Photodiode 14 einzusetzen, die das von der Lichtquelle 8 ausgehende und das Fläschchen 1 durchstrahlende Licht detektiert, um die Funktion des Lasers 8 zu dokumentieren.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung bei einem transparenten Behältnis mittels eines in das Innere des Behältnisses eingesprühten Silikonsprühnebels, mit den Schritten:

- Richten eines Lichtstrahles durch das Behältnis,
- Erfassen des vom Inneren des Behältnisses ausgehenden Streulichtes durch einen photoelektrischen Empfänger,
- Auswerten des Ausgangssignals des photoelektrischen Empfängers zur sicheren Erkennung des Vorhandenseins eines Sprühnebels im Inneren des Behältnisses.

2. Vorrichtung zur Überwachung des Aufbringens einer Innensilikonisierung bei einem transparenten Behältnis mittels eines in das Innere des Behältnisses eingesprühten Silikonsprühnebels, mit:

- einer Lichtquelle (8), die so in bezug auf das Behältnis (1) angeordnet ist, daß sie dieses durchstahlt,
- einem photoelektrischen Empfänger (10), der so in bezug auf das Behältnis (1) angeordnet ist, daß er das von dem Inneren des Behältnisses (1) ausgehende Streulicht erfaßt, und
- einer eine Auswerteschaltung (13) für das Ausgangssignal des photoelektrischen Empfängers (10) zur sicheren Erkennung des Vorhandenseins eines Sprühnebels im Inneren des Behältnisses (1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (8) ein Laser, vorzugsweise eine Halbleiter-Laserdiode ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der photoelektrische Empfänger (10) eine Photodiode, vorzugsweise mit integriertem Vorverstärker (12), ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodiode (10) ein optisches, im Wellenlängenbereich der verwendeten Lichtquelle (8) durchlässiges Linienfilter (11) zur Unterdrückung des vom Umgebungslicht ausgehenden Streulichtes zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodiode (10) ein elektrisches Filter, vorzugsweise ein Lock-In- Verstärker zur Unterdrückung des Umgebungslichtes zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (13) einen Analog/Digitalwandler sowie eine diesem nachgeschaltete digitale Recheneinheit aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Recheneinheit ein Mikroprozessor oder ein PC ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (13) so aufgebaut ist, daß sie das Ausgangssignal der Photodiode (10) integriert und einen Schwellwert sowie eine Vergleichsstufe vorgibt, die bei Überschreiten des Schwellwertes einen Alarm und/oder ein Steuersignal erzeugt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich, in dem der Strahl der Lichtquelle (8) aus dem Behältnis (1) austritt, ein zweiter photoelektrischer Empfänger (14), vorzugsweise eine Photodiode, mit einer zugeordneten Auswerteschaltung vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) ein Pharma-Verpackungsbehältnis ist.