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CN112935568A - 一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用 - Google Patents

一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用 Download PDF

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CN112935568A
CN112935568A CN202110159506.7A CN202110159506A CN112935568A CN 112935568 A CN112935568 A CN 112935568A CN 202110159506 A CN202110159506 A CN 202110159506A CN 112935568 A CN112935568 A CN 112935568A
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China
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bottle
hole
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CN202110159506.7A
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郑强
田军
吕启涛
廖文
高云峰
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Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及医疗技术领域,公开了一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用。首先准备已封口疫苗瓶,并将疫苗液体注入到所述疫苗瓶内形成注液孔;设计激光打标的图档,并调整好所述图档上需要封孔的区域大小;将准备好的疫苗瓶置于加工平台上,并将疫苗瓶进行固定;选择红外激光标记设备,调整激光焦距到合适位置,将根据所述图档设置其加工参数;所述激光标记设备产生的红外激光作用在疫苗瓶胶塞的注液孔表面,使表面材料熔化流入注液孔内并将其堵住实现封孔;从加工平台上取出封孔后的疫苗瓶,并对其进行测试,得到满足要求的封孔疫苗瓶。本发明基于红外激光实现对疫苗瓶进行封孔,可以节约时间和成本,也有利于疫苗的污染防控,并提升了效率。

Description

一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用
技术领域
本发明涉及医疗技术领域,更具体的说,特别涉及一种基于红外激光 在疫苗瓶封孔上的应用。
背景技术
疫苗瓶作为疫苗的承载装置,在制备工艺上对产品的密封性要求极高。 玻璃瓶身是能够耐低温和耐磨损的中硼硅玻璃,加以胶塞铝盖封口。传统 疫苗装瓶工艺流程需要在无尘无毒的车间,将玻璃瓶进行消毒处理,在注 入疫苗,然后进行封口,进行气密性测试,最后还需要进行消一次毒灭菌 处理。在疫苗瓶注入药剂到密封的过程中,由于瓶口敞开的缘故,会存在 二次污染的风险。而使用激光镭射,可以将已封口的疫苗瓶针管注射入疫 苗样本,然后使用激光镭射,以热熔的方式将针孔堵住。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题,提供一种基于红外 激光在疫苗瓶封孔上的应用,可以节约时间和成本,同时有利于疫苗的污 染防控,也提升了效率。
为了解决以上提出的问题,本发明采用的技术方案为:
一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,具体包括如下步骤:
准备已封口疫苗瓶,并将疫苗液体注入到所述疫苗瓶内形成注液孔;
设计激光打标的图档,并调整好所述图档上需要封孔的区域大小;
将准备好的疫苗瓶置于加工平台上并进行固定;
选择红外激光标记设备,调整激光焦距到合适位置,并根据所述图档 设置其加工参数;
红外激光作用在疫苗瓶胶塞的注液孔表面,使表面材料熔化流入注液 孔内并将其堵住实现封孔;
从加工平台上取出封孔后的疫苗瓶,并对其进行测试,得到满足要求 的封孔疫苗瓶。
进一步地,所述红外激光标记设备采用波长为1064nm-1945nm的红外 纳秒激光器,激光器最大功率为15W,激光标记范围为100mm*100mm。
进一步地,所述的测试包括密封性测试和焊接深度测试。
进一步地,所述密封性测试为:测试时从封孔区域外的位置,向疫苗 瓶内注入水,压缩疫苗瓶内空气使其内气压升高,若疫苗瓶内无漏气的情 况,则满足密封性要求。
进一步地,所述疫苗瓶在正常激光封孔后,其内腔能够承受的气压为 400KPa。
进一步地,所述焊接深度测试为:测试时将疫苗瓶的胶塞取出,剖开 后测量实际完全覆盖的深度,所述深度达到预设值则满足要求。
进一步地,所述疫苗瓶在正常激光封孔焊接后,所述深度能够达到90um 以上。
进一步地,所述的注液孔为采用针管的方式将疫苗液体注入到疫苗瓶 内,则所述注液孔为贯穿的针孔。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明通过红外激光标记设备产生的红外激光作用在胶塞的针孔表 面,将材料熔化,熔化后的材料流入针孔将其堵住,从而实现封孔,简化 了疫苗的封装过程,在保证质量的情况下提升效率;此外,通过激光作用 减小了疫苗在封装过程中的二次污染概率,其加工无多余耗材,成本低, 效率快,安全环保;还可以提升研发效率,只需要将研制出来的疫苗注射 装瓶,使用激光封孔即可进入下一流程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作一个简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一 些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1为本发明基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用的流程图。
图2为本发明基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用的原理图。
具体实施方式
除非另有定义,本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术 领域的技术人员通常理解的含义相同;本文在说明书中所使用的术语只是 为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明,例如,术语“长 度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或 位置,仅是便于描述,不能理解为对本技术方案的限制。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具 有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含;本发明的说明书 和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对 象,而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图 说明中,当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于” 另一个元件上,它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如,当一个 元件被称为“连接于”另一个元件上,它可以是直接或间接连接到该另一 个元件上。
此外,在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、 结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位 置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的 独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文 所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1所示,本发明提供一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用, 具体包括如下步骤:
步骤S1:准备已封口疫苗瓶,并将疫苗液体注入到疫苗瓶内,此时疫 苗瓶的封口塑胶片上会存在一个贯穿的注液孔,使疫苗瓶的密封性受到影 响。具体地,所述疫苗瓶已进行过消毒灭菌处理,采用针管的方式将疫苗 液体注入到疫苗瓶内,则所述注液孔为贯穿的针孔。
本步骤S1中,所述疫苗瓶的胶塞即封口塑胶片采用热塑性材料,如TPE 等,以免在激光加工时材料会产生粉尘,同时材料的沸点不能太低,保证 在激光镭射时材料受热不会直接汽化。
步骤S2:设计打标的图档,并调整好所述图档上需要封孔的区域大小。 其中,所设计的图档用于对激光加工路线及加工区域大小进行管控,一般 比针孔表面大小稍大即可。
步骤S3:将准备好的疫苗瓶置于加工平台上,并将疫苗瓶进行固定。
步骤S4:选择红外激光标记设备,调整激光焦距到合适位置,并根据 所述图档设置激光标记设备的加工参数。具体的,将所设计的图档导入到 激光标记设备上,再进行参数设置。
本步骤S4中,采用波长为1064nm-1945nm的红外纳秒激光器,激光器 最大功率为15W,激光标记范围为100mm*100mm。本发明实施例中,通过采 用红外激光进行封孔,由于波长较长的激光束产生的热效应较大,能够在 较短的时间内使作用区域均匀升温,进而使作用区域熔化;而使用波长较 短的激光如紫外激光,容易使材料脆化,从而产生粉尘。此外,红外激光 器光斑较大,也可以避免热量集中从而使材料碳化。
步骤S5:所述激光标记设备产生的红外激光作用在疫苗瓶的胶塞表面, 使其在高温的作用产生熔化,重新凝结后将针孔完全覆盖,从而达到完全 密封的效果。
本步骤S5中,通过所述激光标记设备产生的激光,作用在热塑性材料 的针孔位置,产生热效应致表面部分材料热熔,在激光扫描方向引导和重 力作用下,融化的材料会流入针孔,并将针孔完全堵住,呈现出最终效果。 此种方式封孔的优点是封孔气密性好,无污染,过程中对材料物理化学性 质没有影响,且封孔效率较高。
步骤S6:从加工平台上取出封孔后的疫苗瓶,并对其进行测试,测试 完成得到满足要求的封孔疫苗瓶。
本步骤S6中,由于激光封孔完成后,封孔位置会有轻微凸起,这是由 于焊接位置边缘塑胶熔融后凝结形成的,不会影响材料的性能。激光封孔 后需要对疫苗瓶进行两个方面的测试,即密封性测试和焊接深度测试。
所述密封性测试为:测试时从封孔区域外的位置使用针头向疫苗瓶内 注入水,压缩疫苗瓶内空气使其内气压升高,观察疫苗瓶是否会有漏气的 情况,若无漏气则可以满足要求。进一步地,所述疫苗瓶在正常激光封孔 后,其内腔能够承受的气压为400KPa。
所述焊接深度测试为:测试时将疫苗瓶的胶塞取出,剖开后测量实际 完全覆盖的深度,所述深度达到预设值,则可以满足要求。进一步地,所 述疫苗瓶在正常激光封孔焊接后,所述深度能够达到90um以上。
上述中,由于激光加工时,激光焦点的位置、光斑大小及形状和激光 镭雕参数对加工效果有重要影响。激光标记过程中必须找准激光焦点的位 置,偏焦太多会导致热量无法将热塑性材料熔化,从而密封效果达不到要 求,光斑大小及形状达不到标准也会导致封孔密封性较差。本发明实施例 中,采用的激光加工参数如表一所示,可根据效果适当调整配比。
表一
Figure BDA0002933182940000061
本发明实施例中,激光打标的次数、速度和填充间距可根据封孔效果 进行调整,材料本身性质不同,使用的参数也需要适当调整。如果测试出 现气密性不达标的情况,则需要将激光的能量加大,或者减慢打标速度、 增加打标次数、减小填充间距等。
本发明提供的封孔方法相比于传统工艺,采用激光封孔可以节约时间 和成本,同时有利于疫苗的污染防控,此外可以提升医疗研发效率,疫苗 公司只需要将研制出来的疫苗注射装瓶,在生产流水线上加载红外激光打 标机,使用激光封孔即可进入下一流程。
下面通过具体实例来进一步说明上述记载的基于红外激光在疫苗瓶封 孔上的应用。
(1)准备一个已封口并已进行过消毒灭菌处理的疫苗瓶,使用医疗针 管在刺穿疫苗瓶橡胶,向疫苗瓶内注入药剂,抽出针管,可见橡胶上贯穿 孔。
(2)编辑好激光打标图档和镭雕参数,并调整好所述图档上需要封孔 的区域大小。具体的,打标的图形设置为直径2mm正方形,放置在针孔位 置,使用填充方向由外到内的内缩方式填充,这样设置有利于熔融状态下 的封孔塑胶材料流向针孔内部。
(3)将准备好的疫苗瓶置于加工平台上,并将疫苗瓶进行固定。
(4)将疫苗瓶置于红外激光下,开启红外激光标记设备,调整激光焦 距到合适位置,并将所设计的图档导入到激光标记设备上。
(5)激光器出光,使疫苗瓶的胶塞表面材料熔化流入注液孔内,并将 其堵住实现封孔。观察焊接表面,焊接表面可见明显的焊点,原来针孔位 置目视不可见,可见较明显的鼓包。
(6)从加工平台上取出封孔后的疫苗瓶,并对其进行测试,包括:
焊接深度测试:将疫苗瓶的封口橡胶取下,在焊接位置剖开,剖开后 测量熔融的深度,测试结果的深度可以达到90um,并使用较大力气掰开焊 接处,焊接位置上的针孔完全消除且不易再次开裂,可以满足要求。
密封性测试:使用注射器在封孔区域外其他位置向疫苗瓶内注入清水, 以使疫苗瓶内气压升高,可见未加压时,橡胶垫未鼓起。加压后橡胶垫会 鼓起,在气压400KPa下持续2分钟,若橡胶垫能够保持鼓起状态,则说 明疫苗瓶内未有漏气情况,可以满足要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上 述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:具体包括如下步骤:
准备已封口疫苗瓶,并将疫苗液体注入到所述疫苗瓶内形成注液孔;
设计激光打标的图档,并调整好所述图档上需要封孔的区域大小;
将准备好的疫苗瓶置于加工平台上并进行固定;
选择红外激光标记设备,调整激光焦距到合适位置,并根据所述图档设置其加工参数;
红外激光作用在疫苗瓶胶塞的注液孔表面,使表面材料熔化流入注液孔内并将其堵住实现封孔;
从加工平台上取出封孔后的疫苗瓶,并对其进行测试,得到满足要求的封孔疫苗瓶。
2.根据权利要求1所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述红外激光标记设备采用波长为1064nm-1945nm的红外纳秒激光器,激光器最大功率为15W,激光标记范围为100mm*100mm。
3.根据权利要求1所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述疫苗瓶的测试包括密封性测试和焊接深度测试。
4.根据权利要求3所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述密封性测试为:测试时从封孔区域外的位置,向疫苗瓶内注入水,压缩疫苗瓶内空气使其内气压升高,若疫苗瓶内无漏气的情况,则满足密封性要求。
5.根据权利要求4所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述疫苗瓶在正常激光封孔后,其内腔能够承受的气压为400KPa。
6.根据权利要求3所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述焊接深度测试为:测试时将疫苗瓶的胶塞取出,剖开后测量实际完全覆盖的深度,所述深度达到预设值则满足要求。
7.根据权利要求6所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述疫苗瓶在正常激光封孔焊接后,所述深度能够达到90um以上。
8.根据权利要求1所述的基于红外激光在疫苗瓶封孔上的应用,其特征在于:所述注液孔为采用针管的方式将疫苗液体注入到疫苗瓶内,则所述注液孔为贯穿的针孔。
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