EP0847850A1 - Vorrichtung zum Verpressen von fliessfähigen Feststoffen oder halbfesten Stoffen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for compressing flowable solids, especially powdery solids, with shaping press tools.
- the pressing devices presses the powdery solid or pasty substance pressed under high pressure to form a mechanically stable molded body or compacted.
- the pressing tools must be designed that they can absorb the high press forces.
- the shaping Surfaces must be extremely smooth so that the powdery or pasty substance does not adheres to the surfaces, which greatly reduces the quality of the moldings with regard to their surface quality and mechanical stability would have.
- the shaping surfaces are customary hard chrome plated or made of polished hard steel.
- the invention has for its object to improve the physical surface properties of the pressing tools so that even with critical, tending to caking flowable solids, the shaping surfaces remain clean and residue-free during operation and operational failures caused by attaching product to the shaping surfaces are safely avoided.
- flowable solids are understood here to mean powdery, free-flowing solids or semi-solid, pasty substances.
- a device for pressing flowable solids which has pressing tools with shaping surfaces, at least the shaping surfaces are provided with a diamond-like, amorphous carbon layer.
- This layer is briefly referred to below as DLC layer ".
- the layer thickness of the DLC layer is preferably 1 to 10 ⁇ m.
- stamp head and possibly also the Stamp stock will be remunerated.
- the DLC-coated tablet stamp also enables implementation of special geometrically complex tablet shapes, e.g. Polygons or toroids.
- the friction of the tablet stamp in the die can be reduced, if in addition the surface of the shaping part of the tablet stamp with the DLC layer is remunerated.
- the head and the shaft of the stamp provided with a DLC layer will be reduced.
- the shaping part 4 is the one that determines the tablet volume Cavity 5 (dashed) incorporated.
- the surfaces of the cavity 5 are the shaping surfaces if the upper and lower stamps are used during the pressing process driven into the die of the tablet press and pressed against each other.
- the lateral limitation of the tablets is done in a known manner by the cylindrical inner surface of the die opening (not shown).
- the shaping Surfaces of the cavity 5 and the lateral lateral surface 6 on the stamp 3 are included an approx. 2.5 ⁇ m thick diamond-like, amorphous carbon layer (DLC layer) overdrawn.
- DLC layer amorphous carbon layer
- This coating takes place, for example, in a two-stage process, in the first stage galvanically one of chrome and diamond particles existing dispersion or diffusion barrier layer and in the second step with the help of the CVD process (Chemical Vapor Deposition) a CVD diamond layer on the shaping surface and deposited on the lateral lateral surface 6 of the stamp becomes.
- CVD process Chemical Vapor Deposition
- the same coating can be applied to the stamp head 1 and possibly also the stamp shaft 3 are applied.
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Abstract
Die Vorrichtung zum Verpressen von fließfähigen Feststoffen besteht grundsätzlich aus Preßwerkzeugen mit formgebenden Oberflächen. Dabei sind zumindest die formgebenden Oberflächen mit einer diamantähnlichen, amorphen Kohlenstoffschicht versehen. Insbesondere bestehen die Preßwerkzeuge aus Tablettenstempeln (1, 2, 3, 4), die in einer Tablettiermaschine Verwendung finden. Die Schichtdicke der amorphen Kohlenstoffschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 µm.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpressen von fließfähigen Feststoffen,
insbesondere pulverförmigen Feststoffen, mit formgebenden Preßwerkzeugen.
In derartigen Preßvorrichtungen (Pressen) wird der pulverförmige Feststoff oder
pastöse Stoff unter hohem Druck zu einem mechanisch stabilen Formkörper verpreßt
bzw. kompaktiert. Zu diesem Zweck müssen die Preßwerkzeuge so ausgelegt sein,
daß sie die hohen Preßkräfte aufnehmen können. Außerdem müssen die formgebenden
Oberflächen extrem glatt sein, damit der pulverförmige oder pastöse Stoff nicht
an den Oberflächen anhaftet, was eine starke Qualitätsminderung der Formkörper
hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit und mechanischen Stabilität zur Folge
hätte. Zu diesem Zweck sind die formgebenden Oberflächen üblicherweise
hartverchromt oder bestehen aus poliertem Hartstahl.
Ferner sind auch verschiedene Problemlösungen entwickelt worden, bei denen im Betrieb
der Maschine ein pulverförmiges oder flüssiges Trenn- bzw. Schmiermittel auf
die formgebenden Oberflächen gesprüht wird. Abgesehen von dem zusätzlichen apparativen
Aufwand, den solche Einrichtungen erfordern, werden dabei auch Fremdstoffe
in den Formkörper eingelagert, was bei Anwendungen in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie
problematisch ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die physikalische Oberflächenbeschaffenheit
der Preßwerkzeuge so zu verbessern, daß auch bei kritischen, zum Anbacken
neigenden fließfähigen Feststoffen die formgebenden Oberflächen im Betrieb sauber
und rückstandsfrei bleiben und durch Ansetzen von Produkt an den formgebenden
Oberflächen bedingte Betriebsstörungen sicher vermieden werden. Unter 
fließfähigen
Feststoffen" werden hier pulverförmige, rieselfähige Feststoffe oder halbfeste, pastöse
Stoffe verstanden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zum
Verpressen von fließfähigen Feststoffen, die Preßwerkzeuge mit formgebenden Oberflächen
aufweist, zumindest die formgebenden Oberflächen mit einer diamantähnlichen,
amorphen Kohlenstoffschicht versehen sind. Diese Schicht wird im folgenden
kurz als DLC-Schicht" bezeichnet.
Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke der DLC-Schicht 1 bis 10 µm.
Gemäß einer speziellen Ausführung der Erfindung werden die Oberflächen der formgebenden
Hohlräume in den Tablettenstempeln einer Tablettiermaschine mit der DLC-schicht
vergütet.
Vorteilhaft kann bei dieser Anwendung auch die Mantelfläche des Stempels mit der
DLC-Schicht ausgestattet sein.
Darüber hinaus kann in gleicher Weise der Stempelkopf und gegebenenfalls auch der
Stempelschaft vergütet werden.
Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
Es wurde überraschend gefunden, daß auch bei zum Anbacken neigenden pulverförmigen
Materialien beim Verpressen keine Adhäsion an den mit der DLC-Schicht vergüteten
Tablettenstempeln zu beobachten war. Daraus resultieren z.B. bei Tablettiermaschinen
erheblich längere Standzeiten, da weniger Reinigungszyklen erforderlich
sind.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die formgebende Oberfläche von Tablettenstempeln
mit einem relativ komplizierten Prägemuster, z.B. einem firmenspezifischen
Warenzeichen, ausgestattet werden kann, so daß die Herstellung von Tabletten mit
einer speziellen Prägung ermöglicht wird. Bei derartigen Prägungen war das Problem
des Anhaftens bzw. Ansetzens von Feststoff an den Stempeloberflächen nach dem
Stand der Technik besonders gravierend, so daß in der Regel darauf verzichtet wurde.
Außerdem ermöglichen die DLC-beschichteten Tablettenstempel auch die Realisierung
von speziellen geometrisch aufwendigeren Tablettenformen, wie z.B. Vielecke
oder Toroide.
Ferner kann die Reibung des Tablettenstempels in der Matrize verringert werden,
wenn zusätzlich die Mantelfläche des formgebenden Teils des Tablettenstempels mit
der DLC-Schicht vergütet wird. Zur weiteren Verschleißminderung können, wie oben
ausgeführt, auch der Kopf und der Schaft des Stempels mit einer DLC-Schicht versehen
werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen
näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen für den Einsatz in Tablettiermaschinen
typische Tablettenober- und Unterstempel (Fig. 1 = Tablettenoberstempel und Fig. 2
= Tablettenunterstempel).
Die Tablettenstempel gemäß Fig. 1 und 2 bestehen jeweils aus dem Kopf 1, dem
Schaft 2, dem Stempel 3 und dem formgebenden Teil 4. Sämtliche Teile sind zylindrisch
ausgebildet. Im formgebenden Teil 4 ist der das Tablettenvolumen bestimmende
Hohlraum 5 (gestrichelt) eingearbeitet. Die Oberflächen des Hohlraums 5 sind
die formgebenden Oberflächen, wenn beim Preßvorgang Oberstempel und Unterstempel
in die Matrize der Tablettenpresse gefahren und gegeneinander gedrückt werden.
Die seitliche Begrenzung der Tabletten erfolgt dabei in bekannter Weise durch die
zylindrische Innenfläche der Matrizenöffnung (nicht gezeigt). Die formgebenden
Oberflächen des Hohlraums 5 und die seitliche Mantelfläche 6 am Stempel 3 sind mit
einer ca. 2,5 µm dicken diamantähnlichen, amorphen Kohlenstoffschicht (DLC-schicht)
überzogen. Diese Beschichtung erfolgt beispielsweise in einem Zweistufenverfahren,
wobei in der ersten Stufe galvanisch eine aus Chrom und Diamantpartikeln
bestehende Dispersions- oder Diffusionssperrschicht und im zweiten Schritt mit Hilfe
des CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition) eine CVD-Diamantschicht auf der
formgebenden Oberfläche und auf der seitlichen Mantelfläche 6 des Stempels abgeschieden
wird. Eine genauere Beschreibung dieses Verfahrens findet sich z.B. in der
Offenlegungsschrift DE 195 13 102, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die gleiche Beschichtung kann auf den Stempelkopf 1 und gegebenenfalls auch auf
den Stempelschaft 3 aufgebracht werden.
Claims (5)
- Vorrichtung zum Verpressen von fließfähigen Feststoffen, insbesondere pulverförmigen Feststoffen, mit formgebenden Preßwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die formgebenden Oberflächen der Preßwerkzeuge mit einer diamantähnlichen, amorphen Kohlenstoffschicht versehen sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der amorphen Kohlenstoffschicht 1 bis 10 µm beträgt.
- Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwerkzeuge Tablettenstempel (1, 2, 3, 4) einer Tablettiermaschine sind.
- Tablettenstempel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Mantelfläche (6) des Stempels (3) mit der diamantähnlichen, amorphen Kohlenstoffschicht beschichtet ist.
- Tablettenstempel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Stempelkopf (1) und gegebenenfalls auch der Stempelschaft (2) mit der diamantähnlichen, amorphen Kohlenstoffschicht vergütet sind.
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