专利名称：热密封封盖片的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种将封盖片热密封到基底的设备和方法，特别是在热密封期间需要将封盖片压靠在基底上的场合。
背景技术：
管理药物产品包装的规章对能在包装中使用的材料施加了严格的限制，任何能与药物产品接触的材料都必须具有可追踪的制造路线，其可以保证在包装材料内没有任何能转移到药物产品中并因而进入病人身体内的化学产品。
这限制了传统粘合剂的使用，传统粘合剂的配方设计常常包含一定比例的挥发性活性物质。它鼓励热密封技术的使用，在热密封技术中，为了形成密封，通过使基本上纯净的单成分材料熔化以填充分界面来形成密封。
在包装本身能由在合适温度下熔化的材料制成的场合，在待密封的分界面施加热量和压力足以使包装封闭密封。在包装材料由在足够低的温度下不会熔化的材料制成的场合，需要在密封分界面处引入合适材料的附加层。这是需要包装提供防备气体如氧气、二氧化碳或水蒸汽的渗透的高水平保护的情况。适合热密封的材料全部具有一定程度的透气性，因此，对于这些应用来说，可能需要使用具有高熔点的聚合物或甚至金属来实现足够的阻透性。
其一个好的示例是对一些药物产品的单位剂量包装使用层压铝箔。在没有小孔的场合，通常在0.01mm到0.10mm厚度范围内的铝层对所有气体都提供极好的阻隔。金属层覆盖有各种聚合物层或可热密封的表面，聚合物层用来增加功能性，如展延性和吸墨性。一种普通安排是泡罩包装，其中一个铝片具有形成于其中的囊阵列，将一个平的封盖片粘靠在包含囊的开口侧的表面上，以将每个囊密封为单独的包装。
能通过用热辊将表面压在一起或通过使用热印压机来实现密封过程。在使用压板方法的场合，在两个热的平面之间挤压需要密封的区域，直到密封层熔合在一起。然后，去除压力和热量，冷却接合处使密封变硬，使接合处变得持久。
对于大多数应用来说，该方法是足够的，然而，为了实现好的密封，密封材料在全部密封区域上熔合在一起是很重要的。在出现了仅仅局部密封的场合，在层之间可能存在细小间隙，足以让气体扩散过去并损害包装的内含物。由于层压材料的厚度通常小于0.1mm，因而在表面不同部分处的刚性压板之间间隙的任何变化都能引起不同点处的压力的巨大改变。极端情况下，这能导致一些区域具有零压力，在该区域不产生粘结。
可以包括更厚的聚合物材料以便材料在密封过程中在密封部分内流动，从而填充任何由平面凸起或压板内的凹陷或包装材料引起的小的不规则。然而，对于最高完整性的包装需求来说，增加在不渗透层之间进行密封的聚合物层的厚度引起了气体沿着密封平面穿过密封材料的更高扩散的问题。
优选地，在不渗透层之间具有可能的最薄密封层。
使用传统的压板或轧制热密封设备，密封质量是这样的，即为了保证可靠的密封，需要使包装周围具有尽可能大的密封区域。因而对于药片和胶囊，在不会使包装尺寸的增加不可接收的情况下，能使用5mm到10mm的密封长度。
然而，单位剂量包装的较新需求是针对干粉吸入器(DPI’s)，其中单位剂量的质量非常小，例如10mg。在这种情况下，可能需要用于倍数剂量的小型便携式分配器。一些DPI’s将药物存放在散装容器中。然而，在保护散装容器不受水蒸汽入侵的同时仍然允许单位剂量的精确计量是困难的。为了克服它，已经研制出DPI’s，其在分开的包装中提供预先计量好的药物单位剂量，将多个分开的包装装到DPI中。对于这些DPI’s来说，为了获得可接受的总包装尺寸，将密封区域减到最小变得很关键。另外，DPI中的药物产品呈细粉末的形式，其对于渗入包装的任何水蒸汽都极端敏感。因而，精确控制密封区域上所有点处的密封压力和温度的能力是较重要的。
发明内容
因而，本发明的目的是提供一种改进的热密封设备和方法。
根据本发明，提供了一种将封盖片热密封到基底的方法，该方法包括将封盖片定位成抵靠基底的密封面；邻接封盖片提供较柔性的面板；和用面板向封盖片施加压力，以便面板弯曲成与封盖片和基底密封面的下面的轮廓相一致。
根据本发明，还提供了一种将封盖片热密封到基底的设备，该设备包括印压机，用来将封盖片压到基底的密封面上；其中印压机包括较柔性的面板，和设备还包括用面板向封盖片施加压力的系统，面板弯曲以与封盖片和基底密封面的下面的轮廓相一致。
这样，即使基底的密封面不完全是平坦的，也能使封盖片保持抵靠在基底的密封面上。在不要求包装材料的任何变形的情况下，将均衡和受控的压力施加到整个密封区域上变得可能，因而，它还便于使用非常薄的热密封层，非常薄的热密封层又具有减小水分迁移的优点。
面板使封盖片和基底与印压机的其余部分隔离，所以可以使用各种加热和挤压技术和材料，同时符合清洁和材料污染的规定。关于形成为自支承件的面板，能用任何合适的设备来提供其背面上的压力。
因此，本发明提供了一种压板热密封的方法，其对药物包装中的高性能水蒸汽阻隔密封的形成提供了相当大的好处。它允许在待密封的表面的所有部分上施加均衡的压力，同时将密封分界面的温度迅速加热到所需密封温度，然后将其冷却到使密封层变硬的温度以下。
优选地，提供支承板用来支承基底的与密封面相对的背面。
这样，可以给基底提供附加支承，以便允许来自面板的增大压力。在基底采取泡罩包装件形式的场合，这可能是特别有利的，其中所述泡罩包装件具有大致平坦的顶层，该顶层具有一个或更多在顶层下面延伸的囊。在这种情况下，基底可以设置成在囊周围和之间的位置处从下面支承顶层。
优选地，面板包括具有用于挤压封盖片的第一表面的柔性膜，系统布置成选择地向柔性膜的第二表面提供经过加压的流体，第二表面与第一表面相对。
因此，经过加压的流体可以使柔性膜弯曲并向封盖片施加压力。
这是保证在所有的待密封的表面上施加均衡压力的特别有效的方式。
优选地，在2巴到200巴的范围内给流体加压。
可以根据材料性质和柔性膜的厚度确定实际压力。还可以根据封盖片的性质、热密封材料和基底包装的表面轮廓来选择实际压力。
优选地，印压机还包括多个壁，所述壁与第二表面一起确定一用于接纳经过加压的流体的腔室。
这样，流体直接使柔性膜本身弯曲。提供间接的压力是可能的，例如在柔性膜后面使用能变形的密封腔室。然而，在柔性膜本身形成腔室的一部分的情况下，能获得更好的性能。
优选地，以适合实现热密封的高温提供经过加压的流体。
虽然能使用分开的加热器如红外线加热器，但柔性膜与封盖片和经过加压的流体附近的直接接触利用流体来特别有效地加热密封分界面。
优选地，迅速加热面板然后使其冷却，同时保持施加到封盖片的压力。
通过这样迅速地加热和冷却面板，能实现好的热密封，而不会过度地加热包含在由封盖片和基底形成的包装件中的任何材料。对于某些药物产品或对温度敏感的药物来说，这是特别有利的。
在用经过加压的流体加热密封分界面的场合，能从热流体到冷流体地迅速交换经过加压的流体，以便迅速加热然后冷却面板，同时保持施加到封盖片的压力。
在这方面，所述腔室可以具有至少一个入口和至少一个出口，以便可以将流体通过入口泵入和通过出口泵出。
系统可以布置成将热流体泵入入口以便为了密封而加热柔性膜和封盖片，然后将冷流体泵入入口以便强迫热流体通过出口流出，从而冷却柔性膜和封盖片。
这样，可以容易和有效地迅速加热然后冷却密封分界面，以便在不过度加热基底包装的剩余部分和任何所含物质的情况下，形成所需的密封。
由于使用较薄的和柔性的面板，所以需要经过加压的流体非常接近封盖片，因而用相同的流体控制密封分界面的温度是特别有效和有利的。
优选地，系统提供处于75℃到300℃范围内的热流体。
优选地，系统提供处于0℃到30℃范围内的冷流体。
温度的准确选择会根据密封层的材料性质而改变，还根据部件如柔性的面板、封盖片和基底的热导率和比热而改变。温度也取决于被密封的封盖片/基底布置不处于高温下有多关键。在一些应用中，让该布置处于高温下相当长的时间可能是可接受的。
优选地，面板是不锈钢的。
关于清洁而言，该材料是非常有利的，并且该材料是耐腐蚀的。它还具有好的弹性性质，所以假如所需的变形量小于0.5％，则通过合适的压力，它将会弹性变形以与密封分界面的轮廓相配，并且它随后将返回到其原始状态准备再次使用。
优选地，面板的厚度在0.01mm到0.5mm的范围内。更优选地，厚度在0.03mm到0.1mm的范围内。
在这些厚度的情况下，面板能根据需要弹性变形，还能有效地导热。
所选的实际厚度取决于面板的材料性质和需要面板进行弹性变形的程度。
在密封面的表面轮廓需要表面变形这样一个量以致面板中的应变超过0.5％的场合，可能不能使用不锈钢，因为当压力消除时，表面将不会返回到其原始形态。
然而，在这些情况下，可以使用其它材料，尽管从材料相容性的方面，它们不是优选的。
对于需要应变范围在0.3％到1.0％中的表面，能采用合金如铍铜合金，或非晶体金属材料，如市场名称为液体金属合金或超塑性金属或形状记忆金属如镍钛诺的那些。
优选地，在将封盖片密封到具有至少一个囊的基底的场合，在位置将与所述至少一个囊相对的区域中加强面板，以便至少减小面板朝着囊中的偏移。
这使得能将额外的和更有效的压力施加到囊周围的密封区域上，而不会冒任何损坏越过囊本身的封盖片区域的风险。
优选地，通过将所述区域预先形成为在密封侧上凹入的圆盖来加强面板。
这样，在面板越过囊的区域中，面板不会对封盖片施加压力。能通过使合适的区域变厚来加强面板，然而，使用圆盖形不需要额外的材料，并且制造更简单。
优选地，将设备布置成补偿面板和基底密封面的角度误差。基底的密封面可能通常是歪的或与设备成一角度，这例如是因为其相对的背面不平行。能提供柔性的面板，其是可充分弯曲的以便补偿任何这种角度误差。然而，为了将柔软面板必须弹性变形的程度减到最小，优选地，印压机和压板中的一个或两者都自由移动，以便基底的密封面和柔性面板自对齐。
因而，可以提供一种设备，用来在不向非密封区域施加任何压力的情况下，在将被密封到一起的表面的所有部分上施加均衡的压力，同时将密封分界面的温度迅速升高到所需的密封温度，然后将其冷却到使密封层变硬的温度以下。
结合附图，从下面仅仅作为示例给出的说明将更清楚地理解本发明，其中图1表示本发明的一个实施例；图2表示本发明的另一个实施例；图3表示本发明的又一个实施例；图4(a)和(b)表示将本发明特别使用在将封盖片密封到基底中的包装件；图5表示穿过图4(a)和(b)的包装件的局部横截面；和图6表示本发明的另一个实施例。
具体实施例方式
在优选实施例中，本发明使用一种不锈钢的薄片将热量和压力从薄片的一侧上的温度受控的经过加压的流体传导到薄片的另一侧上的封盖材料的顶面，以便将封盖材料热密封到一包装基底。这表示在图1中，图1示出了一包装基底1，适合于容纳一单位剂量7的药物的囊8已形成于该包装基底1中。该囊8的开口区域要用一封盖片密封，该封盖片包括一层不可渗透材料3如铝和热密封层2。为了将盖部3热密封到包装1，一印压机6具有不锈钢面板4，该面板4通过一层流体5与之分开。印压机包括有壁6a，壁6a与面板4一起形成流体5用的腔室。使印压机降低以便面板4与封盖箔3的外表面9接触，然后如果在印压机6和包装基底1保持静止的情况下，用泵11给流体5加压，则面板4会压靠在封盖箔3的顶面9上，包装基底1被包装基底1的背面12上的下支承板10稳固地保持在合适位置中。
如果待密封的表面13完全是平的，那么均衡的压力会施加到整个表面上。在表面13不平坦且足够坚硬以致它在施加的压力下不会变形的场合，为了在表面上施加均衡的压力，面板4必须依随表面13的轮廓进行变形。因而，必需选择面板4的厚度和流体中的压力，使得面板4能变形为倚靠在顶面13和封盖箔3的可能最差的表面不规则处上。另外，为了使面板4能重复地再使用，优选地，通过面板4的弹性变形实现任何变形。
为了实现这些要求，优选地，面板材料由厚度范围应在0.01mm到0.1mm内的板材形成。
典型地，2巴到200巴范围内的压力是优选的，使用的面板材料越厚，压力越高。
把这样的情况作为实例，其中表面13名义上是平的，但在表面上的一些地方上面具有浅的凹陷。对于面板4最难变形进入的类型的凹陷是具有最大深度直径比的凹陷。为了分析地评估面板4的厚度和合适的压力，我们能将面板4作为被夹在凹陷的边缘周围的薄板来进行分析。
可用公式获得参数之间的关系的大致评估h=Pr4kD]]>h＝凹陷中心处的偏移的深度(m)P＝流体压力(Pa)r＝凹陷的半径(m)k＝边缘约束常数D＝面板的弯曲刚度(Nm)
k的值取决于边缘是被简单地支承(k＝12)还是被完全夹紧(k＝64)。
举一个50微米厚的不锈钢面板4的示例，该面板4在1mm半径处被简单地支承，然后施加10巴的压力使面板4弯曲以与深达100微米的凹陷相符。实际上，任何凹陷的边缘都将在某处处于简单支承和完全夹紧之间的状态中。
然而，在图1的布置的情况下，当施加压力时，面板4将在囊区域上面向内弯曲。能够使面板4足够厚，以便变形不足以使封盖箔3破裂。然而，这将减小其依随密封区域上的表面高度变化的能力，因而优选地，面板4具有在囊上方的被加强的区域，因而防止向囊中的偏移(或弯曲)。当在该区域上没有形成密封的要求时，这是可能的。能用来实现它的方法包括使囊上面的面板材料变厚；在囊上面的面板中形成凹入的拱顶形凹入部。
图2表示一个示例，其中面板4′在囊8上方形成拱顶形14。总体的布置与图1的相同，然而，囊8上方的区域中的面板4′已塑性变形形成一拱顶14，该拱顶相对其表面上的等压力具有更大的刚性，且因此，当对其上面的流体加压时，该拱顶将保持其形状。
在使用该方法的场合，必需将压力保持在使拱顶14整个弯曲和突然折断成凸起形式的那种压力之下。这可以使用关于薄壁的壳体结构稳定性的理论来计算，但优选地用实验方法确定。
两种方法都具有额外的优点，即与表面的其余部分相比，它们将增加囊的边缘周围的压力。对于已使面板4在囊上方更厚以便它即使在施加压力时也基本上保持平坦的情况，如果加强区域重叠在表面之上一个距离，则该区域上的压力与施加的压力相比，压力由下面的公式给出 P边缘＝在囊的周边上施加的压力(Pa)P流体＝流体压力(Pa)A＝囊的面积(m2)l＝囊的周长(m)
w＝重叠长度(m)这有助于保证在每个囊的周围形成良好的密封。
这些布置使面板能将均衡的压力施加到在其表面上具有小的起伏量的表面上。
待密封的表面的平面可以不完全平行于面板4的平面。因而优选地，提供措施(或装置)以使得能适应任何角度误差，所以仅仅需要面板4伸展以响应表面的波动。
可以采用各种方法来实现这一点将面板支承在波纹管上；响应角度误差的测量主动控制一个表面的角度；在压板的后面引入顺应件；将一个顺应支承形状形成到面板中，使得平坦的有效面积能在任何方向上倾斜，直到规定的角度，这种形状的一个示例是波纹管4a或有效面积周围的板的旋绕的环形部分(看图6)。
上述方法提供了在实际的热密封表面上获得精确的均衡压力的措施。然而，为了形成粘结，仍然需要加热密封分界面以使其充分熔化。
这能通过使用一压力机来实现，该压力机保持在比形成密封所需的温度更高的温度下。当迫使压力机压靠盖部的顶面时，热量从压力机流入包装材料中。
在分界面达到所需的温度足够时间之后，移离压力机，并通过空气的自然对流或通过向第二冷却压板的传导来使包装件冷却。
当压力去除时，同时分界面由于热量仍然是软的，该过程可能导致不完美的密封。另外，在包装件具有相当大的热质量和高热导率的情况下，一些热量可以到达囊中的药物，可能使药物分解。一种优选的方法是有效地加热分界面区域，然后尽可能迅速地将其冷却，同时施加恒定的压力。
这样，传递给药物的热量最小，在压力去除之前，使热密封冷却且使其牢固。
通过加压的流体支持的薄面板的布置理想地适合于实现在压力下的这种迅速的加热和冷却。
给面板加热和使其冷却的一种布置是为了使背板6与加热和冷却装置处于良好的热接触中。
这样，位于背板6上的电热器可以用于控制温度，这是有利的，因为这为精确的温度控制提供一种简单的方法(或装置)。相似地，为了使面板冷却，可以使水通道位于背板6中，当需要冷却时，可以使冷却水流过水通道。
在使用这种方法的场合，重要的是，加压流体的热导率高，从而热量可以在最小温差的情况下向密封层流动和从密封层流出。
不幸地，大多数液体具有的热导率在0.5W/mK以下，其与大多数固体金属相比是非常差的(不锈钢≈11W/mK或铝235W/mK)可能的具有高热导率的液体是汞，因为其具有8W/mK的热导率，然而其毒性不适合在这种应用中使用。因而，一种优选的材料是CerroTM合金中的一种，因为这些材料具有低于压板的工作温度的低熔点，该熔点通常在40℃到100℃的范围内。CerroTM合金是具有为具体需要而被最优化的比率的铋、铅锡镉和铟的合金。
优选的CerroTM合金的一个示例是由Hoyt Darachem提供的Cerrolow，其具有47℃的熔点和比水好十倍以上的热导率。
采用这种方法的一个示例在图6中示出。在该示例中，加压流体5″完全占据面板4″的后面的封闭容积。当面板4″不与待密封的表面接触时，流体处于大气压力，然而，当面板4″压靠在待密封的表面上时，面板4″将相对于其后面的流体被推压。由于流体几乎是不可压缩的，所以对于被加压的流体仅仅需要少量的移动以平衡对流体施压的力。
这样，能够在不需要泵的情况下产生流体中的压力。
另外，也可以用外部的泵如图1中的活塞泵给流体加压。这使流体压力的控制与保持板抵靠包装件的夹紧力分开。
还可以使用给流体加压的另一种形式，其例如包括使用压缩空气给顺从膜或软膜的一侧加压，而顺从膜或软膜的另一侧与流体接触。
由于产生压力仅仅需要少量移动，所以面板和背板之间的流体层可以很小，通常在0.1mm到1.0mm的范围内。因而，背板的加热和冷却将通过流体和面板有效地与密封表面耦合起来。
另外，如果对加压流体进行预热，然后使其在面板4的背面上流过，则可以用在工作温度和压力下不会沸腾的流体作为加压流体。热流体的流动迅速和有效地引入热能，流体与薄的不锈面板4的亲密接触和其直接对盖部上的加压接触提供了热量朝着分界面区域的极好的热传递，同时将待加热的热质量减到最小，其中在分界面区域将形成密封。
一旦分界面达到所需的温度，就迅速地用冷流体流代替热流体流，从包装件移走热量。
因而在整个加热和冷却循环中，能在待密封的表面之上保持均衡的压力。
典型的密封温度范围在75℃和150℃之间。在100℃到250℃范围内的热流体温度是合适的，而在0℃到30℃范围内的冷流体温度是合适的。
在某些场合，用水进行加热和冷却可能是优选的，如在本示例中，如果应用高温和低压条件，然后在加热阶段，水将部分是液体部分是水蒸汽，即蒸汽，在某些条件下，使用蒸汽可能比纯液体更有效。
图3表示这种密封系统的示范性横截面。在这种布置中，待密封的包装件21位于密封压板28的支承板23上，以便待密封的表面在其整个面积上被刚性地支承。然后，压板28和支承板23移动以使面板25与盖部24的上表面接触，盖部24将被密封到包装基底21。面板25在包装件中的囊22上具有拱顶形的区域，以防止在那里施加任何力。然后，用泵34给面板25后面的流体加压，以用所需的压力将面板25压靠在包装件上。同时，加热器32将容器31中的流体保持在实现密封所需的温度，转换阀29a和29b设定成将压板流体回路连接到热容器，且给循环泵30a通电。这使得热流体流过压力机28，迅速加热待密封的区域，同时，热交换器35将容器33中的流体保持在受控的低温。当密封形成时，这例如通过时间或通过相关参数如面板25的温度的测量来确定，起动转换阀29a和29b以将压板流体与冷容器33中的流体相连。然后，给循环泵30b通电以迫使冷流体进入压力机中。热容量、流体体积和其流量的合适设计将实现待密封的区域的非常迅速的加热和冷却。一旦使密封的区域冷却，就能停止流动，并能使泵34停止以去除压力。然后，能将带有已完全形成的密封的包装件移去。当同时对整个待密封的区域进行作用时，该方法能产生非常快的循环时间。
优选地，在腔室的中央设置一入口，在周边设置多个出口或单个环形出口。这使得能迅速且均匀地改变面板和密封分界面的温度。当然，入口/出口布置可以颠倒过来。
在包装件具有高的热质量和高的热导率的场合，它是特别有利地，因为在这种情况下，传统设备上的循环时间将极其缓慢，不利于实现操作的经济性。
很明显，热流体和冷流体的切换不是实现印压机的快速加热和冷却的唯一方式，能采用的方法的其它实例包括使用电加热器直接加热面板或印压机，之后用水或强制通空气进行冷却，这避免了对能处理高温流体的泵的需求；直接不接触地加热待密封的区域周围的包装，这包括利用导电材料的感应加热或绝缘体的电介质加热，这使得能简单地设计压板流体回路，以提供压力和冷却而不是提供加热。
用具有足够弹性以均匀分布压力的高顺从固体材料代替流体，这可以提供更简单的构造，特别是在与直接电加热和间接气冷或水冷耦合起来的场合。
在热密封粘结甚至在其密封温度也保持相当大的粘着力的场合，使用单独的加热压板和冷却压板且包装件在密封之后立即从热工位物理地移动到冷工位是可接受的。
假如与密封热量到达囊中的药物所花的时间相比，移动时间要短，则这提供了简单且有效的方法。
通常，转移应该在0.5秒到5.0秒内完成。
在该方法中，能例如用电阻加热器和加工温度控制器将热压板连续保持在恒定温度，且能通过使用水套将冷压板也保持在设定温度，所述水套具有在供给到压板之前循环穿过冷却器(或激冷器)的水。
结合一种包装件的特殊设计能进一步阐明本发明的好处，该包装件旨在为DPI中使用的药物的多单位剂量包装件提供高完整性保护。图4(a)和(b)表示该类型包装件的一个示例。该包装件具有主体41，其基本上是具有外径43和内径44的均衡厚度的材料的环形物。主体41具有一直穿过其厚度的孔，杯形贮槽45将与之相配。孔42和杯形件45可以布置在规则的圆形阵列中。可以采用具有任何数量的孔42或不同的孔42的布置的设计，一个示例是外径在60mm和70mm之间的盘，其具有30个孔以容纳30个单独的药物剂量。
可以通过将盖部47热密封在主体41的整个区域上来密封具有杯形件的封闭端部的主体侧面。然后，可以用药物46填充杯形件45和将盖部48密封在主体41的另一侧上，以形成单独密封的单位剂量。优选地，主体41和盖部47、48都由保护药物使其与外部环境隔离的材料制成。特别地，对于DPI的应用来说，免受水蒸汽的保护是极为重要的，因而，该材料需要具有低的水蒸汽迁移率(WVTR)。金属提供了几乎完美的对水蒸汽的阻挡，因而，一种方法是要用铝形成主体41和将铝箔用于顶盖部47和底盖部48。然后，能通过毁坏或剥离单个杯形件上的铝箔来取出单位剂量的药物。显然，能使用具有可接受的阻挡性质的其它材料。
将铝箔热密封到铝主体需要使用在可接受的温度下熔化的中间材料，有一个在制药工业中用于该目的的材料的范围，特别适合于将铝结合到铝的是乙烯/甲基丙烯酸共聚物，但其它材料也可能是合适的。可以将热密封材料应用于封盖箔、主体或它们两者，并且当被加热到合适温度和被压在一起时，热密封材料完全填充了很好地粘附到两个表面上的两个金属部件之间的空间。然而，这种热密封材料不是完全不透水蒸汽的，水蒸汽产生一个路线，水蒸汽可以通过该路线接触到药物。
图5表示从杯形件的边缘到外径穿过环形物的放大横截面。主体51和两个铝箔52与53是完全不透水蒸汽的，然而，热密封层54和55从外部大气59延伸到药物57。如果空气59的湿度高于药物57的湿度，那么水蒸汽56可能扩散通过热密封层并到达药物。为了将其减到最小，应该将热密封层制造得尽可能的薄和制造成在总包装尺寸内可接受的长度。
然而，铝主体51是刚性件，如果密封压力也由刚性板或辊施加，那么任何大于热密封层厚度的高度变化都将产生具有低得多的压力和热量的区域，可能导致不完美的密封。另外，铝的热导率是如此高，以致到达主体51的任何热量都几乎立即传播到整个主体中，从而将整个主体51加热到在热密封层55和主体51之间的分界面处的温度。
在杯形件58由导热性差的材料制成的场合，将在一个短时间内保护药物不遭受主体温度，然而，如果主体温度保持高温的时间太长，那么也会将药物加热到该温度。
因而，为了使非常薄的热密封材料层能用来提供极好的水蒸汽阻挡和避免将药物加热到不可接受的温度，本发明允许使用顺从的压力机，其仅仅压在待密封的区域上，和使用迅速将热量引入包装和从包装消除热量的装置或措施。
前述的过程提供了一种实现这种的措施。在可能接触药物或包装件的材料方面，它也符合药物制造的要求。
极端情况下，热密封层的厚度只需要足够填充两个铝表面的表面粗糙度，因而，能使用厚度范围在1微米到100微米内的热密封层。先前，在隐含在过程中的高度变化中，用在密封压力下流动的厚得多的层已进行填充。
甚至在快速循环时间所需的高速加热和冷却的情况下，厚的铝主体的极高热导率也能保证密封分界面的所有部分接近同样的温度。这有利于保证在表面上的所有点处形成良好的粘结。
使用薄的不锈面板使得能使用包装件的主体的平面度的实际规范。例如，关于一种制造方法，已经注意到孔之间的高度能达到低于孔边缘处的高度0.05mm。例如，如果在孔之间允许2.0mm和3.0mm之间的距离，则刚性顶板不会在孔之间施加任何压力，除非热密封层厚度超过0.05mm。然而，无论热密封层的厚度是多少，被经过加压的流体压在封盖箔上的0.05mm厚的不锈面板将在整个区域上施加压力。这允许使用厚度范围在0.003mm到0.030mm内的热密封层，与较厚的层相比，该密封层在水蒸汽阻挡性能方面提供了相当大的好处。
铝主体51的高热导率保证热量迅速传导经过主体的厚度，在正在通过密封到盘上的箔施加热量的场合，这是不利的，因为它减小了主体的密封面达到所需密封温度的速度。然而，它有益于允许通过主体的相对表面施加的任何热量达到密封面。
因而，为了实现最迅速的加热和冷却，能将如图2的上表面中所示的主动压板同时应用到盘的两侧，使加热和冷却时间几乎相等。
这样，能在均匀的箔的两侧上在同一装置上同时用箔密封主体的每侧。
这是受益于本发明的包装设计的一个示例，然而，本发明能应用于任何包装设计，其能受益于在整个快速加热和冷却循环中连续施加均衡压力。
权利要求
1.一种将封盖片热密封到基底的设备，所述设备包括压力机，用来将封盖片压到基底的密封面上；其中，所述压力机包括较柔性的面板，和所述设备还包括用面板向所述封盖片施加压力的系统，所述面板弯曲以与所述封盖片和所述基底密封面的下面的轮廓相一致。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，其还包括支承板，用来支承所述基底的与所述密封面相对的背面。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述面板包括具有用于挤压所述封盖片的第一表面的柔性膜，所述系统布置成选择地向所述柔性膜的第二表面提供经过加压的流体，所述第二表面与所述第一表面相对。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，在2巴到200巴的范围内给流体加压。
5.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述压力机还包括多个壁，所述壁与所述第二表面一起确定用于接纳经过加压的流体的腔室。
6.如权利要求3、4或5所述的设备，其特征在于，所述经过加压的流体处于适合实现热密封的高温。
7.如权利要求3、4或5所述的设备，其特征在于，所述流体是高传导性流体，如汞或具有低熔点的铋合金。
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述腔室包括至少一个入口和至少一个出口，以便可以将流体通过入口泵入和通过出口泵出。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述系统布置成将热流体泵入入口以便为了密封而加热所述柔性膜和封盖片，然后将冷流体泵入入口以便强迫热流体通过出口流出，从而冷却所述柔性膜和封盖片。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述系统提供处于100℃到250℃范围内的热流体。
11.如权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述系统提供处于0℃到30℃范围内的冷流体。
12.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述腔室是完全填满的封闭容积，在所述封闭容积中，通过将所述第一表面压靠在所述封盖片上来给流体加压。
13.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述面板是不锈钢的。
14.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述面板的厚度在0.01mm到0.5mm的范围内。
15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述面板的厚度在0.03mm到0.1mm的范围内。
16.如前述权利要求中任一项所述的设备，用来将封盖片热密封到具有至少一个囊的基底，其特征在于，在定位成将与所述至少一个囊相对的区域中加强所述面板，以便至少减小所述面板朝着所述囊中的偏移。
17.如权利要求14所述的设备，其特征在于，通过将所述区域预先形成为在密封侧上凹入的拱顶来加强所述面板。
18.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备布置成补偿所述面板和所述基底的密封面的角度误差。
19.一种将封盖片热密封到基底的方法，所述方法包括将封盖片定位成抵靠基底的密封面；邻接所述封盖片提供较柔性的面板；和用面板向所述封盖片施加压力，以便所述面板弯曲成与所述封盖片和所述基底密封面的下面的轮廓相一致。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，使用柔性膜作为所述面板，和还包括在所述柔性膜的后面提供经过加压的流体以使柔性膜弯曲和向所述封盖片施加压力。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其还包括从热流体到冷流体地迅速交换经过加压的流体，以便迅速加热且然后冷却所述面板，同时保持施加到所述封盖片的压力。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，使预热的热流体流到所述柔性膜的后面，同时将该流体的压力保持在密封压力，然后为了冷却所述封盖片和密封，将流体流切换到同样压力下的预冷的流体。
23.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，其还包括迅速加热和然后冷却所述面板，同时保持施加到所述封盖片的压力。
24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，使用柔性膜作为所述面板，和还包括在所述柔性膜后面提供流体，并通过将所述柔性膜压靠在所述封盖片上来给流体加压。
25.如权利要求19、20或24所述的方法，其特征在于，所述流体是高传导性流体，如汞或低熔点的铋合金，用来迅速冷却所述面板和封盖片。
26.一种将封盖片热密封到基底的方法，所述方法包括将封盖片定位成抵靠基底的密封面；邻接所述封盖片提供面板；和用所述面板向所述封盖片施加压力，同时加热和冷却所述封盖片，以便将所述封盖片热密封到所述基底。
全文摘要
一种将封盖片热密封到基底的设备和方法，其中该设备包括用于将封盖片压到基底的密封面上的压力机，压力机包括较柔性的面板，该设备还包括用面板向封盖片施加压力的系统，面板弯曲以与封盖片和基底密封面的下面的轮廓相一致。
文档编号B29C65/76GK1767938SQ200480009178
公开日2006年5月3日 申请日期2004年2月5日 优先权日2003年2月6日
发明者P·J·霍泽戈, D·奈廷加尔 申请人:菲泽有限公司