CN108472651A - 管的模内印刷 - Google Patents

Abstract

本文描述了注塑容器以及用于所述容器的模内贴标的方法。更具体地讲，描述了注塑实验室或医用容器诸如离心管、低温管、血液采集管、样品保持管和样品存储管，以及其带模内标签的大批量生产的方法。

Description

管的模内印刷

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月23日提交的美国临时申请62/387,423的优先权权益，该临时申请的内容全部以引用方式并入本文。

技术领域

本申请涉及注塑容器以及用于容器的模内贴标的方法。更具体地讲，本申请涉及注塑实验室或医用容器诸如离心管、低温管和血液采集管，以及其带模内标签的大批量生产的方法。

背景技术

注塑是一种由树脂材料生产制成品的工艺。在设计产品之后，通常由金属诸如钢或铝形成模具。对该模具进行精加工以形成产品的特征。为了形成产品，对树脂材料进行加热并通过注射迫使其进入模具腔体中，其中树脂材料冷却并适形于模具腔体的构型。

注塑机器通常包括在其中存储颗粒形式的树脂材料的料斗。对树脂材料进行加热，经由一个或多个供料管线将其送入模具中，并且通过柱塞、活塞、往复螺杆或其他类型的注射器迫使其进入模具腔体中。可使用注塑工艺制备各种类型的医用和实验室管，例如离心管、低温管、样品存储管等。这些管通常包括容积测量标记(例如，刻度标记)、标签或其他类型的信息诸如条形码。传统上通过印刷、冲压或激光蚀刻将刻度标记、标签或条形码布置在管上，这些刻度标记、标签或条形码具有有限的耐受性，并且在暴露于化学试剂和低温环境时可耗损。

上述工艺的另一个缺点在于它们是二次操作。必须首先制造管，然后在完全不同的操作中添加标签、条形码等。该二次操作增加了产品的成本。在一些情况下，可在管上形成凸起标记以提供标记的触觉感知或触觉可读性，和/或提供对管的防滑握持。然而，能够压印此类标记的印刷技术当前无法用于大量生产。

因此，有利的是拥有对各种化学和环境条件具有增强的耐受性的医用和实验室管。还有用的是拥有对管进行具有成本效益的大批量生产和贴标的方法。

发明内容

本文描述了各种注塑容器及其带模内标签的大批量生产的方法。注塑容器可为离心管、低温管、样品保持管、样品存储管或者科学或医学实验室中所用的其他类型的管。在其生产期间，可制备注塑容器的各批次并进行贴标。一般来讲，这些批次之间的CV(变异系数)值应较低。例如，CV值可在约3％至约5％的范围内。

注塑容器可包括管体，该管体包括开口顶部部分、封闭底部部分和具有壁厚度的侧壁，该侧壁在管体的顶部部分和底部部分之间延伸；和模内标签。注塑容器还可包括用于覆盖管体的开口顶部部分的盖。如上所述，容器可为离心管、低温管、血液采集管、样品保持管或样品存储管。注塑容器可由任何合适的聚合物材料(例如，聚乙烯或聚丙烯)制成。

侧壁在管体的底部部分处可具有在约0.10mm至约2.0mm范围内的壁厚度。例如，底部部分处的壁厚度可为约0.20mm、约0.25mm、约0.50mm、约0.75mm、约1.0mm、约1.25mm、约1.50mm或约2.0mm。侧壁在管体的顶部部分处可具有约0.10mm至约2.0mm范围内的壁厚度。例如，顶部部分处的壁厚度可为约0.20mm、约0.25mm、约0.50mm、约0.75mm、约1.0mm、约1.25mm、约1.50mm或约2.0mm。在一些情况下，位于管体底部部分处的侧壁的壁厚度大于位于管体顶部部分处的侧壁的壁厚度。例如，在底部部分处，侧壁的壁厚度可为约2.0mm，并且在顶部部分处，侧壁的壁厚度可为约0.10mm。壁厚度的变化可从管体的底部部分向顶部部分逐渐减小。

注塑容器通常包括在模制工艺期间布置的标签(模内标签)。模内标签可包含与容器相同的材料或不同的材料。可能有利的是，容器和模内标签包含相同的材料。例如，可能有利的是，容器和模内标签包含聚丙烯。模内标签可包括测量标记、条形码或其他设计。

模内标签可布置在注塑容器上的任何合适位置中。在一些变型形式中，模内标签设置在管体的侧壁内。此处，模内标签可包括测量标记并且设置在管(例如，离心管)的侧壁内。在其他变型形式中，模内标签可包括条形码并且设置在管(例如，低温管)的侧壁或底部部分内。

本文进一步公开了用于制造包括模内标签的注塑容器的方法。所述方法可包括以下步骤：对容器的各批次进行注塑，所述容器包括管体，该管体具有顶部部分、底部部分和在顶部部分和底部部分之间延伸的侧壁；以及通过模内贴标将标签布置在管体内。可使用该方法制备的容器的类型包括但不限于离心管、低温管、血液采集管、样品保持管、样品存储管等。布置在管体内的模内标签可包括测量标记、条形码或其他设计。容器的各批次之间的CV值可在约3％至约5％的范围内。

附图说明

图1A至图1C描绘了包括测量标记形式的文本与徽标的组合的示例性模内标签。

图2A至图2B描绘了包括测量标记和/或条形码的示例性模内标签。

具体实施方式

本文描述了模内贴标的容器，例如用于医用和/或实验室用途的容器，以及用于大批量生产具有模内标签的容器的各批次的方法。模内贴标是这样的工艺，以此在模制工艺期间将产品的标签固定到产品，使得该标签成为产品的一体部分。以这种方式完成的贴标通常能耐受化学品、溶剂和低温环境引起的降解。另外，贴标的容器的各批次是基本上均质的，具有在约3％至约5％范围内的CV值。虽然主要描述的是注塑，但也可使用吹塑模制工艺制备容器并贴标。

注塑容器

使用本文所述的制造方法对各种类型的容器进行注塑并使之带有标签。例如，可形成容器，诸如离心管、低温管、小瓶、样品保持管、样品存储管、试管、血液采集管和注射器。还可形成其他类型的实验室和医用容器。这些容器可为用于通常实验室用途、低温存储的样品、干细胞和细胞系生产和存储、体外授精、血液制品、药品生产等的各种管。贴标的容器的各批次是基本上均质的，具有在约3％至约5％范围内的CV值，如上所述。在一种变型形式中，容器的各批次具有约3％的CV值。在另一种变型形式中，容器的各批次具有约4％的CV值。在另外一种变型形式中，容器的各批次具有约5％的CV值。

注塑容器通常包括管体，该管体包括开口顶部部分(例如，开口的顶端，使得物质可放入容器中)、封闭的底部部分和具有壁厚度的侧壁，该侧壁在管体的顶部部分和底部部分之间延伸；和模内标签。该侧壁通常限定内室。注塑容器可具有适用于其预期用途的任何尺寸和保持容积。盖也可与容器一起包括，以覆盖管体的开口的顶部部分。

容器的管体也可具有任何合适的横截面形状。例如，管体可具有圆柱形、正方形、三角形、椭圆体等的横截面。在一些变型形式中，管的底部部分是锥形的。注塑容器可由任何合适的聚合物材料制成，如下文针对模内标签进一步所述。在一种变型形式中，注塑容器由聚乙烯制成。在另一种变型形式中，注塑容器由聚丙烯制成。容器的管体和模内标签可由相同的聚合物材料或不同的聚合物材料制成。可能有利的是，在模制工艺期间使标签与容器一体化，从而让它们包含相同的材料或具有类似玻璃化转变温度的材料。

侧壁在管体的底部部分处可具有在约0.10mm至约2.0mm范围内的壁厚度。例如，底部部分处的壁厚度可为约0.20mm、约0.25mm、约0.50mm、约0.75mm、约1.0mm、约1.25mm、约1.50mm或约2.0mm。侧壁在管体的顶部部分处可具有约0.10mm至约2.0mm范围内的壁厚度。例如，顶部部分处的壁厚度可为约0.20mm、约0.25mm、约0.50mm、约0.75mm、约1.0mm、约1.25mm、约1.50mm或约2.0mm。在一些情况下，位于管体底部部分处的侧壁的壁厚度大于位于管体顶部部分处的侧壁的壁厚度。例如，在底部部分处，侧壁的壁厚度可为约2.0mm，并且在顶部部分处，侧壁的壁厚度可为约0.10mm。注塑容器的侧壁可具有在管体的底部部分和管体的顶部部分之间改变的壁厚度。容器的一些变型形式可具有从管体的底部部分向顶部部分逐渐减小的壁厚度。

模内标签可布置在容器上的各种位置中。例如，标签可布置在容器的侧壁上或底部部分上。示例性模内标签包括但不限于测量标记(诸如离心管上的刻度标记)、条形码和/或其他印刷的文本或图形设计。

容器的一些变型形式可包括注塑离心管，该注塑离心管包括顶部部分、底部部分、具有壁厚度的侧壁，该侧壁在顶部部分和底部部分之间延伸；以及模内标签，其中模内标签包括测量标记，并且其中侧壁的壁厚度在顶部部分和底部部分之间改变。可能有用的是，离心管包括较厚的底部部分，使得其可在离心过程中负重。

容器的其他变型形式可包括注塑低温管，该注塑低温管包括顶部部分、底部部分、在顶部部分和底部部分之间延伸的侧壁、以及模内标签，其中模内标签包括条形码。条形码可设置在低温管的侧壁内。然而，使条形码设置在底部部分内可能对于信息的高通量扫描是有用的。

模内标签

本文所述的模内标签可包括测量标记或条形码格式的其他类型的信息。模内标签可具有任何合适的尺寸，例如适用于对容器贴标的任何长度、宽度和厚度。一般来讲，标签包括具有在约0.01mm至约0.15mm范围内的厚度的膜。例如，模内标签可具有约0.01mm、约0.05mm、约0.10mm或约0.15mm的厚度。

用于模内贴标的标签可由任何合适的聚合物材料制成。示例性聚合物包括但不限于聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚(亚烷基丙烯酸酯)、聚(乙烯-乙烯醇)、聚(亚烷基-乙酸乙烯酯)、聚氨酯、聚丙烯腈、聚酯、含氟聚合物、聚砜、聚碳酸酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸、纤维素制品或它们的组合。在一种变型形式中，该聚合物包括聚丙烯。标签和容器可包含相同或不同的聚合物材料，如上所述。

可用作聚合物材料的聚烯烃包括含有2至约12个碳原子的烯烃单体的聚合物和共聚物，诸如乙烯、丙烯、1-丁烯等，或此类聚合物和共聚物的共混物或混合物。在一种变型形式中，聚烯烃包括乙烯和丙烯的聚合物和共聚物。在另一种变型形式中，聚烯烃包括丙烯均聚物，以及诸如丙烯-乙烯和丙烯-1-丁烯共聚物的共聚物。聚丙烯和聚乙烯彼此的共混物、或它们中的任一者或两者与聚丙烯-聚乙烯共聚物的共混物也可为有用的。在另一种变型形式中，聚烯烃膜材料是具有非常高丙烯含量的那些，即聚丙烯均聚物，或者乙烯含量低的丙烯-乙烯共聚物或聚丙烯和聚乙烯的共混物，或者丁烯含量低的丙烯-1-丁烯共聚物或聚丙烯和聚-1-丁烯的共混物。

各种聚乙烯可用作聚合物材料，包括低、中和高密度聚乙烯以及它们的混合物。可单独或与本文所述的丙烯共聚物结合用作聚合物材料的丙烯均聚物包括多种丙烯均聚物，诸如熔体流动速率(MFR)为约0.5至约20的那些。

可用的聚酰胺树脂的示例包括以通用商品名为Grivory(诸如CF6S、CR-9、XE3303和G-21)的购自南卡罗来纳州萨姆特的EMS美国格里隆公司(EMS American Grilon Inc.，Sumter，S.C.)的树脂。Grivory G-21是玻璃化转变温度为125℃、熔体流动指数(DIN53735)为90ml/10min且断裂伸长率(ASTM D638)为15的无定形尼龙共聚物。Grivory CF65是熔点为135℃、熔体流动指数为50ml/10min且断裂伸长率超过350％的尼龙6/12膜级树脂。Grilon CR9是熔点为200℃、熔体流动指数为200ml/10min且断裂伸长率为250％的另一尼龙6/12膜级树脂。Grilon XE 3303是熔点为200℃、熔体流动指数为60ml/10min且断裂伸长率为100％的尼龙6.6/6.10膜级树脂。

聚苯乙烯也可用作聚合物材料，并且这些包括苯乙烯和取代的苯乙烯(如α-甲基苯乙烯)的均聚物和共聚物。苯乙烯共聚物和三元共聚物的示例包括：丙烯腈-丁烯-苯乙烯(ABS)；苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)；苯乙烯丁二烯(SB)；苯乙烯-马来酸酐(SMA)；以及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(SMMA)。

聚氨酯也可用作聚合物材料。可用的聚氨酯包括芳族聚醚聚氨酯、脂族聚醚聚氨酯、芳族聚酯聚氨酯、脂族聚酯聚氨酯、芳族聚己内酰胺聚氨酯以及脂族聚己内酰胺聚氨酯。芳族聚醚聚氨酯、脂族聚醚聚氨酯、芳族聚酯聚氨酯以及脂族聚酯聚氨酯也可为有用的。

由各种二醇或多元醇和一种或多种脂族或芳族羧酸制备的聚酯也是可用的聚合物材料。此外还有丙烯酸酯聚合物和共聚物以及亚烷基-乙酸乙烯酯树脂(例如，EVA聚合物)，通过双酚A和碳酰氯的反应来获得聚碳酸酯，并且可采用氟化聚合物，该氟化聚合物包括热塑性碳氟化合物诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)。

通常使用文本和/或图形设计将标签预先印刷到聚合物膜上。文本通常为预期容器定制，并且可包括测量标记、徽标或数据诸如序列号、条形码(例如，2D条形码)、商标等或它们的组合。用于印刷标签的油墨可包括市售的水基、溶剂基或辐射固化型油墨。通常将标签切成适合对容器贴标的尺寸。

在注塑工艺期间将这些预先印刷的标签包括在容器上通常能在产品使用期间例如在容器可经受化学品(例如，苯酚)、溶剂(例如，丙酮)和低温(例如，液氮)环境时，保护该印刷物。标签也可被染成不同颜色以有助于容器内容物的识别。

参见图1A至图1C，示出了可与容积测量有用的容器(例如离心管)一起模制的示例性标签。在这些图中，标签(100)包括测量标记(刻度标记)(102)。除了测量标记(102)之外，还可包括设计诸如徽标(104)。

参见图2A和图2B，示出了包括条形码的示例性标签。在这些图中，标签(200)包括二维(2D)条形码(202)。除了条形码(202)之外，还可包括测量标记(204)。虽然这些图描绘了条形码与测量标记的组合，但应当理解，可采用文本、设计、徽标、条形码等的任何组合。

制造方法

本文进一步描述了用于制造包括模内标签的容器的方法。在一些变型形式中，将带有各种产品识别与说明信息和/或测量标记(例如，如图1A至图1C和图2A至图2B所示)的多个标签从母版膜片模切成所需构型，并且装载到储料匣或其他类型的装载站中。为了施加到容器，通过适当的转移手段(例如，真空)从储料匣拾取标签，并且将标签插入到塑料成形模具内的预定标签布置区域中。可通过真空或对该标签施加电荷来实现该标签在布置区域处的保留。当将熔化的聚合物材料送入模具中以便形成为所需的容器形状时，熔化的聚合物材料接触预先定位的标签，该标签随即在接触区域处粘附到容器。该方法的一些变型形式包括制备基本上类似的容器的各批次，这些批次具有在约3％至约5％范围内的CV值。例如，这些批次可具有约3％、约4％或约5％的CV值。每个批次可包括两个或更多个容器。除此之外或作为另外一种选择，容器的制造可为自动的或机器人辅助的。

可使用本文所述的制造方法制备各种类型的容器。例如，可使用本文所述的方法以具有成本效益的方式大量制备(大批量生产)诸如离心管、低温管、小瓶、样品保持管、样品存储管、血液采集管、试管和注射器的容器，并进行贴标。还可形成其他类型的实验室和医用容器并进行贴标。该方法的一个优点是，可将贴标的容器的各批次制成为基本上均质的，具有约3％至约5％范围内的CV值，如上所述。在一种变型形式中，容器的各批次具有约3％的CV值。在另一种变型形式中，容器的各批次具有约4％的CV值。在另外一种变型形式中，容器的各批次具有约5％的CV值。

在一些变型形式中，该制造方法包括对离心管的各批次进行注塑，所述离心管包括顶部部分、底部部分和在顶部部分和底部部分之间延伸的侧壁；以及通过模内贴标将测量标记布置在离心管上。各批次之间的CV值可在约3％至约5％的范围内。例如，离心管的各批次之间的CV值可为约3％、约4％或约5％。另外，可将离心管制造为在底部部分和顶部部分之间具有厚度的减小。

在其他变型形式中，该制造方法包括对低温管的各批次进行注塑，所述低温管包括顶部部分、底部部分和在顶部部分和底部部分之间延伸的侧壁；以及通过模内贴标将条形码布置在低温管上。可将条形码布置在任何合适的位置，例如低温管的侧壁或底部部分。条形码布置在低温管的底部部分可用于其中所含的信息的高通量读取，尤其是来自低温管的各批次的信息的高通量读取。各批次之间的CV值可在约3％至约5％的范围内。例如，低温管的各批次之间的CV值可为约3％、约4％或约5％。

Claims (36)

1.一种注塑容器，包括：

管体，所述管体具有开口的顶部部分、封闭的底部部分和具有壁厚度的侧壁，所述侧壁在所述管体的所述顶部部分和所述底部部分之间延伸；和

模内标签，

其中所述容器是离心管、低温管、血液采集管、样品保持管或样品存储管。

2.根据权利要求1所述的注塑容器，其中所述容器是离心管。

3.根据权利要求1所述的注塑容器，其中所述容器是低温管。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的注塑容器，其中所述管体具有圆柱形横截面。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的注塑容器，其中所述管的所述底部部分是锥形的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的注塑容器，其中所述模内标签设置在所述管体的所述侧壁内。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的注塑容器，其中所述模内标签设置在所述管体的所述底部部分内。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的注塑容器，其中所述模内标签包括测量标记。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的注塑容器，其中所述模内标签包括条形码。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的注塑容器，其中所述模内标签包含聚丙烯。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的注塑容器，其中位于所述管体的所述底部部分处的所述侧壁的所述壁厚度大于位于所述管体的所述顶部部分处的所述侧壁的所述壁厚度。

12.根据权利要求11所述的注塑容器，其中位于所述管体的所述底部部分处的所述壁厚度在约0.1mm至约2.0mm的范围内。

13.根据权利要求11所述的注塑容器，其中位于所述管体的所述顶部处的所述壁厚度在约0.1mm至约2.0mm的范围内。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的注塑容器，其中所述侧壁的所述壁厚度从所述管体的所述底部部分向所述顶部部分逐渐减小。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的注塑容器，还包括盖，所述盖用于覆盖位于所述管体的所述顶部部分处的开口。

16.一种注塑离心管，包括顶部部分、底部部分、具有壁厚度的侧壁以及模内标签，所述侧壁在所述顶部部分和所述底部部分之间延伸，其中所述模内标签包括测量标记，并且其中所述侧壁的所述壁厚度在所述顶部部分和所述底部部分之间改变。

17.一种注塑低温管，包括顶部部分、底部部分、在所述顶部部分和所述底部部分之间延伸的侧壁，以及模内标签，其中所述模内标签包括条形码。

18.根据权利要求17所述的注塑低温管，其中所述条形码设置在所述底部部分内。

19.根据权利要求17所述的注塑低温管，其中所述条形码设置在所述侧壁内。

20.具有CV值的注塑容器的多个批次，其中所述批次之间的所述CV值在约3％至约5％的范围内。

21.根据权利要求20所述的多个批次，其中所述批次之间的所述CV值为约3％。

22.根据权利要求20所述的多个批次，其中所述批次之间的所述CV值为约4％。

23.根据权利要求20所述的多个批次，其中所述批次之间的所述CV值为约5％。

24.根据权利要求20所述的多个批次，其中所述注塑容器是离心管。

25.根据权利要求20-24中任一项所述的多个批次，其中所述注塑容器是低温管。

26.一种用于制造离心管的方法，包括：

对离心管的各批次进行注塑，所述离心管包括顶部部分、底部部分和侧壁，所述侧壁在所述顶部部分和所述底部部分之间延伸；以及

通过模内贴标将测量标记布置在所述离心管上，

其中所述批次之间的CV值在约3％至约5％的范围内。

27.根据权利要求26所述的方法，其中离心管的所述批次之间的所述CV值为约3％。

28.根据权利要求26所述的方法，其中离心管的所述批次之间的所述CV值为约4％。

29.根据权利要求26所述的方法，其中离心管的所述批次之间的所述CV值为约5％。

30.根据权利要求26-29中任一项所述的方法，其中所述离心管的所述侧壁在所述底部部分和所述顶部部分之间具有厚度的减小。

31.一种用于制造低温管的方法，包括：

对低温管的各批次进行注塑，所述低温管包括顶部部分、底部部分和侧壁，所述侧壁在所述顶部部分和所述底部部分之间延伸；以及

通过模内贴标将条形码布置在所述低温管上，

其中所述批次之间的CV值在约3％至约5％的范围内。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述低温管的各批次之间的所述CV值为约3％。

33.根据权利要求31所述的方法，其中所述低温管的各批次之间的所述CV值为约4％。

34.根据权利要求31所述的方法，其中所述低温管的各批次之间的所述CV值为约5％。

35.根据权利要求31-34中任一项所述的方法，其中通过模内贴标将所述条形码布置在所述低温管的所述侧壁内。

36.根据权利要求31-34中任一项所述的方法，其中通过模内贴标将所述条形码布置在所述低温管的所述底部部分内。