KR100380662B1 - 플라스틱 앰플 및 그것을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내용물이 충진된 용기 본체, 손잡이 캡, 및 본체와 캡 사이의 네크(neck)부로 구성된 플라스틱 앰플에 있어서, 네크부의 하면상에 박막의 개봉 절단부가 위치하는 구성으로 되어 있으며, 그러한 개봉 절단부를 생성하기 위한 장치는 종래의 몰딩-충진-밀봉 장치의 주입관에 절단 형성부를 체결한 구조로 되어 있다. 본 발명의 플라스틱 앰플은 손잡이 캡에 적은 힘만을 가더라도 용기로부터 용이하게 개봉될 수 있고, 개봉 과정에서도 절단 단부에 수지의 연신 잔재가 남아있지 않아 내용물의 오염이 발생하지 않으며, 본 발명의 플라스틱 앰플 제조장치는 종래의 몰딩-충진-밀봉 장치에 별도의 공정을 추가함이 없이 주입관의 형상을 변화시키거나 또는 주입관에 절단 형성부를 체결하는 것만으로 상기와 같은 특성을 갖는 플라스틱 앰플을 제작할 수 있으므로 매우 경제적이다.

Description

플라스틱 앰플 및 그것을 제조하기 위한 장치{Plastic Ampule And Apparatus For Preparing It}

본 발명은 개봉이 용이한 내용물 충진 플라스틱 용기 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 용기의 개봉 절단부의 위치를 변화시키고 두께를 더욱 가늘게 하여 적은 힘만으로도 개봉이 가능하고 개봉후에도 플라스틱 연신 잔재가 남지 않는 특징을 갖는 플라스틱 앰플을 제공한다.

주사제, 내복액제, 자양강장제 등과 같이 멸균상태로 밀봉하여 보관하여야 하는 내용물은 주로 유리 앰플의 형태로 포장을 하여 사용되고 있다. 즉, 두께가 얇은 유리관에 내용물을 주입한 후 상단부를 불꽃 등에 의해 용융하여 밀봉함으로써 유리앰플을 제조한다. 이러한 유리 앰플을 개봉하기 위해서는 상부에 충격을 가하여 약한 부위를 파괴시켜야 하므로, 개봉시 파괴된 유리의 날카로운 부위에 손을 다치는 경우가 많이 발생한다. 또한, 이러한 개봉 과정에서 일부 유리 가루가주사액내로 들어가게 되어 인체에 주사시 혈액속으로 들어가 농축됨으로써 혈액의 응고 및 그로 인해 혈전이 생성되게 된다. 이러한 혈전은 혈전성 정맥염을 유발하여 고열을 수반하는 위험한 상태에 이를 수 있다.

한편, 유통 중 유리 앰플의 파손을 방지하기 위하여, PVC 또는 PET 시트를 진공 열성형하여 유리 앰플이 들어갈 자리를 만들고 여기에 유리 앰플을 넣고 종이 상자로 재포장하는 방법이 사용되기도 하였다. 그러나, 이러한 포장 방법은 이중 포장에 따른 비용이 추가되고 조심스럽게 다루어야 하는 등 사용상에 불편한 점이 많다.

따라서, 이상의 문제점을 해결하기 위하여, 유리 앰플 대신에 플라스틱 앰플이 개발되었는바, 그러한 플라스틱 앰플은 개봉시 상기와 같은 문제점이 전혀 없다. 더욱이, 이와 관련하여 개발된 몰딩-충진-밀봉 공정(대표적인 예로서, BFS 공정: Blowing-Filling-Sealing)은 용기의 성형과 내용물의 충진 및 밀봉이 하나의 연속 공정에서 일체로 실행되므로 제조 비용을 현저히 낮출 수 있는 장점도 있다.

그런데, 이러한 플라스틱 앰플은 유리와 달리 강인성(toughness)이 있으므로 상부에 충격을 가하는 것만으로는 용이하게 개봉할 수 없고 비틀어서 손잡이 캡을 용기 본체로부터 분리해야 한다. 그런데, 이러한 개봉 과정은 개봉 절단부의 단부에서 연신된 수지 잔여물(이른바, "연신 잔재")을 만들고, 개봉된 용기내에 주사기를 삽입할 때 주사기가 연신 잔재와 접촉한 후 주사액속으로 들어가게 되므로 주사액을 오염시킬 가능성이 매우 높아진다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 용기를 형성하는 소재를 용융 압출할 때패리슨의 두께를 가능한한 얇게 하거나 및/또는 칼날과 같은 날카로운 금속으로 개봉 절단부의 표면 일부를 제거하는 방법이 개발되기도 하였다. 그러나, 패리슨은 중력에 의해 늘어지므로 두께를 얇게 만드는데 한계가 있고, 개봉 절단부의 두께를 얇게 만드는 표면처리 방법 역시 연신 잔재를 완벽하게 제거하기 힘들고 별도의 추가 공정을 요하므로 제작 단가가 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고 종래로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 하고 있다.

더욱 구체적으로는, 개봉 절단부의 위치를 변화시키고 그것의 두께를 더욱 얇게하여 손잡이 캡에 작은 힘만을 가하더라도 용이하게 분리할 수 있고, 손잡이 캡이 분리된 절단 단부에 연신 잔재가 전혀 생성되지 않는 플라스틱 앰플을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 손잡이 캡과 용기 본체의 네크(neck)부에 개봉 절단부를 형성함에 있어서 별도의 공정을 추가함이 없이 종래의 몰딩-충진-밀봉 공정에서 이를 실현할 수 있는 장치 및 그를 이용한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 BFS 공정의 개략도이고,

도 2a는 종래 플라스틱 앰플의 네크부에서 개봉 절단부의 단면도이고,

도 2b는 도 2a의 개봉 절단부를 분리시켰을 때의 단면도이고,

도 3a는 본 발명의 하나의 실시예로서의 플라스틱 앰플의 네크부에서 절단 형성부에 의해 개봉 절단부가 형성된 모습의 일부 단면도이고,

도 3b는 도 3a의 개봉 절단부를 분리시켰을 때의 일부 단면도이고,

도 3c는 도 3b의 분리된 개봉 절단부내로 용기의 주입홈의 상단이 삽입된 모습의 단면도이고,

도 4a는 패리슨이 투입된 금형에 본 발명의 하나의 실시예인 주입관이 삽입되어 절단 형성부에 의해 개봉 절단부가 형성되는 형상의 일부 단면도이고,

도 4b는 도 4a의 주입관이 장치내에 삽입된 전체의 형상의 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 패리슨 20 : 금형

30 : 주입관 31 : 절단 형성부

40 : 내용물 50 : 실링 금형

51 : 돌출부 60 : 플라스틱 앰플

61 : 손잡이 캡 62 : 네크부

63 : 개봉 절단부 64 : 연신 잔재

65 : 주입홈 621: 절단 상부

622: 절단 하부

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내용물이 충진된 용기 본체, 손잡이 캡, 및 본체와 캡 사이의 네크(neck)부로 구성된 플라스틱 앰플에 있어서, 네크부의 하면상에 박막의 개봉 절단부가 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라스틱 앰플은 패리슨의 몰딩, 내용물의 충진 및 용기의 밀봉을하나의 연속 공정으로 행하는 몰딩-충진-밀봉 공정으로 제조되는 앰플을 의미한다. 몰딩-충진-밀봉 공정의 대표적인 예로는 BFS(Blowing-Filling- Sealing) 공정이 있으며, 경우에 따라서는 상기 블로우 성형 대신에 진공성형을 행하여 용기를 성형하는 경우 및 블로우 성형과 진공성형을 동시에 행하여 용기를 성형하는 경우를 또한 포함한다.

도 1에는 BFS 공정의 개략적인 과정이 도시되어 있다. 우선 패리슨(10)을 형개된 금형(20)내로 투입하는 단계(a), 공기를 주입하는 블로우핀(도시하지 않음)과 내용물을 주입하는 주입핀(도시하지 않음)이 내부에 설치되어 있는 주입관(30)이 금형(20)내로 하강하고 형개된 금형(20)이 밀봉된 후 주입관(30)으로부터 주입된 가압 공기에 의해 패리슨(10)이 금형(20)의 내부 형상과 일치되도록 팽창된 뒤 주입관(30)을 통해 내용물을 충진되는 단계(b), 내용물(40)의 충진이 완료된 후 금형(20) 상부에 설치되어 있는 실링 금형(50)이 닫히면서 용기 상부를 밀봉하는 단계(c), 및 밀봉이 완료된 후 금형이 형개되어 플라스틱 앰플이 취출되는 단계(d)로 공정이 진행된다. 경우에 따라서는, 상기 주입관(30)내에 블로우핀이나 주입핀이 별도로 설치되지 않고, 공기와 내용물의 주입은 상부에 설치된 조절부에에 의해 하나의 주입관을 통해 실행될 수도 있다.

네크부는 내용물이 존재하지 않는 중공부로서, 실링 금형에 의해 중공부없이 완전히 압축된 손잡이 캡과 내용물이 충진되어 있는 용기 본체의 사이에 존재하며, 본체와의 연결부위에는 몰딩-충진-밀봉 공정시 도입된 주입관의 직경 또는 그보다 작은 정도의 작은 주입홈이 위치한다.

따라서, 네크부에는 금형의 상단면의 형상에 따라 형성되는 하단면과 실링 금형의 내면 형상에 따라 형성되는 측면 및 상단면이 존재하게 된다. 상기 하단면, 측면 및 상단면은 전체 단면 형상이 사각형, 타원형, 사다리꼴형 등 다양한 형태일 수 있다. 따라서, 개봉 절단부가 위치하는 하단면이란 하기 단면의 형상 중 상대적으로 아래쪽에 위치하는 면을 의미한다.

일반적으로, 몰딩-충진-밀봉 공정에 의해 형성된 플라스틱 앰플의 네크부는 손잡이 캡을 용기 본체로부터 용이하게 분리하기 위한 개봉 절단부를 부여하기 위하여 제공된다. 그러한 개봉 절단부의 형성 방법을 보면, 실링 금형이 패리슨을 압축하여 용기를 밀봉할 때 실링 금형 내면의 돌출부가 다른 패리슨 부위보다 두께가 얇은 형상을 유도함으로써 만들어진다. 즉, 돌출부로 인하여 패리슨의 단위 체적당 표면적이 늘어남으로써 개봉 절단부는 그 만큼 두께가 얇아지게 된다. 이때, 개봉 절단부는 손잡이 캡 부위와는 달리 압축된 패리슨이 상호 접착되지 않아야만 분리가 가능한 정도로 얇은 두께가 유도될 수 있다.

종래 플라스틱 앰플의 개봉 절단부가 도 2a에 도시되어 있는데, 밀봉 공정에 의해 형성된 손잡이 캡(61)에 접하여 네크부(62)가 위치하고 실링 금형(50)의 돌출부(51)에 의해 네크부(62)의 측면에 개봉 절단부(62)가 형성된다.

그런데, 앰플을 개봉하기 위하여 상부 손잡이 캡(61)에 힘을 가하여 이러한 개봉 절단부를 절단하게 되면, 도 2b에 도시되어 있는바와 같이, 플라스틱 소재의 강인성(toughness)으로 인하여 절단부위에 연신 잔재(64)가 생기게 된다. 특히, 개봉 절단부(63)가 네크부(62)의 측면에 위치하게 되는 관계로, 네크부(62)의 절단상부(621)와 절단 하부(622)가 상호 동일한 수직 방향으로 존재하고 개봉 절단부(62)를 절단하기 위해 가해지는 힘 역시 그와 평행하게 되므로, 안쪽으로 휘어진 개봉 절단부(62)는 가해진 힘의 방향으로 다시 연신되고 파단 연신 길이에 이르러서야 비로소 절단이 일어나게 된다.

이러한 현상은 손잡이 캡에 오직 비트는 힘을 가하는 경우에도 유사하게 발생된다. 즉, 비트는 힘이 네크부의 절단 상부와 절단 하부 각각에 대해 수직한 방향으로 작용한다고 하더라도, 개봉 절단부를 구성하는 수지는 비트는 힘의 방향으로 연속하여 존재하므로 연신이 일어나고 파단에 이르는 연신 길이는 길 수밖에 없다.

더욱이, 실링 금형의 내면 돌출부에 의해 네크부의 측면에 개봉 절단부를 만들 때에는 개공 절단부의 두께가 일정 수치 이하로 얇아지지 않는다.

반면에, 본 발명의 플라스틱 앰플은 개봉 절단부가 네크부의 하단면상에 존재하므로, 절단력이 가해지는 힘의 방향과 개봉 절단부의 위치 방향이 서로 수직이므로 플라스틱 소재의 강인성에도 불구하고 상기와 같은 연신 잔부가 전혀 생성되지 않는다. 도 3a에는 본 발명의 하나의 실시예인 플라스틱 앰플에서 네크부(62)의 일부가 도시되어 있는바, 개봉 절단부(62)는 네크부의 하단면상에 위치하고 있어서 개봉 절단부(63)와 상향력이 상호 수직이므로, 상향력을 가하게 되면 도 3b에서와 같이 개봉 절단부(63)가 손쉽게 분리되게 된다. 또한, 도 3c에 도시되어 있는바와 같이, 분리된 이후에도 필요에 따라서 용기 상단의 주입홈(65)을 네크부(62)에 끼울 수 있으므로, 내용물을 여러번 나누어 사용할 경우에도 공기 중의 이물질이 들어가는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

개봉 절단부는 네크부의 하단면상에 존재하기만 한다면 그것의 모서리나 중앙에 있어도 무방하다.

본 발명은 또한 상기 개봉 절단부를 가진 플라스틱 앰플의 제조장치 및 그러한 장치를 이용한 플라스틱 앰플의 제조방법에 관한 것이다.

플라스틱 앰플을 제조하기 위한 몰딩-충진-밀봉 장치는 용기 본체의 형상이 각인되어 있는 금형, 상기 금형의 상부에 설치되어 있는 실링 금형, 및 실링 금형의 상부에 위치하며 공기와 내용물을 주입하기 위한 원통형 주입관을 기본 구조로 하고 있다. 몰딩은 주입관을 통해 공기를 불어넣어 성형하는 블로우 성형이나 및/또는 금형에 천공되어 있는 다수의 진공핀을 통해 패리슨과 금형사이 존재하는 공기를 뽑아내어 성형하는 진공성형을 행하여 실행된다. 경우에 따라서는, 상기 주입관의 내부에 공기를 주입하기 위한 블로우핀과 내용물을 주입하기 위한 내용물 주입핀이 별도로 존재할 수도 있다. 주입관은 용기의 성형시 금형의 상부 주입홈까지 하강하거나 또는 금형 내부에까지 하강하여 작업을 수행하게 되는데, 본 발명은 하강한 주입관이 금형의 상부 주입흠에 접하는 부위에 개봉 절단부를 생성하기 위한 절단 형성부가 체결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 절단 형성부는 패리슨을 압축하여 개봉 절단부의 수지 두께를 얇게 만드는 역할을 한다. 압축된 수지의 일부는 금형 주입홈으로 이동하여 용기 주입구의 강도를 증진시키고 나머지 수지는 실링 금형의 내면으로 이동하여 네크부의 형성에 도움을 주게된다. 절단 형성부는 금형의 상단에 접하는 패리슨을 압축할 수 있는 하단면을 가진 구조라면 특별한 제한이 없으며, 더욱 바람직하게는 패리슨을 압축하는 부분이 절단 형성부의 외면에만 존재하는 구조일 수 있다. 이러한 예로는 도 4a와 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 반구형 구조의 절단 형성부(31)를 들 수 있다. 절단 형성부(31)는 주입관(30)에 체결되는바, 체결의 방법은 주입관(30)의 제조시에 일체화시키거나 원통형의 주입관(30)에 조립하여 체결할 수도 있다.

절단 형성부가 반구형인 경우에는 반구 원형 단면이 금형의 상부와 접하게 되므로 개봉 절단부의 두께가 더욱 얇아지게 되어 분리가 더욱 용이하게 된다. 또한, 개봉 절단부의 형성과정이 용기의 몰딩 과정에서 일어나므로, 밀봉 과정에서 개봉 절단부를 형성하였던 종래의 몰딩-충진-밀봉 장치에 비해 패리슨의 유동성이 높아 압축에 의해 완전히 분리되지 않으면서도 더욱 두께가 얇은 개봉 절단부를 형성할 수 있다.

이러한 장치를 이용하여 개봉 절단부가 네크부의 하면상에 위치하는 플라스틱 앰플을 제조하는 방법을 살펴보면,

(a) 패리슨이 형개된 금형에 투입되는 단계,

(b) 주입관이 하강하고 금형이 닫히면서 주입관의 절단 형성부가 금형 상단면과 접하면서 개봉 절단부를 형성하는 단계,

(c) 주입관을 통해 공기를 주입하거나 및/또는 금형에 천공되어 있는 다수의 진공핀을 통해 공기를 배출시킴으로써 패리슨을 금형 내부의 형상에 일치하도록 팽창시키는 단계,

(d) 주입관을 통해 내용물을 주입하는 단계,

(e) 주입관이 상승하고 금형 상부에 설치된 실링 금형이 용기 상부를 밀봉하는 단계, 및

(f) 금형을 형개하여 내용물이 충진된 플라스틱 앰플을 취출하는 단계를 포함한다.

상기 단계에는 공정의 효율성을 더욱 높이고 위하여 기타 별도의 단계가 포함될 수도 있다.

상기 본 발명의 설명에 인용된 도면의 내용은 본 발명의 이해를 더욱 용이하게 하기 위해 실시예로서 특정된 것이고 이러한 도면의 내용이 본 발명의 범주를 제하는 것은 아니다.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 설명 내용과 첨부한 도면을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형이 가능할 것이다.

본 발명의 플라스틱 앰플은 손잡이 캡이 적은 힘만을 가더라도 용기로부터 용이하게 분리될 수 있고, 개봉 과정에서도 절단 단부에 수지의 연신 잔재가 남아있지 않아 내용물의 오염이 발생하지 않는다. 이러한, 플라스틱 앰플은 주사제 앰플, 음료수 앰플 등 다양한 용도에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 플라스틱 앰플 제조장치는 종래의 몰딩-충진-밀봉 장치에 별도의 공정을 추가함이 없이 주입관의 형상을 변화시키거나 또는 주입관에 절단 형성부를 체결하는 것만으로 상기와 같은 특성을 갖는 플라스틱 앰플을 제작할 수 있으므로 매우 경제적이다. 본 발명의 플라스틱 앰플은 주사제, 자양강장제, 내복액제 등의 약물 포장 용기에 특히 적합하며 기타 음료수 등의 포장용으로도 응용될 수 있다.

Claims (4)

1. 내용물이 충진된 용기 본체, 손잡이 캡, 및 본체와 캡 사이의 네크(neck)부로 구성된 플라스틱 앰플에 있어서, 상기 네크부는 내용물이 존재하지 않는 중공부로서, 실링 금형에 의해 중공부없이 완전히 압축된 손잡이 캡과 내용물이 충진되어 있는 용기 본체의 상부 주입홈 사이에 위치하며, 네크부의 하면상에 박막의 개봉 절단부가 위치하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 앰플.
2. 용기 본체의 형상이 각인되어 있는 금형, 상기 금형의 상부에 설치되어 있는 실링 금형, 및 실링 금형의 상부에 위치하며 공기와 내용물을 주입하기 위한 원통형 주입관로 구성되어 있는 몰딩-충진-밀봉 장치에 있어서, 하강한 주입관이 금형의 상부 주입홈과 접하는 부위에 위치하고, 주입관에는 금형의 상단에 접하는 패리슨을 압축할 수 있는 하단면을 가진 절단 형성부가 체결되어있어서, 플라스틱 앰플의 네크부 하면상에 박막의 개봉 절단부를 형성하는 것을 특징으로 몰딩-충진-밀봉 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 개봉 절단부에서 금형 상단에 접해 있는 패리슨을 압축하는 하단면이 개봉 절단부의 외면에만 존재하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 몰딩-충진-밀봉 장치.
4. (a) 패리슨이 형개된 금형에 투입되는 단계,

   (b) 주입관이 하강하고 금형이 닫히면서 주입관의 절단 형성부가 금형 상단면과 접하면서, 하기 단계(f)에서 생성될 앰플의 네크부 하면상에 박막 형태의 개봉 절단부를 형성하는 단계,

   (c) 주입관을 통해 공기를 주입하거나 및/또는 금형에 천공되어 있는 다수의 진공핀을 통해 공기를 배출시킴으로써 패리슨을 금형 내부의 형상에 일치하도록 팽창시키는 단계,

   (d) 주입관을 통해 내용물을 주입하는 단계,

   (e) 주입관이 상승하고 금형 상부에 설치된 실링 금형이 용기 상부를 밀봉하는 단계, 및

   (f) 금형을 형개하여 내용물이 충진된 플라스틱 앰플을 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 개봉 절단부가 네크부의 하면상에 위치하는 플라스틱 앰플을 제조하는 방법.