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KR20190088315A - 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법 - Google Patents

균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법 Download PDF

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KR20190088315A
KR20190088315A KR1020180006716A KR20180006716A KR20190088315A KR 20190088315 A KR20190088315 A KR 20190088315A KR 1020180006716 A KR1020180006716 A KR 1020180006716A KR 20180006716 A KR20180006716 A KR 20180006716A KR 20190088315 A KR20190088315 A KR 20190088315A
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정광수
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Abstract

본 발명은 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법에 관한 것으로, 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 일측에서 타측으로 이송시키는 이송부와, 상기 이송되는 카트리지의 삽입공에 튜브를 장착시키는 튜브삽입부와, 상기 카트리지에 장착된 튜브 내로 겔 또는 시약의 액상 충진물을 충진 또는 마이크로리터 단위로 분사하는 시약투입부와, 상기 튜브 내로 충진 또는 분사된 액상 충진물을 건조하는 건조부 및 상기 튜브에 캡을 결합하는 캡 결합부를 포함하는 진공채혈관 제조설비에 있어서, 상기 시약투입부는 상기 액상 충진물을 흡입 후 일정거리 유동시켜 배출시키도록 형성되는 시약투입장치를 포함하며, 상기 시약투입장치는 상기 액상 충진물이 유동하는 시약관로의 상측과 하측이 각각 축 결합체에 의해 가압되어 액상 충진물의 유동이 일시적으로 멈추도록 형성되되, 상측을 가압하는 축 결합체는 가압 후 하측을 가압하는 축 결합체 위치로 시약관로를 따라 이동하며, 하측을 가압하는 축 결합체는 상측을 가압하는 축 결합체 위치로 이동하는 것을 교대로 반복하도록 형성되어 축 간의 간격만큼 상기 액상 충진물이 분주되는 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법에 관한 것이다.

Description

균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법{Equipment and manufacturing method of evacuated blood collection tube with uniform reagent dispensing}
본 발명은 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축 간격이 일정하도록 대칭되는 다축 롤링 베어링을 통해 시약을 균일하게 분주하도록 형성되는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법에 관한 것이다.
건강에 대한 관심도가 높아지고, 건강 검진 기술이 급격히 진보됨에 따라 혈청 생화학검사, 혈청 면역검사, 혈구검사 등을 포함한 광범위한 혈액검사가 질병의 예방과 초기단계의 진단에 크게 기여하고 있다. 이러한 혈액 검사는 검사의 대상 및 종류에 무관하게 일정량의 혈액을 채취하고 이를 보관, 운반 및 처리하는 과정 동안 일정 용기에 담아두게 된다. 이때 사용되는 용기 중 가장 일반적인 것이 채혈관이며, 이 채혈관의 일부는 내부를 진공상태로 형성하여 채혈과정에서 혈액이 용기 내부로 용이하게 인입될 수 있는 진공채혈관으로 제공된다.
이러한 채혈관은 용도 및 크기에 따라 여러 종류의 것이 있으나, 일반적으로 상단이 개구된 튜브와, 상기 튜브의 개구부에 삽입 또는 씌워져 튜브 내부를 밀폐시키는 캡으로 구성되며, 튜브 내부는 혈액 성분을 혈구와 혈장 등으로 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약의 액상 충진물이 충진 또는 도포되어 있다.
이때, 액상 충진물이 균일하게 충진 또는 도포되어야 혈액 성분의 분리가 용이하며, 정확한 혈액 진단결과를 도출해낼 수 있다. 이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1318995호 '채혈관의 제조 방법'에는 진공채혈관의 제조 방법을 개시하면서, 펌프의 균일한 압력을 이용하여 시약을 균일한 양으로 분주하여 튜브 내에 유출 또는 분사하여 충진 또는 도포하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 단순히 펌핑압을 조절하는 방식은 압력을 균일하게 한다고는 하나, 펌프마다 펌핑압을 항상 일정하게 형성하기 어렵고, 더불어 정밀하게 압력 조절을 하는 것은 더더욱 어렵다. 또한, 진공채혈관의 튜브 내로 분사시에는 마이크로리터 단위로 분사되게 되는데, 이의 분사량을 일정하게 한다는 것은 펌프의 압력조절로서는 매우 어려운 실정이다.
특히, 한 공정 당 다수의 튜브에 액상 충진물을 도포하도록 다수의 시약분사장치를 구비하는 것이 일반적인데, 이때 각 시약분사장치마다 균일한 압력을 형성하기 위해서는 시약분사장치마다 펌프가 개별적으로 설치되는 것이 바람직하나, 이는 비용이 증대되며 비효율적인 장점이 있다.
이에 따라, 적은 수의 펌프를 구비하여 다수의 시약분사장치로 균일하게 분주해야 하는데, 실질적으로 균일하게 적은 수의 펌프로 다수의 시약분사장치에 균일하게 액상 충진물을 분주하는 것은 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 혈액성분의 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약을 흡입하고 배출하는 시약분사장치 내에 형성된 시약관로를 축 간격이 일정하도록 형성되는 다축 롤링 베어링이 가압하며 회전하도록 설치하여 회전량만큼 균일하게 겔 또는 시약이 분주되도록 형성되는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비는, 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 일측에서 타측으로 이송시키는 이송부와, 상기 이송되는 카트리지의 삽입공에 튜브를 장착시키는 튜브삽입부와, 상기 카트리지에 장착된 튜브 내로 겔 또는 시약의 액상 충진물을 충진 또는 마이크로리터 단위로 분사하는 시약투입부와, 상기 튜브 내로 충진 또는 분사된 액상 충진물을 건조하는 건조부 및 상기 튜브에 캡을 결합하는 캡 결합부를 포함하는 진공채혈관 제조설비에 있어서, 상기 시약투입부는 상기 액상 충진물을 흡입 후 일정거리 유동시켜 배출시키도록 형성되는 시약투입장치를 포함하며 상기 시약투입장치는 상기 액상 충진물이 유동하는 시약관로의 상측과 하측이 각각 축 결합체에 의해 가압되어 액상 충진물의 유동이 일시적으로 멈추도록 형성되되, 상측을 가압하는 축 결합체는 가압 후 하측을 가압하는 축 결합체 위치로 시약관로를 따라 이동하며, 하측을 가압하는 축 결합체는 상측을 가압하는 축 결합체 위치로 이동하는 것을 교대로 반복하도록 형성되어 상기 액상 충진물이 분주될 수 있다.
여기서, 상기 시약투입장치는 상기 액상 충진물을 흡입하는 시약 흡입부; 상기 액상 충진물을 배출하는 시약 배출부; 상기 흡입된 액상 충진물이 상기 시약 배출부로 배출되도록 시약 흡입부 및 시약 배출부를 연결하여 상기 시약관로를 형성하는 연결호스 및 일측에 설치된 서보모터에 의해 구동되어 상기 연결호스의 중단부를 가압하도록 회전하며, 적어도 2개 이상의 축이 대칭구조를 이루도록 방사상으로 형성되어 축간의 간격이 동일한 다축 롤링 베어링를 포함하며, 상기 다축 롤링 베어링의 회전량만큼 액상 충진물의 균일한 분주가 가능하며, 상기 분주된 액상 충진물을 그대로 토출하여 튜브 내로 충진할 수 있다.
또한, 상기 시약투입장치는 상기 시약 배출부 일측에 연결되도록 설치되어 압축공기를 분사하는 에어분사장치를 더 포함하여, 상기 압축공기를 먼저 분사시켜 상기 액상 충진물을 토출함으로써 상기 튜브 내부로 마이크로리터 단위의 균일한 액적으로 분사되도록 할 수 있다.
또한, 상기 연결호스는 실리콘 호스일 수 있다.
또한, 상기 다축 롤링 베어링은 상기 연결호스에 대한 가압시작점인 상측 가압점과 가압끝점인 하측 가압점의 위치가, 가압시작점으로부터 시약 흡입부와 연결되는 연결호스거리와 가압끝점으로부터 시약 배출부와 연결되는 연결호스거리가 동일한 거리를 형성하는 위치일 수 있다.
또한, 상기 시약투입장치가 복수개 구비될 시, 상기 복수의 시약투입장치의 각 다축 롤링 베어링이 서로 연결되어 상기 서보모터에 의해 일률적으로 제어될 수 있다.
다음으로, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법은, 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 공급하는 카트리지 공급단계와, 이송장치로 공급되는 카트리지에 튜브를 삽입하는 튜브 삽입단계와, 카트리지에 삽입된 튜브 내부로 혈액을 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약의 액상 충진물을 투입시키는 시약 투입단계와, 상기 시약 투입단계에서 투입된 액상 충진물을 건조하는 건조단계와, 상기 액상 충진물이 건조된 튜브에 캡을 결합하여 진공채혈관의 제조를 완성하는 캡 결합단계를 포함하는, 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법에 있어서, 상기 시약 투입단계는 상기 액상 충진물을 충진하는 단계를 포함하며, 상기 액상 충진물을 충진하는 단계는, 겔 또는 시약의 액상 충진물을 흡입하는 단계; 서보모터가 축 간격이 동일한 다축 롤링 베어링을 회전시켜 액상 충진물을 균일하게 분주하는 단계; 상기 분주된 액상 충진물을 그대로 튜브 내로 토출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 시약 투입단계는 액상 충진물을 분사하는 단계를 더 포함하며, 상기 액상 충진물을 분사하는 단계는, 겔 또는 시약의 액상 충진물을 흡입하는 단계; 압축공기를 분사하는 단계; 서보모터가 축 간격이 동일한 다축 롤링 베어링을 회전시켜 액상 충진물을 균일하게 분주하는 단계; 상기 분주된 액상 충진물을 분사되는 압축공기로 밀어내어 마이크로리터 단위의 균일한 액적으로 토출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법은, 균일시약분주 시스템을 갖춘 장치를 이용하여 진공채혈관 튜브 내로 액상 충진물을 균일하게 충진하거나, 마이크로리터 단위의 미세한 액적으로 균일하게 도포시킬 수 있으며, 시약분주를 일률적으로 제어할 수 있어, 제조되는 모든 진공채혈관이 동일한 성능을 나타낼 수 있으며, 이에 따라 혈액 진단 분야의 정밀성 향상에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.
또한, 단순한 구조를 지녀 유지비용이 간편하고, 설비 제조시나 유지 보수시에 비용이 비교적 저렴한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 진공채혈관의 구조이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비의 구성도이다.
도 3은 도 2의 진공채혈관 제조설비의 일 구성인 튜브삽입부의 튜브 장착 예시도이다.
도 4는 도 2의 진공채혈관 제조설비의 일 구성인 시약투입부의 개략도이다.
도 5의 (a)는 도 4의 시약투입부 중 시약투입장치의 시약 흡입부와 시약 배출부 사이의 정면도이고, (b)는 (a)의 측면도이며, (c)는 시약투입장치의 개략도이다.
도 6은 관찰부가 추가된 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비의 구성도이다.
도 7은 도 6의 관찰부의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법의 흐름도이다.
도 9는 도 8의 제조방법의 단계 중 시약투입 단계의 세부 단계를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 시약투입 단계 중 액상 충진물을 충진하는 단계의 흐름도이다.
도 11은 도 9의 시약투입 단계 중 액상 충진물을 분사하는 단계의 흐름도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비 및 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 진공채혈관의 구조이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 의해 제조되는 진공채혈관(1)을 간략히 설명하면, 혈액 검사시에 채취된 혈액을 보관하는 관으로서, 혈액(B)을 수용하기 위해 상단이 개구된 몸체인 원통형 튜브(T)와, 원통형 튜브(T)의 개구부에 삽입되거나 씌워져 원통형 튜브(T)를 밀폐시키는 캡(C)으로 구성되며, 원통형 튜브(T) 내부에는 혈액 성분의 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약(LC)(이하 '액상 충진물'이라 함)이 충진되거나, 마이크로단위로 도포된다.
이때, 액상 충진물(LC)이 튜브마다 균일하게 충진 또는 도포되어야 혈액(B) 성분의 분리가 용이하며, 정확한 혈액 진단결과를 도출해낼 수 있다. 그러나, 종래에는 단순히 펌프량을 조절하는 방식 등으로 액상 충진물의 분주가 이루어짐으로써 분주량이 정확하지 않아 충진 또는 마이크로리터 단위의 액상 충진물을 균일하게 분사하는 것이 용이하지 않았다.
또한, 한 공정 당 다수의 튜브에 액상 충진물을 충진 또는 도포하도록 다수의 시약분사장치를 구비하는 것이 일반적인데, 이때 각 시약분사장치마다 구비되는 펌프를 구비하기 어려울뿐더러 구비하더라도 일률적으로 제어하기가 힘들어 튜브마다 분주되는 시약량이 일정치 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 액상 충진물을 균일하게 충진 또는 도포할 수 있도록 균일시약분주 시스템을 갖춘 장치로서, 단순한 구조를 지니면서도 마이크로리터 단위의 미세한 액상 충진물로 균일하게 도포시킬 수 있고, 시약분주를 일률적으로 제어할 수 있어, 혈액 진단 분야의 정밀성 향상에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비의 구성도이며, 도 3은 도 2의 진공채혈관 제조설비의 일 구성인 튜브삽입부의 튜브 장착 예시도이고, 도 4는 도 2의 진공채혈관 제조설비의 일 구성인 시약투입부의 개략도이다.
또한, 도 5의 (a)는 도 4의 시약투입부 중 시약투입장치의 시약 흡입부와 시약 배출부 사이의 정면도이고, (b)는 (a)의 측면도이며, (c)는 시약투입장치의 개략도이고, 도 6은 관찰부가 추가된 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비의 구성도이며, 도 7은 도 6의 관찰부의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비는, 튜브삽입부(20), 이송부(10), 시약투입부(30), 건조부(40) 및 캡 결합부(50)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 튜브삽입부(20)는 원통형 튜브를 하나 이상의 열과 행으로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지(CT)에 장착할 수 있다. 이를 위해, 튜브삽입부(20)는 카트리지(CT)의 열과 행 숫자와 동일하거나 그 이하의 숫자로 구비되는 튜브 지지대(TS)를 포함할 수 있으며, 각 튜브 지지대(TS)는 튜브(T)를 공급받아 임시 지지하며, 튜브 지지대(TS)의 하방에 카트리지(CT)가 이송되거나 거치될시에 도 3에 도시된 바와 같이 원통형 튜브의 하단이 삽입공과 대응되도록 한 후, 삽입시킬 수 있다.
이때, 튜브삽입부(20)는 카트리지(CT)에 튜브(T)가 정확히 장착되도록, 직립되게 정렬하여 삽입하는 것이 바람직하며, 이를 위해 튜브삽입부(20)는 튜브정렬장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 튜브정렬장치를 통해 튜브(T)를 먼저 직립되도록 정렬한 후, 튜브 지지대(TS)로 정렬된 튜브(T)를 공급하여 튜브 지지대(TS)가 튜브(T)를 삽입공에 삽입시킬 수 있다.
이송부(10)는 카트리지(CT)를 이송시킬 수 있다. 즉, 이송부(10)는 튜브삽입부(20), 시약투입부(30), 건조부(40) 및 캡 결합부(50)를 거치도록 형성될 수 있으며, 카트리지 공급부(5)와 연결될 수 있다. 이때, 이송부(10)는 컨베이어 타입으로 형성될 수 있으나, 한정되는 것은 아니며 LM가이드 등의 다양한 수단을 적용하여 사용할 수도 있다.
시약투입부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 시약저장부(32) 및 시약투입장치(36)를 포함할 수 있다. 여기서, 시약저장부(32)는 액상 충진물을 저장하는 공간으로, 시약투입장치(36)와 연결될 수 있다.
이때, 시약저장부(32)와 시약투입장치(36)의 연결은 호스 또는 파이프 등의 연결관(34)으로 연결될 수 있고, 이때, 액상 충진물은 삼투압에 의해 연결관(34)을 따라 유동되어 시약투입장치(36)로 흡입될 수 있다.
시약투입장치(36)는 액상 충진물이 유동하는 시약관로의 상측과 하측이 각각 축 결합체에 의해 가압되어 액상 충진물의 유동이 일시적으로 멈추도록 형성될 수 있다.
이때, 상측을 가압하는 축 결합체는 가압 후 하측을 가압하는 축 결합체 위치로 시약관로를 따라 이동하며, 하측을 가압하는 축 결합체는 상측을 가압하는 축 결합체 위치로 이동하는 것을 교대로 반복하도록 형성되어 축 간의 간격만큼 상기 액상 충진물이 분주될 수 있다.
이를 위해, 시약투입장치(36)는 도 5에 도시된 바와 같이 시약 흡입부(361), 시약 배출부(362), 연결호스(363) 및 다축 롤링 베어링(364)을 포함할 수 있으며, 에어분사장치(366)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 시약 흡입부(361)는 시약투입장치(36) 상부에 형성되어 시약저장부(32)로부터 연결관(34)을 통해 액상 충진물을 흡입할 수 있다.
또한, 시약 배출부(362)는 시약 흡입부(361)로 흡입된 액상 충진물을 토출하는 곳으로, 시약투입장치(36)의 하부에 위치되며, 내부에 액상 충진물의 토출로를 형성하는 분사노즐이 구비되고, 일측에는 에어분사장치(366)가 연결될 수 있다.
즉, 분사노즐 내의 토출로의 일측면에는 에어분사장치(366)의 압축공기가 유동하는 공기시약관로(미도시)가 연결되도록 형성될 수 있다.
연결호스(363)는 상술한 시약투입장치(36)의 시약관로를 형성하는 장치로서, 시약 흡입부(361)와 시약 배출부(362)를 연결할 수 있다. 즉, 연결호스(363)의 일단은 시약 흡입부(361)와 결합되며, 타단은 시약 배출부(362)와 결합되어 시약 흡입부(361)와 시약 배출부(362) 사이로 액상 충진물이 유동할 수 있다.
또한, 연결호스(363)는 유연하면서 소정의 강성을 형성하는 실리콘 호스로 구비될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 한정되는 것은 아니며, 실리콘 호스와 같이 유연하면서 압축을 견딜 수 있고, 복원력이 있는 재질의 호스면 충분하다.
이때, 연결호스(363)의 중단부에는 다축 롤링 베어링(364)이 가압하도록 형성될 수 있는데, 이를 통해 본 발명의 일 특징인 액상 충진물의 균일 분주가 가능할 수 있다.
보다 구체적으로, 다축 롤링 베어링(364)은 일측에 구비된 서보모터(365)에 의해 구동되도록 설치될 수 있다. 또한, 다축 롤링 베어링(364)은 복수의 축이 대칭구조를 이루도록 방사상으로 형성되며, 축간의 간격이 동일할 수 있다. 즉, 다축 롤링 베어링(364)은 상술한 축 결합체를 모두 연결한 것일 수 있으며, 측면에서 바라보았을 때 정 다각배열로 형성될 수 있다.
이러한, 구조의 다축 롤링 베어링(364)은 축간의 간격만큼 액상 충진물을 이동시킬 수 있어 액상 충진물의 균일 분주가 가능한 것이다.
이때, 다축 롤링 베어링(364)은 한정되는 것은 아니나, 연결호스에 대한 가압시작점과 가압끝점의 위치가 대칭되는 위치 즉, 가압시작점으로부터 시약 흡입부(361)와 연결되는 연결호스(363)의 일단과의 거리와 가압끝점으로부터 시약 배출부(362)와 연결되는 연결호스(363)의 타단과의 거리가 동일한 거리를 형성하는 위치를 가압하도록 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 시약투입장치(36)를 상부와 하부로 균등분할 하는 위치를 가압하도록 형성되는 것이다. 이를 통해, 상부와 하부간의 압력 등을 균일하게 할 수 있어 액상 충진물의 분주가 보다 정확해질 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 3축 롤링 베어링을 예시로 설명하면, 연결호스(363)는 직선으로 시약 흡입부(361)와 시약 배출부(362)를 연결할 수 있지만, 도 5와 같이 정면방향으로 마련되거나 도면에는 도시되지 않았으나 후면방향으로 마련되는 일정 공간을 거치도록 길이를 형성하여 원형의 관로를 형성하는 구간을 형성할 수도 있다.
이때, 3축 롤링 베어링은 원형의 관로가 시작되는 부분과 끝나는 부분이 지면에 대한 가상의 수직선상에 일치될 수 있다. 즉, 수직선상에 일치된 원형의 관로 내주면을 따라 다축 롤링 베어링(364)이 가압하며 회전하도록 형성되는 것이다. 이와 같은 구조를 통해, 액상 충진물의 자중 등에 의해 다축 롤링 베어링(364)이 의도치 않게 회전하는 것을 방지할 수 있다.
상기의 다축 롤링 베어링(364)을 통해, 본 발명은 튜브 내로 액상 충진물을 충진하고자 할 때, 항시 일정한량의 액상 충진물을 충진할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 시약투입장치(36)는 상술한 바와 같이 에어분사장치(366)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 에어분사장치(366)는 시약 배출부(362) 일측에 연결되도록 설치되어 압축공기를 시약 배출부(362)로 공급할 수 있으며, 이를 위해 에어분사장치(366)는 컴프레셔(미도시) 등을 구비할 수 있다.
여기서, 압축공기는 다축 롤링 베어링(364)의 축간의 간격만큼 일정하게 밀려나온 액상 충진물이 분주되기 전에 설정된 시간동안 계속 공급되고, 이후 공급되는 압축공기로 액상 충진물이 분주되어 밀려남으로써 액상 충진물이 튜브 내에 마이크로리터 단위의 액적으로 분사되어 튜브 내로 도포되도록 할 수 있다.
여기서, 액상 충진물의 분주 후에 압축공기를 공급하게 되면, 액상 충진물의 분주량이 일정해도 불균일한 마이크로리터 단위의 액적으로 분사되므로, 압축공기를 먼저 공급하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조의 시약투입장치(36)는, 다축 롤링 베어링(364)이 축간의 간격이 동일하여 회전속도를 달리 하거나 흡입량을 달리 않는 한, 축간의 거리만큼 액상 충진물의 분주량이 항시 일정할 수 있으며, 시약투입장치(36)의 상부와 하부를 균등분할하는 연결호스의 위치를 가압함으로써, 시약투입장치(36)의 상부와 하부의 압력 등을 균일하도록 하여 토출량이 보다 더 정확하도록 하며, 액상 충진물의 자중에 의해 회전하는 것을 용이하게 방지하는 원형 관로를 형성하여 분주 정밀도를 극대화 한 장점이 있다.
한편, 상기에서는 하나의 시약투입장치(36)를 기초로 설명하였지만, 시약투입장치(36)는 효율적으로 진공채혈관을 제조할 수 있도록 복수개가 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 시약투입장치(36)는 각각 서보모터(365)를 구비하는 것이 아닌, 하나의 서보모터(365)를 구비하고, 시약투입장치(36)마다 구비되는 다축 롤링 베어링(364)이 모두 하나의 서보모터(365)에 연결되어 서보모터(365)의 작동에 의해 일률적으로 제어가 가능하다.
즉, 10열의 시약투입장치(36)가 구비된 것을 예시로 설명하면, 10열의 시약투입장치(36)의 각 다축 롤링 베어링(364)은 하나의 축에 의해 연결되고, 이때 다축 롤링 베어링(364)을 연결한 축은 서보모터(365)에 의해 회전할 수 있다. 따라서, 서보모터(365)의 설정된 펄스량에 따라 10개의 다축 롤링 베어링(364)이 일률적으로 회전할 수 있다.
이러한 시약투입부(30)에 의해 내벽에 균일한 양의 액상 충진물이 충진 또는 도포된 튜브는 건조부(40)로 이송되어 건조됨으로써 코팅이 완료되고, 이후 진공챔버를 구비하는 캡 결합부(50)로 이동되어 진공분위기 하에서 튜브를 밀폐시키도록 캡이 결합될 수 있다.
상기의 건조부(40) 및 캡 결합부(50)는 공지된 기술을 따르므로 이하, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
아울러, 상기에 설명한 구성 즉, 카트리지 공급부(5), 튜브삽입부(20), 이송부(10), 시약투입부(30), 건조부(40), 캡 결합부(50)는 모두 제어부(60)에 의해서 자동 또는 수동제어가 가능하며, 이를 위해 제어부(60)는 디스플레이(미도시), 조작버튼(미도시) 등을 구비하고, 외부의 컨트롤러(미도시)와 무선으로 연결될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비는 장치의 고장여부나 위험사실을 인지하기 위한 관찰부(70)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 관찰부(70)는 도 7을 참조하면, 화상카메라(71), 열화상카메라(72), 온도센서(73), 물 분사장치(74), 습도센서(75) 등을 구비할 수 있으며, 제어부(60)와 연동될 수 있다.
여기서, 화상카메라(71)는 하나 이상으로 구비되어 외부에서 장치의 동작여부 등의 상태를 육안으로 확인할 수 있으며, 열화상카메라(72) 및 온도센서(73)는 장치에 급격한 열변화를 감지하여 화재 여부 등을 감지할 수 있다.
또한, 습도센서(75)는 장치 주변의 습도를 감지하여 제어부(60)로 하여금 물 분사장치(74)의 분사를 제어하도록 할 수 있다. 이에 따라, 공정이 이루어지는 공간 내부의 습도를 적절히 조절하여 튜브(T)내로 도포되는 액상 충진물의 박리 현상 등을 방지할 수 있다.
이와 같은 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비는, 단순한 구조를 지니면서도 마이크로리터 단위의 미세한 액상 충진물로 균일하게 도포시킬 수 있고, 시약분주를 일률적으로 제어할 수 있어, 혈액 진단 분야의 정밀성 향상에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비를 이용하여 진공채혈관을 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법의 흐름도이며, 도 9는 도 8의 제조방법의 단계 중 시약투입 단계의 세부 단계를 도시한 도면이며, 도 10은 도 9의 시약투입 단계 중 액상 충진물을 충진하는 단계의 흐름도이며, 도 11은 도 9의 시약투입 단계 중 액상 충진물을 분사하는 단계의 흐름도이다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 진공채혈관을 제조하는 방법은 카트리지 공급단계(S10), 튜브 삽입단계(S20), 시약 투입단계(S30), 건조단계(S40) 및 진공 분위기 하에서 캡을 결합하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 카트리지 공급단계(S10)는 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 공급하는 단계로서, 컨베이어 타입 또는 LM 가이드 타입의 이송장치를 구비하는 이송부를 이용하여 카트리지를 공급하는 단계이다.
튜브 삽입단계(S20)는 이송장치로 공급되는 카트리지에 튜브를 삽입하는 단계이다. 여기서 튜브는 먼저, 상단에 형성된 개구부가 상방으로 향하고, 밀폐된 밀폐부가 하방으로 향하도록 직립 정렬되어 튜브 지지대(TS)에 장착된 후, 튜브 지지대(TS)가 하강하여 튜브들이 카트리지의 삽입공에 삽입될 수 있다.
시약 투입단계(S30)는 카트리지에 삽입된 튜브 내부로 혈액을 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약의 액상 충진물을 충진하거나, 분사하여 도포하는 단계이다. 즉, 시약 투입단계(S30)는 액상 충진물을 충진하는 단계(S31) 또는 액상 충진물을 분사하는 단계(S32)를 포함할 수 있다.
여기서, 액상 충진물을 충진하는 단계(S31)는 액상 충진물을 흡입하는 단계(S311), 액상 충진물을 분주하는 단계(S312), 분주된 액상 충진물을 토출하는 단계(S313)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 액상 충진물을 흡입하는 단계(S311)는 시약투입장치(36)의 상부에 형성된 시약 흡입부(361)로 액상 충진물을 흡입하는 단계로서, 다축 롤링 베어링(364)을 회전시키면, 시약 흡입부(361)와 연결된 시약저장부(32)로부터 액상 충진물이 삼투압에 의해 흡입될 수 있다. 즉, 액상 충진물이 없는 초기 흡입시에는 다축 롤링 베어링(364) 회전 시 연결호스(363)의 내부 공기가 밀려나 삼투압을 형성할 수 있으며, 액상 충진물이 있을 때에는 액상 충진물의 유동에 의해 삼투압이 발생될 수 있다.
액상 충진물을 분주하는 단계(S312)는, 서보모터(365)가 다축 롤링 베어링(364)을 회전시켜 흡입된 액상 충진물을 균일한 양만큼 유동시키는 단계일 수 있다. 여기서, 다축 롤링 베어링(364)은 설비에서 상술한 바와 같이 액상 충진물의 시약관로인 연결호스(363)을 가압하도록 회전하며, 다수의 축 간격이 동일하여 회전시에 회전량만큼 액상 충진물을 균일하게 분주할 수 있다. 이때, 다수의 시약투입장치(36)가 구비될 시에는 하나의 서보모터(365)에 각 시약투입장치(36)마다 구비되는 다축 롤링 베어링(364)을 연결하여 일률적으로 회전시킴으로써, 모든 튜브에 동일한 양의 시약이 충진될 수 있는 장점이 있다.
액상 충진물을 토출하는 단계(S313)는, 튜브 내에 분주된 액상 충진물을 충진하는 단계로서, 다축 롤링 베어링(364)의 회전시에 밀려나 유동되는 액상 충진물이 다축 롤링 베어링(364)의 회전량만큼 시약 배출부(362)로 배출되는 단계이다. 이때, 액상 충진물의 토출량은 다축 롤링 베어링(364)의 축 간격이 동일하여 다축 롤링 베어링(364)의 회전량, 회전속도 등을 변경하거나, 연결호스(363)의 직경을 달리하는 등의 환경을 변경시키지 않는 한, 항시 일정한 양의 액상 충진물이 튜브 내로 충진될 수 있는 장점이 있다.
액상 충진물을 분사하는 단계(S32)는 에어분사장치(366) 구비시에 진행될 수 있으며, 액상 충진물을 흡입하는 단계(S321), 압축공기를 분사하는 단계(S322), 액상 충진물을 분주하는 단계(S323), 분주된 액상 충진물을 분사되는 압축공기로 밀어내어 균일한 액적으로 토출시키는 단계(S324)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 액상 충진물을 흡입하는 단계(S321)는 앞서 설명한 액상 충진물을 충진하는 단계(31)의 액상 충진물을 흡입하는 단계(S311)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
압축공기를 분사하는 단계(S322)는, 에어분사장치(366)를 통해 압축공기를 시약 배출부(362)로 공급하는 단계이다. 여기서, 액상 충진물을 분주하기 전에 압축공기를 분사하는 것은 액상 충진물을 분사할 때에 형성되는 액적이 균일한 마이크로리터 단위의 액적으로 분사되도록 하기 위함으로, 압축공기가 측방에서 공급되는 특성 상 액상 충진물을 분주한 후에 압축공기를 분사하게 되면 액적의 크기가 제 각각으로 형성되어 균일한 도포가 이루어지지 않을 수 있다. 이에 따라, 압축공기를 분사하는 단계(S322)는 균일한 양의 액상 충진물이 시약 배출부(362)로 도달 전에 압축공기 분사를 시작하여 액상 충진물 분사 완료시까지 계속 압축공기를 분사하도록 형성될 수 있다.
액상 충진물을 분주하는 단계(S323)는, 앞서 설명한 액상 충진물의 충진시 액상 충진물을 분주하는 단계(S312)와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 다축 롤링 베어링(364)을 회전시켜 회전량만큼의 균일한 양의 액상 충진물을 분주할 수 있다.
분주된 액상 충진물을 분사되는 압축공기로 밀어내어 균일한 액적으로 토출시키는 단계(S324)는, 액상 충진물 분주에 의해 밀려난 균일한 양의 액상 충진물이 압축공기에 의해 튜브 내로 분사되는 단계이다. 이때, 상술한 바와 같이 압축공기가 미리 분사되게 되므로, 액상 충진물은 액적으로 토출시에 균일한 크기로 형성되는 마이크로리터 단위의 미세 액적으로 튜브 내로 도포될 수 있다.
이후, 건조단계(S40)는 상기 시약 투입단계(S30)에서 도포된 액적화 액상 충진물을 건조하는 단계로서, 통상적으로 진공채혈관 제조설비에 이용되는 건조장치를 이용할 수 있으며, 이를 통해 튜브 내부에 대한 혈액의 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약의 코팅이 완료될 수 있다.
진공 분위기 하에서 캡을 결합하는 단계(S50)는 튜브에 캡을 결합하여 진공채혈관의 제조를 완성하는 단계로서, 진공챔버 내에 액상 충진물이 코팅된 튜브를 인입시킨후 진공분위기 하에서 캡을 결합함으로써 진공채혈관이 제조가 완료될 수 있다.
이러한 진공채혈관의 제조방법은 상기 균일 분주가 가능한 시약 투입단계(S30)에 의해 튜브 마다 동일한 양의 겔 또는 시약의 액상 충진물이 충진 또는 도포되어 모든 진공채혈관마다 동일한 성능을 지니며, 튜브 내에 액상 충진물이 고루 충진 또는 도포될 수 있어 혈액 분리가 보다 용이할 수 있는 장점이 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
1 : 진공채혈관
5 : 카트리지 공급부
10 : 이송부
20 : 튜브삽입부
30 : 시약투입부
32 : 시약저장부
34 : 연결관
36 : 시약투입장치
361 : 시약 흡입부
362 : 시약 배출부
363 : 연결호스
364 : 다축 롤링 베어링
365 : 서보모터
366 : 에어분사장치
40 : 건조부
50 : 캡 결합부
60 : 제어부
70 : 관찰부
71 : 화상카메라
72 : 열화상 카메라
73 : 온도 센서
74 : 물 분사장치
75 : 습도센서
LC : 액상 충진물
CT : 카트리지
TS : 튜브 지지대
T : 튜브
C : 캡
B : 혈액

Claims (8)

  1. 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 일측에서 타측으로 이송시키는 이송부와, 상기 이송되는 카트리지의 삽입공에 튜브를 장착시키는 튜브삽입부와, 상기 카트리지에 장착된 튜브 내로 겔 또는 시약의 액상 충진물을 충진 또는 마이크로리터 단위로 분사하는 시약투입부와, 상기 튜브 내로 충진 또는 분사된 액상 충진물을 건조하는 건조부 및 상기 튜브에 캡을 결합하는 캡 결합부를 포함하는 진공채혈관 제조설비에 있어서,
    상기 시약투입부는,
    상기 액상 충진물을 흡입 후 일정거리 유동시켜 배출시키도록 형성되는 시약투입장치를 포함하며,
    상기 시약투입장치는,
    상기 액상 충진물이 유동하는 시약관로의 상측과 하측이 각각 축 결합체에 의해 가압되어 액상 충진물의 유동이 일시적으로 멈추도록 형성되되, 상측을 가압하는 축 결합체는 가압 후 하측을 가압하는 축 결합체 위치로 시약관로를 따라 이동하며, 하측을 가압하는 축 결합체는 상측을 가압하는 축 결합체 위치로 이동하는 것을 교대로 반복하도록 형성되어 축 간의 간격만큼 상기 액상 충진물이 분주되는 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시약투입장치는,
    상기 액상 충진물을 흡입하는 시약 흡입부;
    상기 액상 충진물을 배출하는 시약 배출부;
    상기 흡입된 액상 충진물이 상기 시약 배출부로 배출되도록 시약 흡입부 및 시약 배출부를 연결하여 상기 시약관로를 형성하는 연결호스 및
    일측에 설치된 서보모터에 의해 구동되어 상기 연결호스의 중단부를 가압하도록 회전하며, 적어도 2개 이상의 축이 대칭구조를 이루도록 방사상으로 형성되어 축간의 간격이 동일한 다축 롤링 베어링를 포함하며,
    상기 다축 롤링 베어링의 회전량만큼 액상 충진물의 균일한 분주가 가능하며, 상기 분주된 액상 충진물을 그대로 토출하여 튜브 내로 충진할 수 있는 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시약투입장치는,
    상기 시약 배출부 일측에 연결되도록 설치되어 압축공기를 분사하는 에어분사장치를 더 포함하여,
    상기 압축공기를 먼저 분사시켜 상기 액상 충진물을 토출함으로써 상기 튜브 내부로 마이크로리터 단위의 균일한 액적으로 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결호스는 실리콘 호스인 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다축 롤링 베어링은,
    상기 연결호스에 대한 가압시작점인 상측 가압점과 가압끝점인 하측 가압점의 위치가, 가압시작점으로부터 시약 흡입부와 연결되는 연결호스거리와 가압끝점으로부터 시약 배출부와 연결되는 연결호스거리가 동일한 거리를 형성하는 위치인 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시약투입장치가 복수개 구비될 시, 상기 복수의 시약투입장치의 각 다축 롤링 베어링이 서로 연결되어 상기 서보모터에 의해 일률적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조설비.
  7. 하나 이상의 행과 열로 배열되는 삽입공을 형성하는 카트리지를 공급하는 카트리지 공급단계와, 이송장치로 공급되는 카트리지에 튜브를 삽입하는 튜브 삽입단계와, 카트리지에 삽입된 튜브 내부로 혈액을 분리를 촉진시키는 겔 또는 시약의 액상 충진물을 투입시키는 시약 투입단계와, 상기 시약 투입단계에서 투입된 액상 충진물을 건조하는 건조단계와, 상기 액상 충진물이 건조된 튜브에 진공 분위기 하에서 캡을 결합하여 진공채혈관의 제조를 완성하는 캡 결합단계를 포함하는, 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법에 있어서,
    상기 시약 투입단계는 상기 액상 충진물을 충진하는 단계를 포함하며,
    상기 액상 충진물을 충진하는 단계는,
    겔 또는 시약의 액상 충진물을 흡입하는 단계;
    서보모터가 축 간격이 동일한 다축 롤링 베어링을 회전시켜 액상 충진물을 균일하게 분주하는 단계;
    상기 분주된 액상 충진물을 그대로 튜브 내로 토출하는 단계를 포함하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시약 투입단계는 액상 충진물을 분사하는 단계를 더 포함하며,
    상기 액상 충진물을 분사하는 단계는,
    겔 또는 시약의 액상 충진물을 흡입하는 단계;
    압축공기를 분사하는 단계;
    서보모터가 축 간격이 동일한 다축 롤링 베어링을 회전시켜 액상 충진물을 균일하게 분주하는 단계;
    상기 분주된 액상 충진물을 분사되는 압축공기로 밀어내어 마이크로리터 단위의 균일한 액적으로 토출시키는 단계를 포함하는 균일시약분주가 가능한 진공채혈관 제조방법.
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