KR100468309B1 - 유리카트리지를제조하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영역을 형성 온도로 가열하는 단계; 중공 유리관 및 구동축에 연결된 원통형 엠보싱 맨드릴을 이동시켜, 상기 유리관 내부의 소정의 출발 위치에 위치시키는 단계; 맨드릴과 유리관의 세로축을 평행하게 유지시키면서, 엠보싱 맨드릴과 유리관의 내표면 영역을 상기 영역에 따라 접촉시키는 단계; 상기 유리관의 축방향으로 확장된 내표면 영역을 가소적으로 형성시키면서, 상기 맨드릴과 상기 유리관 사이에 상대적인 롤링 오프 모션을 제공하는 단계; 및 형성된 유리관과 엠보싱 맨드릴을 최종적으로 분리하는 단계를 포함하는 중공 유리관의 내표면 영역의 축방향으로 확장된 영역을 가소적으로 형성시키는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에는 상기 방법으로 제작된 유리 카트리지와 상기 방법에서 사용하고자 하는 엠보싱 맨드릴이 또한 상세하게 기술되어 있다.

Description

유리 카트리지를 제조하는 방법

본 발명은 의료 물질용 카트리지로서 유용한, 유리 재질의 중공 관형 물품의 내측면을 성형시키는 방법 및 또한 이러한 방법으로 제조된 유리 카트리지에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 유리 재질의 중공 관형 물품의 내측면의 소정의 영역을 의료 제제로 충전시키기 위한 다중챔버 형태의 유리 카트리지에 적합한 바이패스(bypass) 영역으로 처리하는 수 단계의 공정을 포함한다.

약제 제조분야에서, 투여 직전까지 약제 및 액체 희석제를 별도로 저장하기 위한 다중챔버 카트리지 기술은 용액으로서 저장되는 동안에 불안정한 약제학적 활성 성분에 대해 널리 사용되어 왔다. 이중챔버 카트리지는 특히, 활성을 잃지 않도록 고형으로 저장되어야 하는 사람 성장 호르몬 및 인자 VIII와 같은 재조합 기술에 의해 제조된 동결 건조된 폴리펩티드 또는 단백질에 대한 적합한 투여 시스템을 제공하기 위한 기술 수준에 있다. 일반적으로, 약제 용액은 카트리지, 또는 주사기 배럴의 지정된 챔버내에 도입되어 직접 고형으로 동결 건조되며, 이후에, 투여 바로 전까지 밀봉되는데, 이러한 내용은 유럽특허명세서 EP 331152호에 상술되어 있다. 고형 약제 및 재구성용 액체 희석제를 함유하는 2개의 챔버는 종종 유리 카트리지의 내측벽에 대하여 밀폐되어 있는 가요성 피스톤 형태의 유동벽에 의해 분리된다. 일반적으로 액체를 함유하는 후방 챔버는 내측벽에 대하여 밀폐되는 후방 피스톤으로 후방 단부에서 또한 밀폐된다. 카트리지가 사용될 경우, 후방 피스톤이 전진되는데, 이때, 액체가 후방 챔버로부터 전방 챔버로 흘러들어 고형 약제를 용해시켜 곧바로 투여 가능한 재구성 제조물을 제공할 수 있는 바이패스 채널 전방의 밀폐되지 않은 위치로, 이동성 벽을 소정 거리만큼 이동시킬 수 있을 정도로 충분히 큰 압력이 액체 희석제에 가해진다.

다수의 응용분야에서, 단백질은 교반 및 회전에 대해 매우 빈감하여 생물학적 활성의 상실이 유발되기 때문에, 재구성을 매우 조심스럽게 수행해야 하는 것이 중요하다. 이러한 문제에 대한 해결책은 유럽특허명세서 EP 298 067호에 개시되어 있으며, 상기 명세서에서는 주입 장치에 의해 작동되는 이중챔버 카트리지내에서의 온건한 재구성을 성공적으로 수행시키는 방법이 개시되어 있다. 상기 명세서에는 카트리지의 후방 피스톤을 바이패스 피스톤으로 이동시키는 동안, 스크루 운동을 통해 피스톤 로드가 조절된 전방향 운동을 수행하고, 이로 인해 전방 챔버로의 조절된 액체 과다유출이 조절된 온건한 재구성을 제공할 수 있는 방법이 기술되어 있다.

그러나, 종축 마루로서 성형된 외부의 방사방향으로 연장된 바이패스 채널을 갖는 기술된 유형의 통상의 이중 챔버 카트리지는 부피가 크고, 바람직하지 않게 두꺼운 배럴을 갖는 주입 장치를 사용하는 것이 필요하다. 이것은 국제특허출원 WO 93/20869호에 기술된 바와 같이, 종방향 및 방사방향 크기 둘 모두에서 주입 장치를 감소시켜야 할 필요가 있는 경우에는 결함이 있다. 또한, 그러한 부피가 큰 바이패스는 취급 동안 카트리지를 민감하게 하며, 많은 고가 제품이 폐기되게 한다. 더욱이, 종방향 마루 형태의 그러한 바이패스 채널은 보통 가열된 유리관을 가압된 공기로 취입성형시킴으로써 제조되는데, 이러한 방법은 정밀도 및 재현성이 다소 낮으면서도 비용이 많이 드는 방법이다.

국제특허출원 WO 93/20868호에 따르면, 바이패스 성형된 종방향으로 연장된 마루는 유리 카트리지의 내측벽에서 조절된 변화로 구성된 바이패스 영역으로 성공적으로 대체될 수 있다. 그러한 변화된 바이패스 영역은 전형적으로 카트리지의 내측 원주 주위에 분포된 다수의 얕은 채널을 포함한다. 이러한 형태의 바이패스 영역에 있어서 매우 이로운 구체예는 국제특허출원 WO 95/11051호에 기술되어 있다. 이러한 변경 영역은 카트리지의 축방향에 대하여 경사진 방향을 갖는 다수의 랜드(lands) 및 그루브(grooves)를 가지며, 축방향으로 팽창하여 내측 원주 벽에 소정의 바이패스 영역을 형성한다. 바람직하게는, 랜드 및 그루브는 카트리지의 내측벽으로부터 내부로 팽창하여, 랜드 사이의 내경은 상기 카트리지의 공칭 직경(nominal diameter)보다 작다. 가열된 유리 카트리지상에서 회전 엠보싱 공구를 갖는 바이패스 영역을 제조하는 경우에, 카트리지를 변형시킬 수 있는 엠보싱 작용으로 인한 진동이 나타날 수 있다는 것을 보여주고 있다. 이러한 문제는 카트리지의 종축에 대하여 특정각에서 랜드 및 그루브를 엠보싱시킴으로써 예기치 않게 잘 해결되었다. 각도가 5 내지 45° , 바람직하게는 10 내지 30° , 및 가장 바람직하게는 약 20° 인 경우, 어떠한 진동도 발생하지 않는다는 것이 밝혀졌다.

도 1 내지 도 3은 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관이 소정의 출발 위치에서 합쳐지게 되는 경우, 본 발명에 따른 방법에 따라 상대적인 롤링 오프 모션이 어떻게 달성되는 지에 대한 상기 언급된 상이한 구체예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관이 합쳐지기 전에 본 발명의 방법이 어떻게 달성되는 지에 대한, 본 발명의 바람직한 구체예에 따른, 주요 개관을 도시한 도면이다.

도 5는 작업 위치에서 유동 척내에 고정된 중공 유리관과 엠보싱 맨드릴을 갖춘 도 4에 따른 본 발명의 방법의 바람직한 구체예를 수행하기 위한 주요 개관을 도시한 도면이다.

도 6은 구동축에 연결된 본 발명의 엠보싱 맨드릴을 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 엠보싱 맨드릴의 단면도이다.

본 발명은 유리 카트리지 또는 그에 필적할만한 관형의 중공 유리 물품을 이들의 내측면 영역을 소성 성형(plastically forming)시키는 다단계 방법으로 처리함으로써 상기 랜드 및 그루브를 제조하는 신규한 방법을 제공하며, 놀랍게도, 이러한 방법은 이러한 성형중에 엠보싱 맨드릴과 카트리지 사이에 상대적인 롤링 오프 모션(rolling of motion)이 제공될 때 유리하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명은 또한 상기 방법에 의해 제조된 바이패스 영역을 갖는 유리 카트리지에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 방법에서 사용하고자 하는 특정 엠보싱 맨드릴을 제공한다.

일반적으로, 본 발명의 방법은 성형 온도(forming temperature)로 가열된 중공 유리관의 내측면의 축방향으로 연장된 영역을 소성 성형시키는 단계 및 하기의 후속적인 단계를 포함한다:

a) 중공 유리관, 및 구동축에 연결된 대체로 원통형인 엠보싱 맨드릴을 이동시켜 맨드릴을 상기 중공 유리관 내부의 소정의 출발 위치에 위치시키는 단계;

b) 엠보싱 맨드릴을 중공 유리관의 내측면의 축방향으로 연장된 영역과 접촉시키는 단계;

c) 중공 유리관의 상기 영역을 소성 성형시키는 동안에 상기 맨드릴과 상기 유리관 사이에 상대적인 롤링 오프 모션(rolling off motion)을 제공하는 단계; 및

d) 성형된 유리관과 엠보싱 맨드릴을 분리시키는 단계.

중공 유리관을 성형 온도로 가열하는 것은 중공 유리관과 엠보싱 맨드릴이 합쳐지기 전 또는 후의 어느 경우에도 수행될 수 있지만, 이들이 합쳐진 후에 수행하는 것이 바람직하다. 맨드릴과 유리관의 종축은 유리관 영역을 성형시키는 동안에 실질적으로 평행하게 하는 것이 바람직하다. 유리관 영역을 성형시키는 동안에 평행 관계에서 벗어나지 않도록 해야 하는데, 그 이유는 이것이 제품을 손상시키기 때문이다. 중공 유리관을 성형시키는 동안에, 중공 유리관은 이의 종축을 유지시키면서 중공 유리관에 회전 운동을 제공할 수 있기에 적합한 장치에 부착되는 것으로 이해해야 한다. 중공 유리관을 부착시키기 위한 장치는 하기에서 상세하게 설명될 것이다. 성형된 유리관과 엠보싱 맨드릴을 분리시킨 후에, 가공된 유리관은 분리되고, 새로운 유리관이 반복적으로 이러한 방법으로 처리된다.

중공 유리관은 일측 단부에서 부착되고 엠보싱 맨드릴의 소정의 출발 위치로 이동되는 것이 바람직하다. 소정의 영역을 소성 성형시킬 때, 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관 사이의 상대적인 롤링 오프 모션이 제공된다. 그러한 상대적인 롤링 오프 모션은 엠보싱 맨드릴이 움직이지 않는 중공 유리관의 내측 원주를 따라서 행성 운동(planetary motion)을 수행할 때와, 엠보싱 맨드릴만이 회전하는 또는 회전가능한 중공 유리관의 내측 원주의 영역을 성형하는 동안 그 자신 축을 중심으로 회전할 때의 상태를 당연히 포함시켜야 할 것이다. 또한, 상기 맨드릴과 상기 중공 유리관 사이의 상대적인 롤링 오프 모션은, 맨드릴이 부동 상태이고, 중공 유리관이 맨드릴의 종축에 대하여 움직이면서, 동시에 그 자신의 종축에 대해 움직이는 경우의 상태를 포함할 것이다.

본 발명의 제 1 바람직한 구체예에 따르면, 엠보싱 맨드릴은 출발 위치로부터 방사 방향으로 변위되고 유리관의 내측면으로 압착되며, 축방향으로 연장된 영역은 그 자신의 종축에 대하여 상기 맨드릴을 회전시킴으로써 성형된다.

이러한 제 1 구체예의 하나의 바람직한 일면에 따르면, 엠보싱 맨드릴은 상기 중공 유리관이 부착용 장치에 의해 고정되는 동안 중공 유리관의 종축에 대하여 행성 운동으로 구동될 수 있다. 이러한 운동은 유리관의 종축에 대하여 동시에 회전하는 동안에, 엠보싱 맨드릴이 세로축에 대하여 회전하는 것으로 정의된다. 상기 축방향으로 연장된 영역을 성형시킬 경우, 중공 유리관의 내측면 주위에서 엠보싱 맨드릴이 완전히 1회 선회하는 것이 바람직하다.

이러한 제 1 구체예의 두 번째 일면에 따르면, 중공 유리관은 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 동안, 엠보싱 맨드릴과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 유리관은 이러한 일면에 따라 완전히 1회 선회하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법의 제 2 구체예에 따르면, 중공 유리관은 출발 위치의 엠보싱 맨드릴로 이동되고 압착된다. 이후, 중공 유리관은 그 자신의 축에 대하여 회전하며, 동시에, 엠보싱 맨드릴의 고정축에 대하여 회전하여 축방향으로 연장된 영역을 형성한다. 바람직하게는, 유리관은 부동의 엠보싱 맨드릴에 대하여 완전히 1회 선회한다.

엠보싱 맨드릴로 중공 유리관의 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 방법 동안에, 성형중에 유리관의 형상을 유지시키기 위해 지지장치, 바람직하게는 적어도 상기 영역에 해당되는 팽창율을 갖는 지지장치가 유리관의 외부로부터 적용된다. 지지장치는 유리관의 외측 원주 표면을 지지하면서 고정시키는 형상을 갖는터 방사 방향으로 변위되고 유리관의 내측면으로 압착되며, 축방향으로 연장된 영역은 그 자신의 종축에 대하여 상기 맨드릴을 회전시킴으로써 성형된다.

이러한 제 1 구체예의 하나의 바람직한 일면에 따르면, 엠보싱 맨드릴은 상기 중공 유리관이 부착용 장치에 의해 고정되는 동안 중공 유리관의 종축에 대하여 행성 운동으로 구동될 수 있다. 이러한 운동은 유리관의 종축에 대하여 동시에 회전하는 동안에, 엠보싱 맨드릴이 세로축에 대하여 회전하는 것으로 정의된다. 상기 축방향으로 연장된 영역을 성형시킬 경우, 중공 유리관의 내측면 주위에서 엠보싱 맨드릴이 완전히 1회 선회하는 것이 바람직하다.

이러한 제 1 구체예의 두 번째 일면에 따르면, 중공 유리관은 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 동안, 엠보싱 맨드릴과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 유리관은 이러한 일면에 따라 완전히 1회 선회하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법의 제 2 구체예에 따르면, 중공 유리관은 출발 위치의 엠보싱 맨드릴로 이동되고 압착된다. 이후, 중공 유리관은 그 자신의 축에 대하여 회전하며, 동시에, 엠보싱 맨드릴의 고정축에 대하여 회전하여 축방향으로 연장된 영역을 형성한다. 바람직하게는, 유리관은 부동의 엠보싱 맨드릴에 대하여 완전히 1회 선회한다.

엠보싱 맨드릴로 중공 유리관의 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 방법 동안에, 성형중에 유리관의 형상을 유지시키기 위해 지지장치, 바람직하게는 적어도 상기 영역에 해당되는 팽창율을 갖는 지지장치가 유리관의 외부로부터 적용된다. 지지장치는 유리관의 외측 원주 표면을 지지하면서 고정시키는 형상을 갖는 것이 일반적일 것이다. 또한, 언급된 본 발명의 대안적인 구체예가 상기 운동이 수행되어야 할 것을 필요로 한다면, 지지 장치는 중공 유리관의 회전 운동을 허용할 수 있어야 한다는 것을 이해해야 할 것이다.

상기에서 언급한 바와 같이, 중공 유리관은 적어도 하나의 단부에서 엠보싱 맨드릴과의 가열 및/또는 성형중에 회전 운동을 제공할 수 있는 장치에 부착된다. 상기 언급된 제 2 구체예에 따르면, 이러한 장치는 고정된 또는 움직이지 않는 엠보싱 맨드릴에 대하여 상대적인 롤링 오프 모션을 제공할 수 있어야 한다. 중공 유리관의 단부는 두 개의 해체 가능하며 동시에 회전 가능한 고정 장치에 의해 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정 장치는 가열원으로부터 소정의, 일정 거리에서 중공 유리관의 영역의 가열중에 중공 유리관을 회전시킬 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 방법의 그 밖의 응용분야에서는 고정 유리관에 대하여 일정 거리에서 회전하는 가열원을 사용할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 회전 운동은 엠보싱 맨드릴에 의한 성형중에 유리관을 회전시키는 것이 또한 필요로 될 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 고정밀도의 엠보싱 처리 및 기계적으로 안정한 구성을 얻기 위해서, 엠보싱 맨드릴중 가장 큰 횡단면 영역의 직경은 비성형 중공 유리관의 내경의 절반 이상인 것이 바람직하다. 상기 직경이 상기 유리관의 내경의 75% 이상인 것이 훨씬 더 바람직하다.

바람직하게는, 본 발명의 방법으로 성형시키려는 소정의 영역의 길이는 중공 유리관의 전체 길이의 절반 미만이다. 따라서, 엠보싱 맨드릴로 이렇게 성형된 영역은 처리되지 않은 내측면의 영역보다 항상 작을 것이다.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 소정의 영역은 중공 유리관의 단부에서 선택되지 않는 것이 바람직하다. 결과적으로, 유리관의 단부에 존재하는 비성형 표면을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 고리 형상의 영역을 성형시키는데 적합하지만, 예를 들어, 동일한 또는 상이한 형상을 갖는 복수의 엠보싱 맨드릴이 상기에서 기술된 방식과 같이 동일한 샤프트에 연결되어 동시적으로 구동되는 경우, 중공 유리관의 내측 원주를 따라서 복수의 고리 형상으로 처리된 영역을 얻을 수도 있다. 중공 유리관과 함께 취해지고 둘을 별도로 구동시키는 2개의 상이한 샤프트를 이용하여 복수의 고리 형상의 영역을 얻는 것은 본 발명의 범위내에 분명히 있을 것이다. 엠보싱 맨드릴이 상기된 상대적인 롤링 오프 모션에 의해 중공 유리관의 내측 원주를 중심으로 완전한 회전의 상응하는 부분만 회전된다면, 성형된 고리 형상의 영역의 부분을 얻는 것도 또한 가능할 수 있다.

본 발명의 방법에서 사용하려는 엠보싱 맨드릴은 그 자체로서 본 발명의 목적으로서 간주된다. 이들은 원주를 따라서 일정하게 이격된 엠보싱 마루를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 마루는 맨드릴의 원주 표면상에 나선형으로 배열되는 것이 바람직하다. 두 개의 인접 마루를 연결하는 각 부분 또는 리세스는 요측면을 갖는 것이 바람직하며, 특히 바람직한 구체예에 따르면, 상기 측면은 원형이다. 일반적으로, 그 밖의 단면 형상도 본 발명에 따라 또한 사용될 수 있다.

상기에서 기술된 방법은 의료용 유리 카트리지를 가공하는데 매우 적합하다. 따라서, 본 발명의 중요한 부분은 본 발명의 방법으로 제조된 유리 카트리지이며, 여기에서, 이들의 처리된 내측면은 카트리지내에 저장하는 동안에는 서로 따로 보관되지만 투여 직전에 혼합되어야 하는 상이한 성분에 대하여 각각 할당된 2개 이상의 챔버간에는 하나 또는 수개의 바이패스 영역을 구성한다. 상기 영역은 상기 카트리지를 분할하는 밀폐 유동벽이 상기 바이패스 영역으로 이동될 때 상기 챔버간에 바이패스 액체 연통을 수립시키는 기능을 갖는데, 이러한 경우, 그것의 밀폐 효과는 중지된다. 이로 인해, 상기 성분은 즉시 투여에 적합한 약제액내로 재구성될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 카트리지는 고형 약물 및 이의 희석제의 별도 저장을 위해 의도된 고리 형상의 바이패스 영역을 구비한 2개 챔버 카트리지이다.

이하에는, 실시 가능한 본 발명의 구체예의 보다 상세한 설명이 제시되며, 이러한 설명에 의해 본 발명이 한정되지 않아야 할 것이다.

발명의 상세한 설명

도 1 내지 도 3은 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관의 내측면 사이의 상대적인 롤링 오프 모션을 달성하기 위한 세 가지의 대안적인 방법을 도시하고 있다. 도 1은 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관을, 소성 성형시키고자 하는 축방향으로 연장된 영역에 면해있는 소정의 출발 위치에서 합쳐지게 하므로써 달성되는 바람직한 유형의 상대적인 롤링 오프 모션을 나타낸다(도 1a 참조). 이후, 맨드릴은 특정의 접촉 위치로 방사방향으로 변위되고 소정의 거리에서 가열되어 연화된 내측면에 압착된다(도 1b 참조). 이후, 유리관은 정지된 상태로 유지되어 있으면서, 맨드릴이 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이, 유리관의 종방향 중심축에 대하여 행성 운동으로 구동된다. 도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 동일한 도 2a 및 도 2b에 따른 맨드릴의 동일한 도입 및 변위에 의해 얻게 되는 도 1의 상대적인 롤링 오프 모션의 대안적인 구체예를 도시하고 있다. 그러나, 이러한 구체예에서 영역을 성형시키는 경우에, 중공 유리관은 그 자신의 중심 종축에 대하여 회전하며, 동시에, 엠보싱 맨드릴은 동일한 회전 방향으로 그 자신의 종축에 대하여 회전한다(도 2c 참조). 도 3에는, 상대적인 롤링 오프 모션을 얻기 위한 또 다른 구체예가 예시되어 있다. 이러한 구체예에 따르면, 중공 유리관은 도 3a에 도시된 동축 위치로부터 중공 유리관의 가열 연화된 내측면이 엠보싱 맨드릴로 압축되는 위치로 변위된다(도 3b 참조). 이후, 중공 유리관은 그 자신의 종축에 대하여 회전하여 축방향으로 연장된 영역을 성형시킨다. 예시된 모든 구체예에서, 고품질이고, 재현성있는 품질의 성형 영역을 얻기 위해서는, 맨드릴 및/또는 중공 유리관의 회전 속도는 조심스럽게 조절되고 선택되어야 함을 입증하였다. 이러한 조치는 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있으므로, 보다 상세하게 논의하지 않을 것이다.

가공되는 일차 물질은 다이아몬드 절삭기에 의해 적합한 길이의 중공 유리관으로 절삭되는 것이 바람직할 것이다. 절삭된 중공 유리관을 본 발명의 방법에 따라 처리하기 전에 조심스럽게 세척하여 모든 입자를 제거하고 중공 유리관의 치수를 조절하는 것이 필요하다. 안과용 의학 렌즈를 제조할 때 적용되는, 중공 유리관의 전처리를 위한 이러한 사전 조치가 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 가장 바람직한 구체예가 어떠한 방식으로 달성되는 지를 보여준다. 중공 유리관을 가공하는 방법은 수평축상에 정렬되고 구동되는 공구로 수평으로 수행된다. 도 4에 따르면, 전처리된 중공 유리관(10)의 일측 단부는 세지점 이상의 지점에서 고정밀도로 중공 유리관의 상기 단부를 결속시키는 기계적으로 작동하는 척(20)의 고정 장치로 고정된다. 상기 척은 구동 모터에 연결된 샤프트(25)에 의해 구동된다. 중공 유리관은 성형시키고자 하는 영역과 면해있는 정확하게 정해진 소정의 위치에서 구동축(35)에 연결된 엠보싱 맨드릴(30)상에서 동축으로 변위된다. 본원에서 사용되는 상기 장치는 기계 가공분야에 종사하는 당업자에게는 대체로 잘 공지되어 있기 때문에, 더 이상 상세히 논의하지 않을 것이다.

도 5에서 최상으로 도시된 바와 같이, 엠보싱 맨드릴과 중공 유리관이 합쳐진 후, 상기 유리관은 엠보싱 맨드릴의 구동축을 둘러싸고 있는, 제 2의 동일한 척(20')으로 동일한 방식으로 고정된다. 상기 척(20, 20')은 중공 유리관을 가열원(도시되지 않음)으로부터 일정 거리에서 가열시키는 단계 동안에 회전시킬 때 고정밀도로 동시에 구동될 수 있다. 상기 가열원은 통상의 오픈 플레임(open flame)일 수 있지만, 그 밖의 다른 형태의 가열원도 생각할 수 있다.

상기 중공 유리관을 소성 성형에 적합한 온도로 가열시킨 후에, 엠보싱 맨드릴은 출발 위치로부터 도 1b 또는 도 2b에 따른 중공 유리관의 내측면으로 방사방향으로 변위된다. 엠보싱 맨드릴은 이제 구동 장치에 연결된 구동축(35)의 수단에 의해, 움직이지 않는 중공 유리관의 종축에 대하여 조심스럽게 조절된 행성 운동을 수행할 것이다. 구동축용 구동 장치는 원하는 회전 운동을 수행시키도록 조정될 수 있으며, 바람직하게는, 유리관을 확실히 부착시키는 척의 회전 운동을 수행시키는 장치와 함께 조종될 수도 있다. 유리관과 엠보싱 맨드릴의 종축이 전체 성형과정 동안에 평행하게 유지되는 것이 중요하다. 이러한 유형의 장치는 기계 가공분야의 당업자에게는 익숙하기 때문에, 본원에서 더 이상 상세하게 설명하지 않을 것이다. 상기 방법은 바람직하게는 하우징 또는 프레임(도시되지 않음)에서 수행되며, 샤프트는 수단(22, 22')에 의해 지지될 수 있다.

도 1 내지 도 5에서 예시된 방법에서, 엠보싱 맨드릴은 성형중에 유리관의 내측 원주 주위에서 완전히 1회 선회하여 고리 형상의 성형 영역이 생성되는 것이 바람직하다. 엠보싱 맨드릴을 사용하여 영역을 성형시킬 때, 하나 이상의 영역에 해당되는 축방향 연장부를 갖는 지지 장치(40,40')가 외부로부터 제공되어 유리관의 형상이 성형 과정 이후에도 유지된다. 도 5에 최상으로 도시된 바와 같이, 지지 장치는 유리관의 형상을 고정시키기 위해, 일반적으로 반원형 횡단면의 두 개의 리세스(41,41')로 형상화된다. 지지장치는 지지 위치로 변위하는 것이 가능하며, 성형이 완결된 후에 상기 위치로부터 제거되는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 유리관으로 및 유리관으로부터의 지지장치의 이동은 자동적으로 수행되는 것이 적절하며, 성형 과정시에 사용되는 다른 장치와 함께 조절되는 것이 가능하다. 엠보싱 맨드릴에 의한 성형이 완료된 후에, 유리관의 내측면으로부터 해제되고 출발 위치로 복구되며, 지지장치는 유리관의 외측면으로부터 분리된다. 성형된 유리관은 엠보싱 맨드릴에 면해있는 위치로부터 변위되고 척으로부터 분리되는데, 이때 방법의 새로운 사이클이 동일한 방식으로 수행될 수 있다.

도 6 및 도 7은 각각, 상기된 방법에서 성공적으로 사용되는 엠보싱 맨드릴의 예를 도시한 측면도 및 횡단면도이다. 도 6에는, 엠보싱 맨드릴의 원주 표면상에 나선형으로 정렬되고 일정하게 이격된 마루가 예시되어 있다. 도 7에는, 예시된 맨드릴이 원주 주위에 고르게 분포된 9개의 마루를 갖는 것이 예시되어 있다. 결과적으로, 두개의 인접 마루를 연결하는 부분에 오목한 리세스가 존재한다. 이러한 구체예에서, 리세스는 원형 단면을 갖는다. 이러한 맨드릴은, 유리관의 내측면을 성형하기 위해 사용될 때, 탄력적이며 축방향으로 변위 가능한 플런저(plunger) 주위에 바이패스 영역을 성형시키는 경우, 특정 분야에서 유리한 형상일 수 있는 사인 곡선 형상의 횡단면을 갖는 경사진 랜드와 그루브를 포함하는 영역을 제공한다. 9개의 마루를 갖는 맨드릴은 중공 유리관의 내측 원주 주위에 10개의 경사진 그루브를 생성시킬 것으로 이해된다. 그 결과로서, 예시된 맨드릴을 사용할 때 본 발명의 방법에 의해 생성된 의료용 이중 챔버 카트리지내 바이패스 영역은 이의 종축에 대하여 경사진 10개의 그루브를 가질 것이다. 탄성 플런저는 이러한 바이패스 영역의 원주 주위에서 다소 변형되고, 이로써 카트리지의 챔버 사이의 액체 전달을 위한 다수의 바이패스 채널이 형성될 것이다.

중공 유리관의 내경과 엠보싱 맨드릴의 외경의 관계는 상기 방법의 특이적이고 재현성있는 결과를 얻기 위한 매우 중요한 파라미터이다. 상기된 바이패스 영역의 경사진 랜드 및 그루브의 생성시에, 적합한 유리관의 내경은 6mm이며, 엠보싱 맨드릴의 외경은 5.8mm이다. 마루 사이의 9개의 아치형 리세스는 이러한 경우에 반경이 1mm인 원에 속할 것이다. 엠보싱 맨드릴에서 사용하고자 하는 바람직한 물질은 경질 카바이드 스틸(hard carbide steel)이다. 본 발명의 실린더로 실험하는 동안, 보통의 도가니 스틸로 제조된 보통의 엠보싱 맨드릴이 약 8000번의 수행후에 마모되는 것으로 입증되었지만, 경질 카바이드 스틸로 제조된 실린더는 약화되지 않으면서 100,000회 이상의 엠보싱 수행에 사용되었다.

본원에 기술된 방법에서, 중공 유리관의 내측면의 영역을 소성 성형시키는 방법을 기술한 것이다. 다른 재질, 예를 들어, 특정의 중합체로 이루어진 중공 유리관이 본 발명의 방법으로 처리될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 청구의 범위에 의해 기술된 바와 같은 본 발명의 목적하는 바는 유리관에만 제한된 것으로 간주되지 않아야 하고, 또한 유리와 같은 유사한 가공 능력을 갖는 물질로 제조된 관형 물품을 포함하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (26)

1. 성형 온도(forming temperature)로 가열된 중공 유리관의 내측면의 축방향으로 연장된 영역을 소성 성형시키는 방법으로서,

   a) 중공 유리관, 및 구동축에 연결된 대체로 원통형인 엠보싱 맨드릴을 합쳐지게 하여 맨드릴을 중공 유리관 내부의 소정의 출발 위치에 위치시키는 단계;

   b) 엠보싱 맨드릴을 중공 유리관의 내측면의 축방향으로 연장된 영역과 접촉시키는 단계;

   c) 중공 유리관의 상기 영역을 소성 성형시키는 동안에 맨드릴과 유리관 사이에 상대적인 롤링 오프 모션(rolling off motion)을 제공하는 단계; 및

   d) 성형된 유리관과 엠보싱 맨드릴을 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 중공 유리관의 내측면의 축방향으로 연장된 영역을 소성 성형시키는 방법으로서,

   a) 상기 영역을 성형 온도로 가열시키는 단계;

   b) 구동축에 연결된 대체로 원통형 형상의 엠보싱 맨드릴을 중공 유리관 내부의 소정의 출발 위치로 이동시키는 단계;

   c) 맨드릴의 종축과 유리관의 종축을 실질적으로 평행하게 유지시키면서 엠보싱 맨드릴과 유리관의 내측면을 상기 영역을 따라 접촉시키는 단계;

   d) 중공 유리관의 상기 영역을 소성 성형시키는 동안에 맨드릴과 유리관 사이에 상대적인 롤링 오프 모션을 제공하는 단계; 및

   e) 성형된 유리관과 엠보싱 맨드릴을 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 유리관을 엠보싱 맨드릴의 소정의 출발 위치로 이동시킴을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 엠보싱 맨드릴을 출발 위치로부터 유리관의 내측면으로 이동시켜 유리관의 내측면을 압착시키고, 종축을 중심으로 맨드릴을 회전시키는 축방향으로 연장된 영역을 성형시킴을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4항에 있어서, 동시에, 엠보싱 맨드릴을 내측 원주를 따라 진행시켜 유리관의 종축을 중심으로 행성 운동(planetary motion)을 수행함을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5항에 있어서, 축방향으로 연장된 영역을 소성 성형시키는 동안에 엠보싱 맨드릴을 중공 유리관의 내측면을 중심으로 완전히 1회 선회시킴을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 성형중에 유리관에 지지장치를 제공함을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 동안에 중공 유리관이 고정되어 있도록 함을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 축방향으로 연장된 영역을 성형시키는 동안에 중공 유리관을 엠보싱 맨드릴과 동일한 방향으로 회전시킴을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 가열된 중공 유리관을 이동시키고 출발 위치에 있는 엠보싱 맨드릴로 유리관을 압착시킨 후, 엠보싱 맨드릴의 고정축 주위로 유리관을 회전시키면서 유리관을 그 자신의 축을 중심으로 회전시켜 축방향으로 연장된 영역을 성형시킴을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10항에 있어서, 유리관이 엠보싱 맨드릴을 중심으로 완전히 1회 선회됨을 특징으로 하는 방법.
12. 제 10항에 있어서, 엠보싱 맨드릴이 성형중에 자신의 종축을 중심으로 회전됨을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 엠보싱 맨드릴이 원주를 따라 일정한 간격의 마루를 구비함을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 마루가 엠보싱 맨드릴의 주위 표면상에 나선형으로 배열됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 중공 유리관의 단부가 2개의 해제 가능하며 동시에 회전 가능한 고정 장치에 의해 고정됨을 특징으로 하는 방법.
16. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 가공된 축방향으로 연장된 영역이 유리관의 전체 내측면 영역의 절반 미만임을 특징으로 하는 방법.
17. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 중공 유리관의 각 단부가 성형되지 않은 내측면을 가짐을 특징으로 하는 방법.
18. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 엠보싱 맨드릴의 가장 큰 직경이 미가공된 유리관 내경의 절반 이상임을 특징으로 하는 방법.
19. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 동일한 구동축에 연결된 엠보싱 맨드릴이 둘 이상 존재함을 특징으로 하는 방법.
20. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 따른 방법으로 성형된 하나 이상의 내측면 영역을 갖는 의료용 원통형 유리 카트리지.
21. 제 20항에 있어서, 상기 영역이 액체 및 고체 성분의 저장을 위해 각각 지정된 두 챔버 사이의 바이패스 영역을 이루며, 이러한 영역이 카트리지를 분할시키는 밀폐 유동벽의 밀폐 작용이 중지되는 바이패스 영역으로 이동될 때 챔버들간의 바이패스 액체를 연결하는 기능을 하여, 고체 성분이 즉시 투여용 액체 약제로 재구성됨을 특징으로 하는 유리 카트리지.
22. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 따른 중공 유리관의 내측면을 소성 성형시키는 방법에 사용되는 엠보싱 맨드릴로서, 엠보싱 맨드릴의 원주를 따라 일정하게 이격된 축방향으로 연장된 평행한 엠보싱 마루를 구비함을 특징으로 하는 엠보싱 맨드릴.
23. 제 22항에 있어서, 엠보싱 맨드릴의 마루가 엠보싱 맨드릴의 주위 표면상에 나선형으로 배열됨을 특징으로 하는 엠보싱 맨드릴.
24. 제 22항에 있어서, 두 인접 마루 사이를 연결하는 각 부분이 요측면을 가짐을 특징으로 하는 엠보싱 맨드릴.
25. 제 24항에 있어서, 요측면이 원형 단면임을 특징으로 엠보싱 맨드릴.
26. 제 22항에 있어서, 엠보싱 맨드릴의 주위 표면을 따라 등거리로 9개의 마루를 가짐을 특징으로 하는 엠보싱 맨드릴.