KR100815071B1 - 용기를 제조하고 충전하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용기(12)를 제조하고 충전하기 위한 방법에 관한 것이고, 이에 의해 가소성 플라스틱재의 적어도 하나의 튜브(3)는 개방 몰드(6)로 압출되고, 상기 튜브(3)는 용기 베이스를 부여하기 위해 몰드(6)를 폐쇄하는 그 전진 단부에 접합되며, 상기 튜브(3)는 충전 개구를 제공하기 위해 절단 엣지(21)에 의해 상기 몰드위에서 절단된다. 충전 개구를 포함하는 튜브(3)를 갖는 몰드(6)는 충전 위치로 이동하고, 그 내부의 용기는 상기 용기가 튜브(3)상에서 작용하여 상기 튜브를 팽창시키는 압력 구배를 생성함으로써 몰드에 형성된 후에 채워진다. 충전 위치로 몰드(6)의 이동 중에 상기 튜브(3)의 충전 개구는 가열성 플레이트(23)에 의해 커버된다.

용기, 가소성 플라스틱재, 튜브, 가열성 플레이트, 압력 구배, 절단 엣지.

Description

용기를 제조하고 충전하기 위한 방법 및 장치{Method and device for the production and filling of containers}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 기재된 특징을 갖는 용기를 제조하고 충전하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구범위 제 9 항의 전제부에 기재된 특징을 갖는 상기 방법에 적용하기 위한 장치에 관한 것이다.

이러한 형태의 방법과 장치는 US-A-5,962,039호 및 JP-A-60-049919호에 개시되어 있다. 본 기술 분야의 이러한 방법은 비용 효과적인 방법으로 용기를 자동 성형(블로잉 성형 또는 진공 성형), 충전, 및 밀봉한다. 무균성 패킹과 관련된 국제 표준을 충족해야 하는 제약품과 같은 매우 민감한 제품이 제조되어야 한다면, 충전 위치로 이동되는 몰드는 소위 살균 충전 공간(ASR; sterile filling space) 아래에 배치되며, 그 위치에서 살균 공기는 조합된 진공 접합 공정에 의해 용기의 원하는 상부 밀봉을 형성하기 위하여 충전 공정을 완료한 후에 가동성 상부 죠오(jaw)가 폐쇄될 때까지 용기의 개방 충전 개구위로 유동하여 세균 진입에 대해 효과적인 보호를 제공한다.

충전 개구가 살균 충전 공간(챔버)에 의해 충전 위치에서 커버(보호)될 때에 충전 개구는 종래 기술의 방법과 장치로 효과적으로 보호되는 반면에, 커버되지 않는 충전 개구는 형성된 튜브가 압출 노즐과 충전 개구 아래에서 절단되는 압출 위치로부터 몰드의 변위중에 상기 방법이 클린 룸에서 실행될 때에 조차도 완전히 보호되지 않는다. 즉, 충전 개구를 갖는 튜브는 충전 위치로 몰드의 이동중에 상부에 개방된 케이스를 형성한다.
JP-A-4147824호에는 가열성 실린더에 의해 충전 위치로 몰드의 이동중에 튜브의 충전 개구를 커버하는 것이 이미 제시되어 있고, US-A-5,261,454호에는 세균의 수를 감소하기 위하여 충전 개구상에 적외선에 의해 가열되는 플레이트의 장착이 기술되어 있다. 그러나, 이들 공보에서 충전 개구는 적어도 단기간 동안에 개별 제조 위치들 사이에서 변경되는 중에 노출되므로, 용기 내부가 세균 또는 다른 미립자들에 의해 오염될 위험성이 존재한다.

본 기술 분야의 이러한 상황에 의거하여, 본 발명은 종래 기술과 비교하면 개방 충전 개구의 보다 양호한 보호성을 보장하는 방법과 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기에 지시된 이런 종류의 방법에서, 본 발명은 청구범위 제 1 항의 설명 부분에 구체화된 특징에 의해 달성되고, 장치의 경우엔 청구범위 제 9 항의 설명 부분에 의해 구체화된 특징에 의해 달성되는 것을 청구한다.

살균 배리어는 튜브를 절단하는 절단 소자와 함께 이동가능하며 사멸 온도까지 가열되는 가열성 플레이트 형태이고, 튜브를 절단한 후에 몰드가 살균 충전 공간에 도달하기 전에 개방 충전 개구로 외부 물질이 떨어질(침입할) 가능성의 위험성이 방지될 뿐만 아니라, 상기 살균 배리어가 상기 방법의 공정 중에 충전 개구로의 세균의 접근을 차단한다. 따라서, 본 발명에 의해 청구된 방법은 의료/제약 분야의 적용을 위해 높은 민감성 제품의 생산을 위해서 특히 적합하다.

상기 살균 배리어는 상기 튜브를 절단하는 절단 소자와 함께 이동가능한 가열성 플레이트이고, 상기 플레이트는 사멸 온도까지, 적합하게는 150℃ 보다 높은 온도까지 가열된다. 플레이트가 상기 튜브를 절단하는 절단 엣지와 함께 이동하는 경우에, 충전 개구는 상기 튜브가 형성중이더라도, 즉 커버가 없는 충전 개구가 있지 않도록 가열 플레이트에 의해 커버된다.

절단 소자가 가열성 플레이트에 매우 인접한 절단 엣지 형태라면 상기 방법에서 특히 양호한 조건이 달성된다.

그 선단 엣지에 장착된 튜브를 절단하기 위한 절단 엣지를 갖는 가열성 플레이트는 상기 플레이트가 충전 위치로 도입되는 몰드의 이동 경로상에 장착되는 방향으로 후퇴된 초기 위치로부터 작동 위치까지 이동되고, 이러한 방법에서 충전 개구는 충전 위치까지의 그 이동 경로 전체를 통하여 상기 플레이트에 의해 커버되며, 상기 플레이트와 절단 엣지는 상기 몰드가 충전 위치에 도달한 후에 작동 위치로부터 초기 위치로 다시 이동된다면, 짧은 사이클 주기를 갖는 비용 효과적인 방법이 얻어진다.

본 발명의 다른 목적은 청구항 9에 구체화된 특징을 갖는 용기를 제조하고 충전하기 위한 장치를 개량하는 것이다.

본 발명이 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명된다.

도 1은 가소성 플라스틱의 튜브를 형성하기 위해 개방 블로잉 몰드와 그 위에 위치된 압출 헤드를 간단하게 도시한 다이아그램.

도 2는 충전 위치로 전달된 후와 충전될 용기의 형성 후의 도 1에 도시한 부분적으로 폐쇄된 블로잉 몰드를 도시한 도면.

도 3 내지 도 5는 본 발명에서 청구된 공정의 경과를 도시한 매우 간략화한 다이아그램의 사시도.

도 1 및 도 2에는 블로우(blow) 성형 공정으로 플라스틱 용기를 제조하기 위한 종래의 보틀팩(bottlepack^®)(상표명) 시스템의 프레임워크내에서 사용되는 조립체가 도시되어 있고, 도 1에 도시된 몰드(6)의 두개의 성형 반부들(5 ; mould halves) 사이에서 압출 조립체(1)에 의해 압출되는 용융 플라스틱재의 튜브(3)가 도시되어 있다. 개방된 몰드(6)안으로 튜브(3)를 압출한 후에, 튜브(3)는 압출 조립체(1)의 노즐 출구와 몰드(6)의 상부 사이에서 절단된다. 도 1에서, 절단 라인이 점선(8)으로 도시되어 있다. 도 2는 부분적으로 폐쇄된 상태의 몰드(6)를 도시하고, 튜브(3)로부터 성형되는 용기(12)의 본체를 위한 구성 요소들, 즉 성형 반부들(5)은 튜브(3)의 하부 단부상의 하부 경사 엣지(7)가 하부측에서 접합 시임(9)(도 2)에 의해 튜브(3)를 밀봉하는 접합 공정을 실행하도록 서로 접촉한다.

도 2는 충전 위치에 있는 몰드(6)를 도시하고, 이 몰드가 충전 위치에서 도 1에 도시된 위치와는 반대로 압출 조립체(1)를 향하는 측방 위치로 이동된다. 이 충전 위치에서, 미리 형성된 용기(12)는 충전 개구(15)를 통해 내용물로 채워지고, 주입 공기는 송풍 아버(blast arbor)(도시 생략)에 의해 개방 충전 개구(15)로 도입된다. 도 2는 이러한 목적을 위해 충전 개구(15)로 도입되는 충전 아버(11)의 단부를 도시한다. 충전 아버(11)와 미리 도입된 송풍 아버 대신에 조합된 송풍-충전 아버에 의해 용기가 효과적으로 형성되고 채워질 수 있다.

도 2에 도시된 충전 위치에서, 몰드는 도 2에 도시되어 있지 않은 살균 충전 공간(ASR; sterile filling space) 아래에 배치되어, 도 1에 도시된 절단선(8)을 따라 튜브(3)상에서 실행되는 절단 공정에 의해 형성되는 충전 개구(15)의 무균 보호부로서 작용한다. 용기(12)가 채워진 후에, 충전 아버(11)는 상향으로 이동되고, 몰드(6)의 여전히 개방된 가동성 상부 접합 죠오들(jaw)(13)은 용기 네크를 효과적으로 형성하기 위하여 및/또는 이들 죠오를 동시에 밀봉하기 위하여 함께 접합된다. 도 1 및 도 2에 도시된 접합 죠오(13)에 의해, 예를 들어 내부에 천자(puncture) 핀을 갖는 스크류식 캡의 형태로, 접합에 의한 밀봉에 부가하여 제공될 수 있는 스크류식 캡을 위한 용기의 네크에 외부 나사가 형성된다.

도 3 내지 도 5는 실예에 의거하여 본 발명에서 청구하는 일련의 공정을 매우 간단한 다이아그램으로 도시하고 있으며, 이들 도면에서는 두개의 소용적 용기의 동시 제조를 위해, 두개의 튜브(3)는 압출 조립체(1)에 의해 개방 몰드(6)의 병렬 성형 캐비티로 압출되고(도 3 참조), 이 몰드(6)는 몰드를 개폐하기 위해 양 방향 화살표(22)로 지시된 방향으로 이동되는 성형 반부(5)의 외부 라인에 의해서만 지시되어 있다.

도 3은 압출된 튜브(3)의 절단 전의 작동 상태를 도시하고 있고, 절단 소자로서 작용하는 가열성 절단 엣지(21)와 이 절단 엣지(21)에 접촉하도록 장착된 가열성 플레이트(23)가 후퇴된 초기 위치에 있다. 튜브(3)를 절단하기 위해, 양 방향 화살표(25)로 지시된 방향으로 전후로 이동되는 가열성 플레이트(23)와 절단 엣지(21)는 도 3에 도시된 초기 위치로부터 작동 위치(도 4)로 이동한다.

그 표면이 스테인레스 스틸로 형성되는 가열성 플레이트(23)는 온도 센서(27)에 의해 그 활동이 제어되는 가열 조립체(도시 생략)를 내부에 매립하고 있다. 절단 엣지(21)와 함께, 상기 가열성 플레이트(23)는 사멸(germ-killing) 온도까지, 적합하게는 200°의 범위까지 가열되므로, 상기 가열성 플레이트(23)는 작동 위치로 전진할 때까지, 절단 공정 중에 형성된 튜브(3)내의 개구(15)위에 위치되는 살균 배리어(sterile barrier)를 형성한다. 도 4에 도시된 다음 단계에서, 몰드(6)는 양 방향 화살표(29)로 지시된 방향으로 압출 위치(도 3)로부터 도 4에 도시된 충전 위치로 이동(변위)되고, 몰드(6)의 상부에 있는 충전 개구(15)는 전진된 작동 위치에 유지되는 플레이트(23)아래에 배치됨과 동시에 개방되며, 따라서 이 플레이트는 상기 살균 배리어에 의해 커버된다. 도 4는 몰드(6)가 충전 위치에 도달한 작동 상태를 도시하며, 이 충전 위치에서 충전 개구(15)는 살균 충전 공간(31) 아래에 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가열성 플레이트(23)는 몰드의 이동 경로의 전체 영역이 커버되도록, 즉, 충전 개구(15)가 살균 충전 공간(31)에 진입할 때만 플레이트(23)의 영역을 이탈하도록 충전 위치에 도달하는 몰드(6)의 이동 경로를 따라 충분히 연장한다.

이러한 충전 위치에 도달한 후에만, 가열성 플레이트(23)와 절단 엣지(21)는 전진된 작동 위치로부터 초기 위치까지 다시 후퇴되고, 초기 위치에서 절단 엣지(21)는 다음 압출 사이클에서 형성된 튜브(3)를 절단하기 위해 초기 위치에 있게 된다(도 5 참조).

압출된 튜브의 절단 공정에서 형성된 충전 개구가 그 형성의 순간으로부터 살균 충전 공간(31)에 의해 보호되는 충전 위치에 도달될 때까지 살균 배리어에 의해 커버되는 본 발명의 필수적인 특징은 그 전방측에 위치된 가열성 절단 엣지(21)를 구비하는 가열성 플레이트(23)의 실예에 의거하여 위에서 설명되었다. 다른 형상의 살균 배리어를 형성하는 가열성 구성 요소와 다른 종류의 절단 소자의 필수적인 사용이 또한 가능함을 주목해야 한다. 따라서, 예를 들면, 가열 와이어가 나이프형 절단 엣지(21) 대신에 제공될 수 있거나, 또는 플레이트(23)가 마이크로메터 범위의 개구를 갖는 가열성의 매우 밀접한 메시형 그리드(grid)로 대체될 수 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 적합하게는 앰플형의 소용적으로 구성된 다수의 용기를 동시에 제조하거나 또는 각 작동 사이클에서 압출되는 튜브로부터 독립적으로 제조되는 각각의 용기를 제조하기 위해 적용될 수 있다. 이 용기는 블로잉 성형에 의해 형성되거나, 또는 특히 매우 소용적의 경우엔 진공 성형에 의해 형성될 수 있다.

Claims (13)

1. 가소성 플라스틱재의 하나 이상의 튜브(3)가 개방 몰드(6)로 압출되고, 상기 몰드(6)가 용기의 하부를 형성하기 위해 폐쇄될 때 상기 튜브(3)는 그 도입 단부에서 접합되며, 충전 개구(15)를 형성하기 위해 절단 소자에 의해 상기 몰드(6) 위의 상기 튜브(3)는 절단되고, 상기 충전 개구(15)를 갖는 상기 튜브(3)와 함께 상기 몰드(6)는 용기(12)가 상기 튜브(3)상에서 작용하여 팽창하는 압력 구배의 발생에 의해 몰드(6)에서 형성된 후에 상기 용기(12)가 채워지는 충전 위치로 이동되며, 상기 튜브(3)의 상기 충전 개구(15)는 상기 충전 위치로의 상기 몰드(6)의 이동 중에 살균 배리어(sterile barrier)에 의해 커버되는, 용기(12)를 제조하고 충전하기 위한 방법에 있어서,

   상기 살균 배리어는 상기 튜브(3)를 절단하는 상기 절단 소자와 함께 이동하는 가열성 플레이트(23)로 형성되고, 상기 가열성 플레이트(23)는 사멸 온도(germ-killing temperature)까지 가열되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열성 플레이트(23)는 150℃ 이상의 사멸 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 절단 소자는 상기 가열성 플레이트(23)에 매우 인접한 절단 엣지(21)의 형태인 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 가열성 플레이트(23)는 그 선단 엣지에 장착된 상기 튜브(3)를 절단하기 위한 상기 절단 엣지(21)와 함께, 상기 플레이트(23)가 상기 충전 위치로 도입되는 몰드(6)의 이동 경로 위에 배치되는 방향으로 후퇴된 초기 위치로부터 작동 위치까지 이동하므로, 상기 충전 개구(15)는 상기 충전 위치로의 이동 경로 전체에 걸쳐서 상기 가열성 플레이트(23)에 의해 커버되고,

   상기 가열성 플레이트(23)와 상기 절단 엣지(21)는 상기 몰드(6)가 상기 충전 위치에 도달한 후에 상기 작동 위치로부터 상기 초기 위치로 다시 이동되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열성 플레이트(23)는 170℃ 내지 200℃ 범위의 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소성 플라스틱재의 하나 이상의 튜브(3)가 다수의 용기(12)를 동시에 제조하기 위해 다중 부분(multipart) 몰드(6)로 압출되고,

   상기 튜브(3)는 상기 절단 엣지(21)에 의해 함께 절단되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 블로우(blow) 몰드(6)가 상기 몰드로서 사용되고, 상기 튜브(3)상에서 작용하고 상기 용기(12)를 형성하기 위해 상기 튜브를 팽창시키는 압력 구배(gradient ; 기울기)는 송풍 공기의 운반에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(3)상에서 작용하고 상기 용기(12)를 형성하기 위해 상기 튜브를 팽창시키는 압력 구배가 상기 튜브(3)의 외부와 상기 몰드 벽들 사이에서 발생된 부압에 의해 형성되는 몰드가 사용되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 방법.
9. 가소성 플라스틱재의 하나 이상의 튜브(3)가 몰드(6)로 압출되고, 상기 몰드의 성형 벽들(5)이 용기 하부를 형성하기 위해 상기 성형 벽들(5)에 있는 경사 엣지(7)에 의해 상기 튜브(3)의 돌출 단부를 접합하기 위해서 폐쇄되는 가동성 성형 벽들을 갖는 하나 이상의 몰드(6)와, 상기 튜브(3)상에서 작용하고 상기 성형 벽들에 상기 용기(12)를 형성하기 위해 팽창하는 압력 구배를 생성하기 위한 수단과, 상기 몰드(6) 위의 상기 튜브(3)의 절단에 의해 충전 개구(15)를 형성하기 위해 후퇴된 초기 위치(도 3)와 작동 위치(도 4) 사이에서 이동하는 가열성 절단 소자, 및 상기 용기(12)를 상기 충전 개구(15)를 통해서 충전하기 위해 상기 몰드(6)를 상기 충전 위치로 이동시키기 위한 변위 수단을 포함하고, 상기 절단 소자가 상기 충전 위치에 도입되는 상기 몰드(6)의 이동 경로 위에서 상기 작동 위치에 있을 때에 배치되는 치수를 갖고 상기 충전 개구(15)를 커버하는 위치에 제공되는 살균 배리어를 또한 포함하는, 용기(12)를 제조하고 충전하기 위한 장치에 있어서,

   상기 절단 소자로서 작용하는 절단 엣지(21)와 함께 이동가능한 가열성 플레이트(23)가 상기 살균 배리어로서 제공되고, 상기 가열성 플레이트(23)는 사멸 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 절단 엣지(21)는 상기 가열성 플레이트(23)의 돌출 엣지에 매우 인접하게 장착되어서 가열되고, 상기 가열성 플레이트(23)는 상기 튜브(3)의 절단 중에 상기 후퇴된 초기 위치로부터 상기 이동 경로를 가로질러서 연장하는 방향으로 상기 몰드(6)의 이동 경로를 커버하는 작동 위치까지 이동하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 가열성 플레이트(23)는 그 내부에 매립되는 가열 장치와, 상기 가열 장치를 제어하기 위한 하나 이상의 온도 측정 센서(27)를 갖는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 가열성 플레이트(23)는 다층으로 구성되고, 그 넓은 측면상에 위치되는 하나 이상의 외부층은 스테인레스 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 및 충전 장치.
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