KR101237957B1 - 연질피막 수소보관용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수소보관용기는 물에는 녹으나 유기용매에는 잘 녹지 않는 연질피막으로 조성된 용기에 수소가스를 밀봉한 것이다. 용기 피막의 두께는 0.7 ~ 1.0mm, 이음부의 두께는 0.6 ~ 0.95mm 그리고 복원된 노즐삽입구의 두께는 0.7 ~ 1.0mm인 것이다. 연질피막을 형성하는 재료는 일반젤라틴, 호박산 젤라틴, 글리세린, 전분, 가소제 또는 연화제로서 솔비톨, 솔비탄, 또는 솔바이트계열, 폴리글리시톨 시럽, 슈크로오스, 만니톨, 자일리톨, 말토오스, 환원맥아당 시럽, 말티톨, 폴리에틸렌글리콜, 중에서 선택한 하나 또는 2이상의 혼합물로 조성되고, 정제수, 흑색산화철, 적색산화철 등에서 하나 이상을 선택하여 피막의 기제로 사용하는 것이다.

Description

연질피막 수소보관용기 및 그 제조 방법{Soft Membrane Gases Container and Method for making thereof}

본 발명은 연질피막 수소보관용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히 물이 묻으면 용기의 기밀이 서서히 파괴되어 내부에 있는 기체가 외부로 새어 나오도록 한 연질피막을 재료로 하는 용기에 기체와 소량의 유지가 내장된 수소보관용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

경구로 복용하는 건강식품이나 의약품들의 보관 포장용으로 사용되는 캅셀은 널리 사용되고 있으며, 그 제조방법과 재질들에 관하여는 공지되어 있다.

이러한 캅셀은 분말이나 액체를 보관하는 용도로 사용되고 있어서, 대체로 그 용기는 얇고 강도가 강하지 않은 재질로 되어 있다. 그래서 용기의 내부와 외부의 기밀이 꼭 필요한 요소가 아닌 경우가 많다.

인체의 건강과 관련하여 요즈음 수소의 역할에 주목하고 있다. 활성산소가 과다하게 되면 인체에 해롭다는 것이 널리 알려져 있고, 수소를 많이 함유한, 일명 수소 풍부 수는 암이나 당뇨병 등 성인병 예방 및 치료효과가 탁월한 것이 발견되어 최근 국내외에서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또 수소를 풍부하게 함유하는 물이, 각종 질병의 원인이 된다는 활성산소를 소거하여 활성산소의 산화작용을 억제하는데 유효하다는 학설이 최근에 의학계에서 많은 주목을 받고 있다.

종래의 정수기에 기포발생기와 세라믹봉을 부착하여 수소를 발생시키는 수소풍부수 공급 냉,온정수기가 대한민국 특허공보 특10-0552003에 소개돼 있다.

또한, 페트병에 담긴 음료수와 마그네슘입자를 반응시켜서 수소가스를 발생시켜 음료수를 수소를 풍부하게 함유하는 수소풍부수로 바꾸고 은입자에 의하여 음료수를 정화하는 수소풍부수 생성방법 및 수소풍부수 생성기가 대한민국 특허공보 특10-0529006에 소개돼 있다.

전기분해를 이용한 수소환원수기와 기포발생기는 정수기가 설치되지 않은 곳에서는 사용할 수가 없고 전원이 필요하므로 사용범위와 보급성 측면에서 많은 제한을 받는 어려움이 있고, 세라믹봉의 칼슘은 물과 반응하여 생성되는 금속수산화물의 용해에 한계가 있으며, 한편 음료수에 마그네슘입자를 반응시켜서 수소풍부수를 만드는 수소풍부수생성기는 특수하게 제작된 페트병의 음료수에 마그네슘입자가 든 자루체(수소스틱)를 주기적으로 투입해야 하고, 페트병과 자루체의 위생관리가 까다로운 점이 있으며 수소풍부수를 음용할 수 있는 장소와 시간의 제약을 받는 어려움이 있다.

수소를 화합물 형태로 경구 투여하기 위한 아이디어로는 지은상 저 "이제는 수소시대"라는 저서에 의하면, 일본에서 칼슘염을 고압 하에서 분말화하여 캅셀에 넣은 형태가 소개돼 있고, 오이가와 다네아끼 저 "수소의 가능성"에서 마이너스 수소이온을 칼슘화합물로 소성하여 캅셀에 넣은 형태가 소개돼 있다. 그러나 칼슘염을 고압 하에서 분말화한 캅셀은 강알칼리(PH12.2)와 알루미늄의 검출로 유해성에 대한 검증이 없으며, 마이너스 수소이온을 수소화칼슘 형태의 화합물로 소성한 수소보존체는 금수성물질로서 취급에 관한 안전성과 인체 내에서의 유해성 여부 및 이론적인 검증이 안된 상태이다.

또 영양제를 복용하기 쉽게 하기 위하여 연질캅셀을 사용하는 경우도 많다.

종래의 연질캡슐제는 주성분과 부형제를 혼합하거나, 계면활성제를 이용한 가용화를 통해 충전 가능한 내용액을 조제한 뒤, 내용액 충전 시 필름의 두께를 일반적으로 0.60∼0.80mm로 제조하여 성형 공정을 따라 연질캡슐로 제조하며, 경구로 투입되어 위장이나 장에서 흡수되는 약물 전달 시스템이 일반적으로 사용되고 있다.

연질캡슐은 주로 젤라틴으로 만들어 지는데, 용융된 젤라틴을 스프레더 박스(Spreader Box)에 넣은 후, 스프레더 박스에서 원하는 두께로 회전 드럼롤러 상에 용융 젤라틴을 시트의 형태로 펼쳐지게 도포하면서 한 쌍의 다이롤러 사이를 통과시켜 캡슐의 형태로 성형하는 것이 일반적이다.

2006년11월23일 공고된 등록번호 10-0647034 호 특허공보에는 "연질캡슐 및 그의 제조 방법"이 공개되어 있고, 최근에 공개된 연질 캅셀을 제조하는 장치로서 2009년 9월 11자 공고된 등록 20-0445951 고안이 있다.

이 고안의 장치는 스프레더 박스와 냉각드럼을 구비하는 시트 성형유닛, 다이롤러와 원액배출노즐을 구비하는 캅셀 성형유닛과, 성형된 캅셀을 회수하는 캅셀 회수유닛을 포함하여 구성되고, 젤라틴 연질캅셀은 용융된 젤라틴을 스프레더 박스에 넣어 원하는 두께로 회전 드럼롤러상에 용융된 젤라틴을 시트의 형태로 펼쳐지게 하여 한쌍의 다이롤러 사이를 통과시키면서 내용물 원액 배출노즐에서 내용물을 주입하면서, 젤라틴시트를 절단, 접합함으로써 캅셀이 제조된다.

이러한 종래의 연질캅셀은 주로 고체 또는 액체 내용물을 포장하는 용기로서 사용되었고, 또 이러한 고체분말 또는 액체(예: 오메가쓰리)를 포장하여 경구 복용하기 쉽도록 하는데 이용되었다.

본 발명은 수소가 인체에 흡수되도록 하기 위하여 순수한 수소가스를 포장하여 경구투여할 수 있도록 하고, 경구투여된 수소가 일정한 시간 후 장에 도달할 즈음에 용기에서 새어나와 우리 몸에 흡수되도록 하는 기술을 개발하기 위한 것이다.

본 발명은 기체 보관용 캅셀과 그 제조방법 및 캅셀에 내용물을 포장하는 방법과 관련하여 종래 기술의 문제점들을 해결하여, 장소와 시간에 제약을 받지 않고 수소를 경구투여할 수 있는 수소보관용기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 기체보관용캅셀, 즉 물에 의하여 캅셀용기가 녹아서 기밀이 서서히 파괴되어 내부에 있는 기체가 외부로 새어 나오도록 한 기체 보관용기을 제공하려는 것이다.

본 발명은 기체를 포장하는 방법과 캅셀에 기체를 포장하는 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 캅셀의 재질로서 보다 열량이 작은 재료를 사용하고, 연질 재료를 사용하여 용기당 저장능력을 높임으로써, 섭취하는 수소가스 대비 섭취하는 열량을 줄일 수 있는 수소보관용기의 제조와 그에 따르는 수소보관용기에 수소를 충전하고 밀봉하는 수소보관용기 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 연질피막 수소보관용기는, 물에는 녹으나 유기용매에는 잘 녹지 않는 연질피막으로 조성된 용기에 가스가 밀봉되는 것으로서, 물에는 녹으나 유기용매에는 잘 녹지 않는 연질피막으로 조성된 연질피막용기와, 상기 연질피막용기 내에 봉입된 수소가스 또는 일산화질소와 수소가 혼합된 수소가스와, 상기 연질피막용기 내에 봉입된 소량의 유지와, 상기 연질피막용기에 수소가스를 봉입하기 위한 노즐삽입으로 인해 뚫린 구멍이 수소가스 봉입 후 밀봉되어 기밀이 복원된 노즐삽입구를 포함한다.
본 발명의 연질피막 수소보관용기는, 연질피막 용기는 대기압의 압력변화를 고려하여 건조한 피막의 두께를 0.7 ~ 1.0mm로 형성하고, 용기의 이음부의 두께는 0.6 ~ 0.95mm로 형성하고, 그리고 복원된 노즐삽입구의 두께는 0.7 ~ 1.0mm로 형성하는 것이 특징이다.
본 발명에서 연질피막을 형성하는 재료는, 일반젤라틴, 호박산 젤라틴, 글리세린, 전분, 가소제 또는 연화제로서 솔비톨, 솔비탄, 또는 솔바이트계열, 폴리글리시톨 시럽, 슈크로오스, 만니톨, 자일리톨, 말토오스, 환원맥아당 시럽, 말티톨, 폴리에틸렌글리콜, 중에서 선택한 하나 또는 2이상의 혼합물로 조성되고, 정제수, 흑색산화철, 적색산화철 등에서 하나 이상을 선택하여 피막의 기제로 사용하는 것이 특징이다.
본 발명에서 용기 내에 봉입되는 수소가스가 용기 내 부피의 70 ~ 97%를 차지하고, 상기 유지가 용기 내 부피의 3 ~ 30%를 차지하며, 상기 유지는 대두유, 홍화유, 정제어유, 정제가공유, 참기름, 고추씨유, 소맥배아유, 포도씨유, 올리브유, 채종유, 달맞이꽃종자유, 과일향오일, 중에서 하나 이상을 선택한 것이 특징이다.
본 발명의 연질피막 수소보관용기 제조 방법은, 연질피막의 내부에 유지가 밀봉된 연질피막 임시 용기를 만드는 단계, 임시 용기에 수소가스를 충전하기 위한 충전노즐을 삽입하여 임시 용기 내의 유지를 인출하고, 수소가스를 주입하는 단계, 수소가스를 충전하기 위한 상기 충전노즐을 용기의 밖으로 빼어내고, 상기 충전노즐에 의하여 임시 용기에 뚫린 노즐삽입구를 그라우팅물질로 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법에서 상기 충전노즐은 주사 바늘같이 끝이 뾰족한 것이고, 임시용기 내의 유지를 인출할 때 유지를 모두 인출하지 아니하고 임시 용기 내 부피의 3 ~ 30%되는 양을 남기는 것이 특징이다.

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본 발명에 의하면 물이 접촉하여 기밀이 파괴되는 초소형 용기에 기체를 충진하고 복용함으로써 체내로 기체를 운반할 수가 있다.

본 발명의 수소보관용기를 일반 음용수와 함께 경구 투여하거나 음용수에 용해시켜서 마시면 생체의 내부에 수소가스를 공급할 수가 있다.

본 발명은 수소를 섭취할 수 있는 장소와 시간의 제약으로부터 벗어날 수 있다.

본 발명의 장치와 방법으로 수소보관용기를 제조하면, 수소가스의 섭취량을 쉽게 조절할 수 있고, 발생되는 활성산소량 대비 활성수소를 공급을 적절히 조절할 수 있으며, 종래의 방법보다 저렴한 가격으로 보급할 수 있게 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 연질피막 수소보관용기를 수소보관용기로 사용할 경우, 용기당 수소가스 저장능력이 현저하게 향상됨으로써 경제성을 높이고, 외부온도에 대응되는 신축성이 향상되고, 섭취열량을 줄일 수는 효과가 있다.

본 발명은 체내에서 수소를 생성하기 위하여 소성된 금속류나 금수성물질을 섭취하여 금속수산화물을 발생하게 하는 종래의 방법을 사용하지 않고도 인체에 무해한 수소의 체내 공급량을 확대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 연질캅셀(연질피막 수소보관용기)의 단면도 및 정면도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 수소 주입 및 밀봉 방법을 설명하기 위한 공정설명도이다.
도 4는 본 발명의 기체 충전시스템의 개략적 블록도이다.

본 출원인은 특허 10-2009-0127113 호로 "기체보관용기, 수소밀봉방법, 및 수소충전장치"를 출원한 바 있다.

여기에 명세서의 간략화를 위하여 그 내용을 간단히 설명하지만, 전체명세서를 여기에 인용한다.

위 선출원의 발명은 경질의 기체보관용기로서, 보관하는 기체를 통과시키지 않고, 물에 접촉되어 용해되는 재질로 만들어지고, 기체를 보관하기 위하여 밀폐된 빈공간을 내부에 가진 초소형 용기로서, 용기에 물이 묻으면 용기의 기밀이 서서히 파괴되어 내부에 있는 기체가 외부로 새어 나오도록 만들어진 것이다. 이본 기체 보관 용기는 원통의 내부와 외부에 가해지는 압력을 고려하여 대기압의 압력변화에 견딜 수 있는 것이다.

그 용기는 연질사탕, 무정형 경질사탕, 무설탕 경질사탕의 재료로 사용되는 설탕, 맥아당, 조청 등의 당류와, 전분, 말티톨, 만니톨, 소르비톨, 이소말트, 자일리톨 등의 탄수화물 시럽 혼합물과 폴리올(Polyols)의 혼합물, 등에서 하나 또는 그 이상의 혼합물로 조성된 것이고, 필요에 따라 젤라틴, 글리세린, 철(Ferrous fumarate), 비타민C, 비타민E, 폴리페놀(Polyphenol), 카로틴(Carotene), 칼슘, 수소화칼슘, 등에서 선택한 하나 이상의 첨가물을 첨가하는 것이고, 보관되는 기체는 수소가스이다.

또 수소를 초소형용기에 충진하여 밀봉하는 방법은, 기체보관용기를 열에 녹는 용기재료를 사용하여, 수소가 충진될 공간에 수소충전노즐을 일측에서 내부로 삽입한 상태로 임시용기를 성형하는 임시용기 성형단계, 소정의 수소충전공간 만큼의 길이를 제외한 부분에 열압착밴드를 장착하고 임시용기의 내부의 공간에 있는 공기를 수소충전노즐을 통하여 뽑아낸 후, 수소를 대기압 이하로 충전하는 단계, 수소충전노즐을 열압착밴드 단부로 후퇴시키고, 열압착밴드에 열을 가하고 밴드를 조여서 임시용기 입구를 밀봉하는 단계, 그리고, 수소충전노즐을 임시용기의 밖으로 완전 후퇴시키고, 밀봉된 곳을 마감처리하는 단계를 포함하는 것이다.

임시용기의 용기재료는 설탕, 맥아당, 조청 등의 당류와, 전분, 말티톨, 만니톨, 소르비톨, 이소말트, 자일리톨 등의 탄수화물 시럽 혼합물과 폴리올(Polyols)의 혼합물, 등에서 하나 이상을 선택하고, 젤라틴, 글리세린, 철(Ferrous fumarate), 비타민C, 비타민E, 폴리페놀(Polyphenol), 카로틴(Carotene), 칼슘, 수소화칼슘, 등에서 선택한 하나 이상의 첨가물을 옵션으로 첨가하여 매세큐트를 만들고, 이것을 주형틀에 넣어 성형하는 것이다.

이러한 용기에 물이 묻으면 용기의 기밀이 서서히 파괴되어 내부에 있는 기체가 외부로 새어 나오도록 만들어진 것인데, 이것을 복용하면 적당한 시간에 기밀이 파괴되어 기체가 스며 나오게 된다.

그러나, 사탕류를 재료로 하여 만들어지는 경질의 기체보관용기는 인체에 무해하고, 충전과 밀봉이 용이하고, 물에 용해되는 시간은 짧으나 용기의 두께로 인하여 단위 용기당 저장하는 기체의 량을 결정하는 내용적에 제한을 받고, 사탕으로 인한 열량 때문에 일일 섭취량에 제한을 받는 점등을 개선할 필요가 있었다.

그래서 기체보관을 위한 용기를 더욱 개량하여 경질이 아닌 연질의 기체보관용기를 제공하려는 것이다.

이하에서 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예들을 설명한다.

본 발명의 연질피막의 임시 기체 보관 용기에 제조에 사용되는 재료는, 통상의 연질캅셀 제조에 사용되는 것으로서, 천연 콜라겐에서 추출한 일반 젤라틴, 아미노기가 카복실기로 치환되어 붕해 안정성을 높여주는 호박산(succinic acid) 젤라틴, 글리세린, 농글리세린, 전분, 가소제 혹은 연화제로서의 솔비톨 솔비탄 또는 솔비이트 계열, 폴리글리시톨 시럽, 슈크로오스, 만니톨, 자일리톨, 말토오스, 환원맥아당 시럽, 말티톨, 폴리에틸렌글리콜 등에서 1종 또는 그 이상의 혼합물로 조성하고, 정제수, 흑색산화철, 적색산화철에서 1종 또는 그 이상의 종을 선택하여 혼합하고, 팽윤, 용해, 탈포하여 피막의 기제(gel mass)를 조제한다.

연질피막 임시용기 내부의 내용물은 용기가 제조된 후에 수소가스로 치환될 것이기 때문에 피막의 필름과 내용물 간에 계면활성제 없이도 안정을 줄 수 있는 물질로서 유지를 사용한다. 기제 유지로서는 대두유, 홍화유, 정제어유, 정제가공유, 참기름, 고추씨유, 소맥배아유, 포도씨유, 올리브유, 채종유, 달맞이꽃 종자유, 괴일향오일 등에서 선택된 1종 또는 그 이상의 유지인 것이다.

연질피막 임시용기를 만드는 방법은 종래의 제조방법과 같이, 두장의 필름 기제의 중앙에 내용물을 넣고 타원형으로 두 필름을 접착하여 내용물을 내장 밀봉한 임시 연질캅셀을 만든다.

통상의 로타리식 자동충전기(성형기)에서 필름 두께가 균일한 필름을 만들어 약 12 ~ 20 ^oC, 약 20 ~ 30%의 상대습도인 냉풍으로 냉각하여 겔화 시킨 다음 성형기로 이송한다. 내용물을 소정의 량씩 충전기를 통하여 충전시킨다.

충전기의 스프레드박스(spread box)의 양끝 쪽에 있는 필름을 균일하게 견인하고, 다이롤(die roll)의 기계적인 압력과 전기적인 열(35 ~ 40^oC)에 의하여 필름의 양측을 봉합하여 접착시킴으로써 봉합된 피막 필름의 접착부(seam)에서 내용물의 누액이나 수분의 평형을 잃어 성상의 변형을 가져오지 않도록 한다.

실시 예 1

도 1의 연질피막 수소보관용기의 단면도에 도시된 바와 같이, 종단면도는 타원형이 되고 횡단면도는 원형이 되는 럭비볼과 같은 외형을 가진다. 본 발명의 수소보관용기는 연질피막을 캅셀모양으로 만들어 소정 압력의 수소가스(7)를 내용물의 기제로 하고 소량의 유지 잔량(58)이 저장된 연질피막 수소보관용기(51)이다. 이것은 그 외부에 경질캅셀로 보호하도록 경질캅셀 내부에 소정의 공간을 두고 수용될 수 있는 구조로 하여도 된다.

연질피막 수소보관용기(51)는 용기의 외부(52), 용기의 내부(53), 용기의 이음부(54)와 수소충전 시 손상된 경판부분이 복원된 노즐삽입구(57)가 형성되어 있고, 용기의 내부(53)에는 대기압의 2배를 초과하지 않는 수소가스(7)와 3 ~ 30%의 유지잔량(58)이 저장되어 있는 구조로 되어 있으며, 용기의 외부길이(55:L)와 용기의 외부직경(56:D)은 경구투입이 가능한 규격으로 제조된 것이다. .

연질피막 수소보관용기의 붕해시간은 경질캅셀로 보강할 것이면 12분 이내가 되도록 하고, 연질캅셀 단독으로 복용할 것이면 30분 이내로 하며, 규격은 수소보관용기의 내부와 외부에 가해지는 압력을 고려하여 장력(tension) 혹은 탄성(elasticity)은 소정압력의 1.1배에 견딜 수 있게 하기 위하여, 성형시 연질피막 임시용기(61)의 피막 두께는 0.8 ~ 1.1mm로 하고, 통상의 방법으로 냉각 건조한 후의 두께는 0.7 ~ 1.0mm가 되게 한다. 용기의 이음부(54)의 두께는 냉각 건조 후 기준으로 0.6 ~ 0.95mm가 되게 하고, 복원된 노즐삽입구(57)의 두께는 냉각 건조 기준으로 0.7 ~ 1.0mm가 되게 한다.

실시 예2;

본 발명의 수소보관용기를 제조하는 방법은, 연질피막 수소보관용기의 성형공정과 수소가스를 충전하고 밀봉하는 과정으로 되어 있다.

연질피막 임시용기(61)의 성형공정에서는, 종래의 기술과 같이 내부에 유지를 밀봉한 연질캅셀을 제조하고, 연질캅셀의 내부 유지를 배출시키고 수소가스를 봉입하는 공정은 도 2의 순서도에 나타낸 바와 같이 한다.

본 방법은 먼저 도2의 a)와 같이, 수소가스를 초소형 연질피막 임시용기(61)에 충전하여 밀봉함으로써 연질피막 수소보관용기(51)를 제조하는 공정을 실시하는데, 통상의 연질캅셀 제조에 사용되는 연질피막의 성분에 소정의 두께를 부여하여 장력과 탄성을 보강하고, 유지내용물(62)을 내부에 충전하고 봉합한 용기의 이음부(54)를 가진 연질피막 임시용기(61)를 만든다.

다음에는 도2의 b)와 같이 임시용기(61)가 수직으로 위치한 상태에서 용기의 하부 경판부에 있는 용기의 이음부(54)에 수소충전노즐 삽입구(63)를 정하고, 노즐의 삽입구(63)를 통하여 아래로부터 상 방향으로 날카로운 주사바늘 형의 수소충전노즐(64)을 임시용기 (61) 내부에 유지 깊이 중앙 부위에 해당하는 길이로 삽입한다.

이어서 도2의 c)에서 보인 바와 같이, 수소충전노즐 삽입구(63)의 기밀을 확인한 후 수소충전노즐(64)을 내부에 유지 잔량의 깊이에 해당하는 길이로 이동하면서 임시용기(61) 내부의 유지 내용물(62)을 수소충전노즐을 통하여 펌핑해서 배출하고, 수소가스를 충전한 후에 잔류하는 임시용기내의 유지 잔량(58)이 3 ~ 30% 용기의 바닥에 깔려 있는 상태가 되게 한 후, 수소가스(7)를 소정의 압력까지 충전한다. 이때 충전압력은 대기압의 2배를 초과하지 않도록 한다.

다음에는 도 3의 d)와 같이, 수소충전노즐(64)을 임시용기(61)의 충전노즐 삽입구(63)를 통하여 완전히 밖으로 후퇴하면서 유지 잔량(58)에 의하여 자체에서 형성되는 기밀유지 막과 피막 자체의 탄력에 의하여 손상된 노즐 삽입구(65)에 잠정적으로 기밀이 유지되게 한다.

그리고 도 3의 e)와 같이, 임시용기(61)의 임시로 기밀이 유지되고 있는 상태에서 그라우팅 노즐(66)에 의하여 연질 피막의 재료를 손상된 노즐삽입구(65)에 주입하면서 소정의 주입압력과 전기적인 온도(35 ~ 45^oC)의 온도에 의하여 그라우팅(grouting) 처리하여 접착이 되게 한다.

그래서 도 3의 f)과 같이, 내부에 수소가스와 유지잔량이 밀봉된 연질피막 수소보관용기(51)가 제조되어 보호용 경질캅셀의 내부에 수용될 수 있는 준비가 완료된 상태가 된다. .

본 발명에서 수소충전을 하기위한 시스템으로는 선 출원 특허10-2009-0127113에서 사용한 것을 약간 수정하여 사용하면 된다.

도 4는 본 발명의 수소가스 충전시스템의 개략도로서, 수소충전노즐부와 연결된 수소충전 망형배관과 펌핑유지망형배관이 분리 사용되는 경우로서, n개의 수소충전노즐(64)과 보조장치들로 구성된 수소충전노즐부(31)와, n개의 펌핑유지분리밸브(45)들에 의하여 수소충전노즐부(31)와 수소충전 망형배관(32)이 분리되고 수소충전노즐부(31)과 연결된 펌핑유지망형배관(46)에 연결된 유지펌프(41)와 펌핑유지제어밸브(42) 등을 구비한 유지펌핑부와, n개의 펌핑유지분리밸브(45)들에 의하여 수소충전노즐부(31)와 수소충전망형배관(32)에 연결된 수소가스공급부와, 수소충전망형배관(32)에 수소가스공급부와 함께 병렬로 연결된 질소가스공급부를 포함하여 이루어지고, 배관 내의 유지를 배출하는 유지배출밸브(44)와 배관내부의 가스를 퍼지하는 공급가스배기밸브(43)를 구비한 수소가스충전시스템이다.

이러한 수소가스 충전시스템에 있어서, 수소충전과정을 개략적으로 설명하 면 다음과 같다.

먼저 수소가스 충전을 위한 임시용기, 유지가 내부에 밀봉된 임시용기를 수소충전노즐부에 장전하고, n개의 펌핑유지분리밸브(45)들을 닫아서 수소충전노즐부가 수소충전 망형배관(32)과 분리된 상태에서, 펌핑유지제어밸브(42)를 닫고 유지배출밸브(44)를 열고 유지펌프(41)를 가동하여 유지펌프 입구라인의 유지를 배출한 다음에, 유지펌프를 운전상태로 유지하면서 유지배출밸브(44)를 닫고 펌핑유지제어밸브(42)를 열어서 펌핑유지 망형배관(46)과 수소충전노즐부(31)의 n개의 수소충전노즐(64)들과 연질피막 수소보관용기(51)들에 있는 유지를 펌핑하여 배출한다. 이때 수소가스를 충전한 후에 잔류하는 임시용기 내의 유지 잔량(58)이 3 ~ 30%가 되도록 용기에 부착된 유지와 충전노즐(64)에 부착된 유지의 양이 적당하게 남아 있을 정도로 조절하는 것이 필요하다. 그래서 n개의 수소충전노즐(64)들의 내부와 그 통로에 유지가 어느 정도 남아 있도록 펌프 임구의 압력이 소정의 부압 크기에 도달하면 펌핑유지제어밸브(42)를 닫고, n개의 펌핑유지분리밸브(45)들을 열어서 수소충전노즐부가 수소충전 망형배관(32)으로 연통하게 한다. 이렇게 한 후, 수소가스공급부의 수소가스제어밸브(35)를 열어서 n개의 수소충전노즐(25)들이 소정의 압력에 도달할 때까지 수소가스공급원(33)으로부터 수소가스 압력조정기(34)와 필터(36)을 거쳐 수소가스를 충전한다. 소정의 수소가스충전이 완료되면 수소가스제어밸브(35)를 닫아서 수소가스 공급을 중단하고, 수소가스충전노즐을 후퇴시켜 임시용기로부터 빼어내고, 대신에 그라우팅노즐(66)을 임시용기의 노즐삽입구(65)에 연결하여 연질 피막의 재료를 소정의 주입압력과 온도(35~45^oC)로 손상된 노즐삽입구(65)에 주입하면서 그라우팅(grouting) 처리를 하여 접착한다. 이렇게 하면 내부에 수소가스와 유지 잔량이 밀봉된 연질피막 수소보관용기(51)가 제조되어 보호용 경질캅셀의 내부에 수용될 수 있는 준비가 완료된 상태가 된다.

질소가스공급부의 질소가스는 정비시나 비상시에 충전시스템의 내부를 퍼지하고자 할때에 사용하기 위한 것으로, 질소가스제어밸브(39)를 열어 질소가스공급원(37)으로부터 질소가스 압력조정기(38)와 필터(40)를 거쳐 질소가스를 공급한다. 질소가스는 설비 휴지시에 시스템내부의 질소 봉인용으로도 사용될 수 있으며 공급가스배기밸브(43)는 필요에 따라 열어 수소가스를 배기할 수도 있고 질소가스를 배기할 수도 있다.

연질피막 수소보관용기를 그대로 포장하여도 되지만, 운반시의 부주의로 인한 파손을 방지하고, 또 수소보관용기를 음용수와 함께 경구에 투입하여 인체의 장내에서 일정시간 후에 용해되도록 하기 위하여 경질갑셀로 한번더 포장하는 것이 좋다. 그래서 질소가스 분위기 하에 종래의 경질캅셀의 하부에 수소가스가 충전된 연질피막수소보관용기를 넣고 경질캅셀의 상부를 씌운 다음 경질캅셀의 하부와 상부가 겹치는 부분인 경질캅셀의 접착부를 접착처리 하면 수소보관용기의 제조가 끝난다.

경질캅셀은 종래의 제조방법에 따르나 과립형이나 분말을 수용하는 통상의 의약품용 경질캅셀 보다는 공기에 대한 기밀성과, 내습성과 인장강도를 높이기 위하여 캅셀의 상부와 하부가 겹치는 접착부의 면적을 최대한 크게 하고 접착부의 위치는 외부 충격으로부터 보호하기 위하여 경질캅셀의 중앙부로 하는 것이 좋다.

경질캅셀은 수용성 셀룰로오스 유도체 및 겔화제 등을 재료로 하거나, 젤라틴( Gelatin)에 폴리에칠렌글리콜(PEG), 글리세린 등을 재료로 하거나, 나노은 코팅의 추가도 가능할 수 있으며, 고온에서 점도가 높고 37 ^oC로 가온한 정제수에 용해 상태 시험을 하여 15분 이내에 용해될 수 있는 것으로 선택한다.

수소가 충전된 수소보관용기의 포장방법을 선택함에 있어서, 내부에 저장된 수소가스의 양은 작지만 장기 저장과 화재로부터의 안전을 고려하여 종래에 개발된 포켓형의 의약품포장구조물에서, 알루미늄 층을 중심으로 나일론 층과 고밀도폴리에칠렌(HDPE), 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리염화비닐(PVC) 중 하나를 아래위로 합지하고 열 펀칭하여 개구형의 돔부가 성형된 상부필름을 형성한 후, 돔부에 상기 수소보관용기을 넣고, 알루미늄 호일층(Press through pack foil)을 하부필름으로 하여 밀착시키고, 비닐레진, 폴리우레탄수지 또는 열경화성 접착수지를 열융착하여 밀봉할 수 있는 것들 중에서 선택하고, .외부의 습한 공기, 일광 등의 침투에 대한 차단효과를 높이기 위하여 상부필름의 알루미늄층과 HDPE 사이에 건조공기층을 추가 한 것을 사용할 수도 있다.

수소보관용기의 포장구조물들을 장기저장 내지 운반을 하기 위하여서는 소형이고 압착밀봉형인 알루미늄팩을 사용하고 단열처리가 된 알루미늄팩이면 더욱 바람직하다.

41; 유지펌프, 42; 펌핑유지 제어밸브, 44; 유지배출밸브(드레인밸브),
45; 펌핑유지 분리밸브, 46; 펌핑유지 망형배관,
62; 수소가스, 51; 연질피막 수소보관용기, 52; 용기의 외부,
53; 용기의 내부, 54; 용기의 이음부, 55; 용기의 외부길이,
56;용기의 외부직경, 57; 복원된 노즐삽입구, 58; 유지잔량
61; 연질피막 임시용기, 62; 유지 내용물, 63; 수소충전노즐 삽입구,
64; 수소충전노즐, 65; 손상된 노즐삽입구, 66; 그라우팅노즐.

Claims (6)

1. 물에는 녹으나 유지에는 녹지 않는 연질피막으로 조성된 연질피막용기와,
   상기 연질피막용기 내에 봉입된 수소가스와,
   상기 연질피막용기 내에 봉입된 소량의 유지와,
   상기 연질피막용기에 수소가스를 봉입하기 위한 노즐삽입으로 인해 뚫린 구멍이 수소가스 봉입 후 밀봉되어 기밀이 복원된 노즐삽입구를 포함하는 연질피막 수소보관용기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연질피막 용기는 대기압의 압력변화를 고려하여 건조한 피막의 두께를 0.7 ~ 1.0mm로 형성하고, 용기의 이음부의 두께는 0.6 ~ 0.95mm로 형성하고, 그리고 상기 기밀이 복원된 노즐삽입구의 두께는 0.7 ~ 1.0mm로 형성하는 것이 특징인 연질피막 수소보관용기.
3. 청구항 1에 있어서,
   연질피막을 형성하는 재료는 일반젤라틴, 호박산 젤라틴, 글리세린, 전분, 가소제 또는 연화제로서 솔비톨, 솔비탄, 또는 솔바이트계열, 폴리글리시톨 시럽, 슈크로오스, 만니톨, 자일리톨, 말토오스, 환원맥아당 시럽, 말티톨, 폴리에틸렌글리콜, 중에서 선택한 하나 또는 2 이상의 혼합물로 조성되고, 정제수, 흑색산화철, 적색산화철 등에서 하나 이상을 선택하여 피막의 기제로 사용하는 것이 특징인 연질피막 수소보관용기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 용기 내에 봉입되는 수소가스가 용기 내부 부피의 70 ~ 97%되는 부피를 차지하고, 상기 유지가 용기 내부 부피의 3 ~ 30% 되는 부피를 차지하며, 상기 유지는 대두유, 홍화유, 정제어유, 정제가공유, 참기름, 고추씨유, 소맥배아유, 포도씨유, 올리브유, 채종유, 달맞이꽃종자유, 과일향오일, 중에서 하나 이상을 선택한 것이 특징인 연질피막 수소보관용기.
5. 연질피막 수소보관용기 제조 방법에 있어서,
   연질피막의 내부에 유지가 밀봉된 연질피막 임시 용기를 만드는 단계,
   상기 임시 용기에 수소가스를 충전하기 위한 충전노즐을 삽입하여 임시 용기 내의 유지를 인출하되 유지의 일부를 남기고 수소가스를 주입하는 단계,
   수소가스를 충전하기 위한 상기 충전노즐을 용기의 밖으로 빼어내고, 상기 충전노즐에 의하여 임시 용기에 뚫린 노즐삽입구를 그라우팅 물질로 밀봉하는 단계를 포함하는 연질피막 수소보관용기 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 충전노즐은 끝이 뾰족한 것이고,
   상기 임시 용기 내의 유지를 인출할 때 유지를 모두 인출하지 아니하고 임시 용기 내에 임시 용기의 전체 부피에 대하여 3 ~ 30%되는 부피를 가진 유지를 남기는 것이 특징인 연질피막 수소보관용기 제조 방법.
   

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