KR101560582B1 - 공동 성형된 클로져, 1 방향 밸브 및 체적 가변형 저장 챔버를 가진 장치, 및 관련 방법 - Google Patents

공동 성형된 클로져, 1 방향 밸브 및 체적 가변형 저장 챔버를 가진 장치, 및 관련 방법 Download PDF

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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]

Abstract

장치는 공동 성형된 제 1 지지체, 밸브 커버 및 탄성 액추에이터를 갖는 제 1 부분과, 사출 성형된 제 2 지지체, 밸브 시트, 및 체적 가변성 저장 챔버 프리-폼을 갖는 제 2 부분을 포함한다. 상기 프리-폼은 상기 체적 가변성 저장 챔버를 규정하는 유연성 파우치 내로 블로우 성형된다. 1 방향 밸브는 축 연장의, 마주보는 제 1 마진부를 규정하는, 반원의, 곡선으로 이루어진, 비교적 단단한 벨브 시트와, 상기 마주보는 제 1 마진부들 사이에서 각 연장된, 축 연장 제 1 중간부를 포함한다. 유연성 밸브 부재가 상기 밸브 시트 위에 겹쳐져서 축 연장의, 마주보는 제 2 마진부들을 규정하고, 상기 제 2 마진부들은 상기 밸브 시트의 상기 각각의 제1 마진부들 상 또는 제 1 마진부들에 근접하게 고정 결합된다. 상기 유연성 밸브 커버와 밸브 시트는 그 사이에 정상적으로 닫히는, 축 및 각 연장 밸브 심을 형성한다.

Description

공동 성형된 클로져, 1 방향 밸브 및 체적 가변형 저장 챔버를 가진 장치, 및 관련 방법 {DEVICE WITH CO-MOLDED CLOSURE, ONE-WAY VALVE AND VARIABLE-VOLUME STORAGE CHAMBER, AND RELATED METHOD}
본원은, 본 개시의 일부로서 전체가 참조로 표시적으로 결합된, 발명의 명칭이 “공동 성형된 클로져, 1 방향 밸브 및 체적 가변형 저장 챔버를 가진 장치, 및 관련 방법”인 2009년 10월 9일자로 출원된 미국가출원번호 61/250,363호를 우선권 주장한다.
본 발명은 1 방향 밸브들 및 체적 가변형 저장 챔버들을 갖는 장치들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 새롭고 개선된 1 방향 밸브들, 1 방향 밸브들 및/또는 체적 가변형 저장 챔버들을 포함하는 장치, 및 관련 방법들에 관한 것이다.
1 방향 밸브들 및 체적 가변형 저장 챔버들을 포함하는 선행기술의 장치들은 1 방향 밸브들, 클로져들(closures), 체적 가변형 저장 챔버들, 및 내부에 하나 이상의 그러한 부품들을 수용하기 위한 하우징들의 분리 제조를 요구한다. 그러한 선행 기술 장치들은 다수의 부품들의 분리 제조 및 조립을 요구하고, 일부 예들에서, 조립 전에 그러한 다수의 부품들의 살균을 요구한다. 그러한 장치들은 상대적으로 값이 비싸고, 그러한 장치들의 제조는 시간 소모가 많고 비싸다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기에서 언급된 선행 기술의 결점들 및/또는 단점들을 극복하는 데 있다.
제 1 양태에 따르면, 본 발명은 축 연장의, 마주보는 제 1 마진부들과, 상기 마주보는 제 1 마진부들 사이에서 각 연장된, 축 연장 제 1 중간부를 규정하는 비교적 단단한 반원의 밸브 시트를 포함하는 1 방향 밸브에 관한 것이다. 유연성 밸브 부재가 상기 밸브 시트 위에 겹쳐져서 축 연장의, 마주보는 제 2 마진부들을 규정하고, 상기 제 2 마진부들은 상기 밸브 시트의 상기 각각의 제1 마진부들 상 또는 제 1 마진부들에 근접하게 고정 결합된다. 상기 유연성 밸브 커버와 밸브 시트는 그 사이에 정상적으로 닫히는, 축 및 각 연장 밸브 심(seam)을 형성한다. 상기 밸브 심은 대략 그의 일측 말단에 입구를 규정하고, 대략 그의 또 다른 말단에 상기 입구에 대하여 각으로 이격된 출구를 규정한다. 상기 밸브 커버와 밸브 시트는 상기 입구에서 그 사이에 제 1 간섭도를, 상기 출구에서 그 사이에 상기 제 1 간섭도보다 작은 제 2 간섭도를 규정한다. 상기 밸브 커버는 (i) 서로 접촉하는 상기 제 1 및 제 2 중간부들을 가지며 정상적으로 닫힌 심을 규정하는 정상적으로 닫힌 위치와, (ii) 상기 밸브 시트와 이격되어 상기 유체가 상기 입구로부터 상기 출구를 통하여 상기 심을 통과하도록 하는 상기 밸브 커버의 적어도 일 부분을 가진 제 2 위치 사이에서 밸브 개방 압력을 초과하는 상기 입구에서의 유체에 응답하여 움직일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 밸브 커버와 상기 밸브 시트 사이의 간섭도는 상기 제 1 간섭도로부터 상기 제 2 간섭도까지 점차적으로 감소한다. 그러한 일부 실시예들에서, 간섭도는 제 1 간섭도로부터 제 2 간섭도까지 실질적으로 균일하게 감소한다. 일부 실시예들에서, 상기 밸브 커버와 상기 밸브 시트 사이의 간섭도는 상기 밸브 커버의 상기 중간부들보다 상기 밸브 커버의 상기 마진부들에서 더 높다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 정상적으로 닫힌 위치에서, 상기 밸브 커버와 밸브 시트는 그 사이에 기밀 밀봉을 형성한다. 일부 그러한 실시예들에서, 정상적으로 닫힌 위치에서, 상기 기밀 밀봉은 상기 출구부터 상기 입구까지의 방향으로 박테리아 또는 세균들의 유입을 실질적으로 방지한다. 일부 실시예들에서, 상기 밸브 시트는 반 곡선과 같은 곡선을 이룬다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 탄성을 갖고 그리고 실질적으로 크리프가 제로(0)인 물질로 형성된 유연성 밸브 커버에 관한 것이다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 물질은 실리콘이다. 일부 실시예들에서, 상기 탄성 물질은 항균성 첨가제를 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 탄성 물질은 은(silver) 계열의 항균 첨가제를 포함하는 비교적 저경도 실리콘이다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 밸브 커버는 그의 중간부 전반에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 규정한다. 일부 실시예들에서, 상기 밸브 커버는 그의 마진부들 전반에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 규정한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 밸브 커버는 그의 중간부와 마진부들 전반에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 규정한다. 일부 실시예들에서, 상기 밸브 시트의 중간부는 반원과 같이 실질적으로 곡선을 이루고, 일부 그러한 실시예들에서, 상기 중간부와 상기 밸브 시트의 마주보는 마진부들은 실질적으로 반원 형태이다. 바람직하게는, 상기 밸브 커버의 상기 중간부는 그의 상기 마주보는 마진부들 사이에서 실질적으로 장력을 받는다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 방법에 관한 것이다:
(i) 지지체 및 일체형의 체적 가변형 저장 챔버 프리폼(pre-form)을 사출 성형하는 단계; 및
(ii) 상기 지지체가 아닌 상기 프리폼을 상기 체적가변형 저장 챔버를 규정하는 유연성 파우치를 형성하는 팽창된 형상으로 블로우 몰딩하는 단계.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 방법은
(i) 상기 유연성 파우치와 상기 파우치 내에 형성된 체적 가변형 저장 챔버를 접는 단계;
(ii) 주위 분위기에 대하여 상기 체적 가변형 저장 챔버의 내부를 밀봉하는 단계; 및
(iii) 상기 밀봉된 체적 가변형 저장 챔버를 살균하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 현재의 바람직한 실시예들은 클로져를 성형하는 단계, 상기 성형된 클로져를 상기 지지체에 조립하여 상기 체적 가변형 저장 챔버를 상기 클로져와 밀봉하는 단계를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 클로져 성형 단계는 지지체와 일체형 유연성 밸브 커버를 공동 성형하는 것을 포함하고, 상기 유연성 밸브 커버는 바람직하게는 과성형된 액체 실리콘이고; 바람직하게는 단단한 지지체를 사출 성형하는 단계는 상기 지지체 및 일체형 밸브 시트를 사출 성형하는 것을 포함하고, 그리고 상기 클로져를 상기 지지체에 조립하는 단계는 상기 밸브 커버를 상기 밸브 시트 위에 겹쳐놓고, 그 사이에 축 연장의, 정상적으로 닫힌 밸브 심을 형성하는 것을 포함한다. 현재의 바람직한 실시예들에서, 상기 클로져는 상기 지지체 위로 스냅되고, 상기 클로져는 주변의 단단한 스내핑 링(snapping ring)과 중앙의 탄성 부재를 단일 피스로 규정한다. 상기 중앙의 탄성 부재는 바람직하게는 적어도 두 개의 부분들, 즉 (i) 상기 둘러싸는 스내핑 링에 의하여 중앙에서 열려져서 남겨진 공간을 가교로써 가로지르는 밸브부, 그리고 (ii) 수동으로 그렇지 않으면 상기 장치를 작동시켜 다수의 도우즈들을 상기 밸브를 통하여 나누어 주기 위하여 맞물릴 수 있는 액추에이터를 형성하는 내리눌러진 돔부를 가진다. 상기 중앙의 탄성부재의 구성은 상기 클로져 또는 제 1 지지체를 상기 제 2 지지체 위에 조립한 후, 상기 밸브부가 상기 프리폼의 노즐 조각과 간섭 피트를 형성하고 상기 돔이 상기 프리폼의 단단한 압축 챔버 조각 위에 위치되도록 한다. 상기 압축 챔버의 바닥은 상기 유연성 파우치로 블로우 성형을 위한 상기 프리폼의 속이 빈 손가락 유사 부분과 연계하여 열린다.
일부 실시예들에서, 상기 클로져를 성형하는 단계는 바람직하게는 상기 유연성 커버와 일체로 되고, 위에서 설명된 상기 돔 형상의 액추에이터인 유연성 액추에이터를 공동 성형하는 것을 더 포함하고, 그리고 상기 클로져를 상기 지지체에 조립하는 단계는 상기 액추에이터와 상기 지지체 사이에서 상기 압축 챔버를 형성하는 것을 포함하고, 상기 지지체는 상기 체적 가변형 저장 챔버 및 상기 밸브 심 사이에 유체 소통식으로 연결가능하다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 클로져를 성형하는 단계는 일체형 지지체 및 침투가능부를 공동 성형하는 것을 포함하고, 상기 조립 단계는 상기 체적 가변형 저장 챔버와 유체 소통하는 상기 침투가능부와 함께 상기 클로져를 상기 지지체에 조립하는 것을 포함한다. 일부 그러한 실시예들은 사전 충진 살균 단계 후에, 바늘과 같은 사출 부재를 상기 침투가능부를 통하여 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 통하여 물질을 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 상기 침투가능부로부터 회수하는 단계, 및 상기 침투가능부에 형성된 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하는 단계를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 재밀봉 단계는 액체 밀봉재를 상기 결과적인 침투 구멍에 적용하고, 상기 침투가능부를 상기 액체 밀봉재로 기밀하게 재밀봉하는 것을 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 액체 밀봉재는 대략 주변 온도에서 적용된다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 액체 밀봉재는 실리콘이고 그리고/또는 항균성 첨가제를 포함하고, 그리고/또는 금속의 또는 기타 검출가능한 입자들과 함께 로딩된다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 살균 단계는 밀봉되고, 비어 있는 체적 가변형 저장 챔버를 방사성 처리하여 상기 챔버를 살균하는 것을 포함한다. 일부 실시예들은 상기 밀봉된 클로져와 접혀진 파우치 조립체를 그 안에 상기 비어 있는 접혀진 파우치를 수용하는 비교적 단단한 속이 빈 몸체 내로 조립하는 것을 포함한다. 바람직하게, 상기 밀봉된 클로져 및 접혀진 파우치 조립체는 이들을 속이 빈 몸체 내로 조립하기 전에 살균된다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 접는 단계는 상기 파우치를 비우는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 속이 빈 몸체 내에 수용된 상기 접혀진 파우치를 살균 충진하는 것을 더 포함한다. 상기 방법은 바람직하게는 비워지거나 실질적으로 비워진 체적 가변형 저장 챔버를 충진하는 것과 같이 그의 살균 충진 동안 상기 파우치 내에 실질적으로 거품의 형성을 방지하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들은 상기 클로져 및 파우치 조립체의 표면에 유체 살균제를 적용하는 단계, 및 여과된 가스를 주변 온도보다 높은 온도에서 상기 유체 살균제에 적용하여 그 위에 있는 어떤 유체 살균제를 더 증발시키는 단계를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 유체 살균제는 상기 클로져의 침투가능부에 적용되고, 상기 방법은 유체 살균제 및/또는 여과된 가스를 거기에 적용한 후, 상기 침투가능부를 통하여 사출 부재를 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 통하여 물질을 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 도입하는 단계, 상기 침투가능부로부터 상기 사출 부재를 회수하는 단계, 및 상기 침투가능부에 형성된 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하는 단계를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 재밀봉 단계는 액체 밀봉재를 상기 결과적인 침투 구멍 위로 계량하고, 상기 침투가능부를 상기 액체 밀봉재로 기밀 재밀봉하는 것을 포함한다. 일부 그러한 실시예들은 홈 내에 상기 침투가능부를 형성하는 단계와, 상기 액체 밀봉재를 상기 홈 내로 계량하여 상기 침투가능 구멍을 재밀봉하는 단계를 더 포함한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 1 방향 밸브, 그 위에 상기 1 방향 밸브의 밸브 시트를 형성하는 제 1 지지체, 및 상기 제 1 지지체로부터 외측으로 연장되고 입구와 유체 소통식으로 상기 밸브 심에 연결가능한 체적가변형 저장 챔버를 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 제 1 지지체는 적어도 부분적으로는 상기 체적 가변형 저장 챔버와 상기 입구 사이에서 유체 소통식으로 상기 밸브 심에 연결가능한 압축 챔버를 규정한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 제 1 지지체는 사출 성형된 프리폼에 의하여 규정되고, 상기 체적 가변형 저장 챔버는 상기 사출 성형된 프리폼으로부터 블로우 성형된 유연성 파우치에 의하여 규정된다. 본 발명의 일부 실시예들은 비교적 단단한 속이 빈 외부 수용체를 더 포함한다. 바람직하게는 상기 프리폼으로부터 연장 및 블로우 성형된 상기 유연성 파우치는 상기 속이 빈 외부 몸체 내에 수용되고, 상기 제 1 지지체는 상기 몸체에 고정적으로 결합된다. 본 발명의 일부 실시예들은 상기 밸브 커버와 일체로 형성되고 상기 밸브 시트 위에 겹쳐진 상기 밸브 커버와 함께 상기 제 1 지지체에게 고정적으로 연결가능한 제 2 지지체를 포함하는 클로져를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 제 1 지지체는 유체 소통식으로 상기 체적 가변형 저장 챔버와 상기 입구 사이에서 상기 밸브 심에게 연결가능한 압축 챔버를 규정하고, 상기 제 2 지지체는 제 1 및 제 2 위치들 사이에서 이동가능하고, 상기 압축 챔버 내에서 유체를 상기 밸브 개방 압력 이상으로 가압하여 상기 유체를 상기 1 방향 밸브를 통하여 차례로 내어 주기 위한 액추에이터를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 액추에이터는 상기 밸브 커버와 일체로 형성된 유연성 부재이다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 밸브 커버와 유연성 액추에이터는 상기 제 2 지지체와 함께 공동 성형된다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 액추에이터는 실질적으로 돔 형상으로 된다. 일부 실시예들에서, 상기 실질적으로 돔 형상으로 된 액추에이터는 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 수동으로 맞물릴 수 있고 이동가능한 수동-맞물림 표면을 규정한다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 클로져는 상기 유연성 밸브 부재 및 액추에이터와 일체로 형성되고 상기 클로져와 상기 제 1 지지체 사이에서 건조 압축 밀봉을 형성하는 주변 밀봉 부재를 규정한다. 상기 제 1 및 제 2 지지체는 함께 밀봉되고, 바람직하게는 함께 스냅되어 밀봉된 인클로져(enclosure)를 형성한다. 상기 제 1, 제 2 지지체의 하위 조립은, 조립 후 살균될 수도 있는, 전체 액체 용기를 필수적으로 자신이 형성한다. 이 조립체의 장점들 중 하나는 그 사이에 유체 기밀을 형성하는 단지 두 개의 부분들로 형성된다는 것이고, 살균될 상기 체적을 최소로 감소시키기 위하여, 바람직하게는 진공에 의하여 접혀진 접힘 파우치를 추가적인 특징으로 한다. 그러한 살균은 방사능 조사에 의하여 이루어질 때 특히 유리하다. 상기 인클로져 하위조립의 다른 장점은 상기 프리폼을 갖고서 하나의 피스로 사출 성형된, 매우 투명한 베이스를 포함한다는 데 있고, 이러한 베이스는 펄스형태의 자외선(UV) 살균 조사와 같이 전체 인클로져의 살균을 위한 고에너지 광의 사용을 허용한다.
본 발명의 일부 실시예들은 상기 체적 가변형 저장 챔버를 어떤 물질로 살균 충진하기 위한 사출 부재를 그것을 통하여 수용하도록 구성된 침투가능부를 더 포함한다. 제한되지는 않지만, 우유, 우유 계열의 제품들 및 액체 영양 제품들, 의약품들, 안과 제품들, 크림, 젤 또는 임의의 원하는 점성의 기타 액체들을 포함하는 피부관련 제품들, 및 영양제들을 포함하는, 살균 식품 또는 음료와 같이, 상기 물질은 현재 사용되고 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 물질들 중 어느 것의 형태를 취할 수 있다. 일부 그러한 실시예들은 상기 침투 구멍을 기밀 밀봉하는 상기 사출 부재를 거기서 제거 후, 상기 침투가능부에 형성된 결과적인 침투 구멍을 위에 놓은 밀봉재를 더 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 밀봉재는 액체 실리콘이다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 액체 실리콘은 상온 경화한다. 상기 액체 실리콘 또는 기타 밀봉재는 바람직하게는 실질적으로 0 크리프를 나타내고, 상기 제 1 지지체의 비교적 단단한 스내핑 링 위에 과성형되는 액체 실리콘 또는 다른 탄성 물질과 바람직하게는 동일하거나 실질적으로 동일하다. 살균 충진을 위하여 뚫기 부재로부터 생기는 핀홀 또는 기타 침투 구멍을 밀봉하기 위하여 사용되는 동일 액체 실리콘 또는 기타 밀봉재의 하나 이상의 방울들은 바람직하게는 다음 요소들: (i) 항균성 첨가제, (ii) 외관 검사 및 품질 제어를 위한 착색제, 및/또는 (iii) 그러한 입자들 또는 기타 검출가능한 물질의 인라인 자기(magnetic) 또는 다른 자동화 센서 검출를 위하여 상기 액체 실리콘으로 로딩되는 금속 또는 기타 검출가능한 입자들 또는 물질들 중 하나 또는 몇몇과 상기 침투 구멍을 재밀봉하기 위하여 적용되는 액체 실리콘의 양으로 혼합된다. 상기 액체 실리콘 또는 기타 밀봉재는 거기를 통한 살균 충진을 위한 침투 영역을 규정하는 상기 장치의 작동 돔 또는 기타 표면에 성형된 홈 내에 적용되어 수용될 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법, 및/또는 이들의 현재의 바람직한 실시예들의 한 가지 장점은 상기 클로져, 밸브 커버 및 액추에이터가 단일 부분으로 공동 성형되고, 상기 베이스는 상기 밸브 시트를 규정하고, 압축 챔버 및 체적가변형 저장 챔버 프리폼은 단일 부품으로서 사출 성형될 수 있고, 그러므로 상기 장치는 상기 클로져를 상기 베이스에 스냅 피팅과 같이, 쉽게 조립될 수 있는 반드시 두 부분들로 형성될 수 있다는 데 있다. 따라서, 상기 장치는 선행기술 장치들보다 상당히 작은 수의 부품들로 제조될 수 있고, 그러한 선행기술 장치들에 상당하거나 심지어는 그보다 더 좋은 기능성을 나타낼 수 있다.
상기 바람직한 실시예들의 다른 장점은 상기 장치와 방법이, 밀봉의 목적으로 만들어지고, 동일한 물질, 실질적으로는 밀봉재와 동일한 물질로 만들어지는 캐비티(cavity)로 인하여, 심지어는 잔류물 상에서, 점성의 제품들을 충진하고 상온에서 재밀봉하는 능력을 허용하는 데 있다.
상기 현재의 바람직한 실시예들의 다른 장점은 충진 후 임의 유입을 방지하는 탄성의 그리고 비교적 두꺼운 실리콘 돔 액추에이터의 자체 재밀봉 성질이다. 그 결과, 상기 장치를 충진하기 위하여 사용되는 상기 살균 충진기는 비교적 값싸고, 재밀봉을 위한 레이저를 포함하고, 그리고/또는 상기 결과적인 침투 구멍을 기계적으로 재밀봉하기 위한 추가적인 부분의 조립을 포함한다.
상기 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 상기 밸브가 매우 간단하고 상기 제 2 지지체 위로 조립 후 상기 탄성 밸브 조각의 장력만이 상기 장치 내에 밀봉되고 상기 밸브를 통하여 받게 될 제품의 점성에 대하여 조절될 상기 밸브 특성들을 허용한다는 데 있다. 상기 밸브와 그 아래에 놓인 노즐 사이에 남아 있는 잔류물은 상기 베이스로부터 상기 밸브의 디스펜싱 팁까지 상기 밸브와 노즐 사이에서 간섭/후프 응력 차이에 의하여 밀려나간다.
상기 현재의 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 상기 탄성 밸브 부재가 상기 인클로져의 단단한 하부 노즐 위로 쉽게 조립되고 그리하여 비교적 값싼 비용의 고품질 제품을 제공한다는 데 있다.
상기 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 연장되어 블로우 성형된 파우치의 비교적 얇은 벽, 그 결과 단지 두 피스로 만들어질 수 있는 상기 액체 용기 자체를 형성하기 위하여 필요한 극히 적은 양의 플라스틱에 의하여 제공되는 가능성들에 있다. 또 다른 장점은, 상기 인클로져가 상기 외부 수용체로부터 자동으로 분해될 수 있다는 것을 알고서, 상기 외부 하우징 또는 수용체가 완전히 생분해성 물질, 재사용가능한 물질, 그리고/또는 완전히 재생가능한 물질로 만들어질 수 있다는데 있다.
본 발명 및/또는 본 발명의 현재의 바람직한 실시예들의 다른 목적들 및 장점들은 현재의 바람직한 실시예들 및 첨부한 도면들의 다음의 상세한 설명을 고려하여 더욱 쉽게 분명하게 될 것이다.
도 1은 공동 성형된 1 방향 밸브, 돔-스프링 액추에이터 및 밸브 시트, 그리고 체적 가변형 저장 챔버 프리폼을 포함하는 사출 성형된 베이스에 고정적으로 연결된 지지체를 포함하는 조립된 클로져의 횡단면도를 나타낸다.
도 2는 사출 성형된 체적 가변형 저장 챔버 프리폼을 포함하고, 상기 사출 성형된 프리폼이 상기 체적 가변형 저장 챔버를 형성하는 유연성 파우치로 블로우 성형되는 방법을 보여주는 도 1의 베이스의 순차적 사시도들을 나타낸다.
도 3은 상기 유연성 파우치가 살균 충진에 앞서 파우치에 진공을 적용함으로써 접히는 방식을 보여주는 도 1의 베이스의 순차적 사시도들을 나타낸다.
도 4는 살균 충진에 앞서, 상기 일체형의 1 방향 밸브 및 돔-스프링 액추에이터, 및 접혀진 유연성 파우치 조립체를 포함하는 조립된 클로져를 나타내는 사시도이다.
도 5는 상기 살균된 클로져 및 접혀진 파우치 조립체의 순차적인 사시도들을 나타내고, 살균 충진에 앞서, 용기 하우징으로 상기 살균된 조립체의 삽입을 보여준다.
도 6은 기화된 과산화수소("VHP")와 같은 유체 살균제, 및 살균 충진에 앞서 가열되어 여과된 공기를 가진 그의 증발로 표면 살균을 받은 조립된 디스펜서의 순차적인 사시도들을 나타낸다.
도 7은 체적 가변형 저장 챔버의 살균 바늘 충진을 겪은 조립된 디스펜서의 순차적인 사시 횡단면도들을 나타낸다.
도 8은 상온 경화 실리콘 밀봉재와 같은 액체 밀봉재로 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하여 상기 체적 가변형 저장 챔버 내에서 상기 클로져와 살균 제품을 기밀하게 재밀봉하는 것을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명을 다른 크기들로 구현하는 디스펜서들의 군의 사시도들을 나타낸다
도 10은 도 1-9의 장치들의 1 방향 밸브의 부분 횡단면도들을 나타낸다.
도 1 내지 도 10에서, 본 발명을 구현하는 장치는 일반적으로 참조 번호(10)로 표시된다. 상기 장치(10)는 제 2 피스(14)에 고정되어 밀봉된, 빈 장치를 형성하는 제 1 피스(12)를 포함한다. 상기 제 1 피스(12)는 일체형의 제 1 지지체(16), 액추에이터(18), 및 유연성의 1 방향 밸브 또는 밸브 커버(20)을 포함한다. 상기 제 1 피스(12)의 부품들은 상기 제 1 지지체(16)를 사출 성형하고, 상기 액추에이터(18)와 밸브 커버(20)를 상기 제 1 지지체(16)에 과성형하는 것과 같이, 공동 성형된다. 상기 제 2 피스(14)는 제 2 지지체(22), 밸브 시트 또는 노즐(24), 및 체적 가변형 저장 챔버 프리폼(26)을 포함한다. 도 2와 관련되어 아래에서 더 설명되듯이, 상기 제 2 지지체(22)와 밸브 시트(24)가 아니라 상기 프리폼(26)이 체적 가변형 저장 챔버(30)를 규정하는 유연성 파우치 내로 블로우 성형된다.
상기 제 1 피스(12)는, 도 7 및 8과 관련되어 아래에서 더 설명되듯이, 홈(32)을 더 규정하고, 바늘 또는 기타 사출 부재에 의하여 침투가능한 바늘 침투가능 영역을 규정하여 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)를 살균 또는 무균적으로 충진한다. 상기 홈(32)은 실리콘 밀봉재와 같이 실질적으로 적용된 양의 액체 밀봉재를 수용하여 결과적인 바늘 침투 구멍을 기밀하게 밀봉하고 그리하여 상기 체적 가변형 저장 챔버(30) 내에 살균 충진된 물질을 기밀하게 밀봉하는데 적합하다.
아래에서 더 설명되듯이, 상기 유연성 밸브 커버(20)와 비교적 단단한 밸브 시트(24)는 축 연장되고, 그 사이에 정상적으로 닫혀진 인터페이스 또는 밸브 심(seam: 36)을 규정하는 1 방향 밸브(34)를 형성한다. 상기 제 1 피스(12)와 제 2 피스(14)는 협력하여 압축 챔버(38)를 규정하고, 상기 압축 챔버(38)는 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)와 입구(40) 사이에서 유체 소통식으로 상기 1 방향 밸브(34)의 상기 정상적으로 닫혀진 밸브 심(36)에게 연결될 수 있다. 환형 체크 밸브(42)는 상기 밸브 커버 및 액추에이터와 공동 성형되고 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)와 상기 압축 챔버(38) 사이에 형성된다. 아래에서 더 설명되듯이, 상기 액추에이터(18)의 운동은 상기 체크 밸브(42)를 통하여 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)에 저장된 실질적으로 계량된 양의 물질을 상기 압축 챔버(38) 내로 끌어내고, 상기 압축 챔버 내의 물질을 차례차례 밸브 개방 압력 이상으로 가압하여 상기 물질을 상기 1 방향 밸브(34)의 정상적으로 닫혀진 밸브 심(36)을 통하여 상기 장치로부터 나누어준다. 상기 제 1 피스는 상기 밸브 커버, 액추에이터 및 체크 밸브와 함께 공동 성형되고, 상기 제 1 피스의 주변에 대하여 연장된 탄력성의 밀봉 부재(44)를 더 규정한다. 상기 제 2 피스(14)는 상기 탄력성의 밀봉 부재(44)와 맞물려서 그 사이에 압축 밀봉을 형성하여 주변 대기에 대하여 상기 장치의 내부를 기밀적으로 밀봉하는 주변 밀봉 표면(46)을 규정한다. 상기 제 1 지지체(16)는 그의 내표면 상에 환형 그루브(48)와, 상기 환형 그루브에 근접하게 형성된 환형 경사진 모서리(50)를 규정한다. 상기 제 2 지지체(22)는 상기 제 1 지지체의 상기 환형 홈(48) 내에 수용되어 상기 두 지지체들을 함께 고정적으로 매다는 환형 플랜지(52)를 규정한다. 상기 환형의 경사진 모서리(50)는 상기 제 2 지지체(22)가 상기 제 1 지지체(16) 내로 운동하는 것과, 다음에 상기 주변 플랜지(52)가 상기 홈(48) 내로 스냅 피팅하는 것을 손쉽게 한다. 상기 플랜지(52)를 상기 홈(48) 내로 수용시, 상기 밀봉 표면(46)은 상기 밀봉 부재(44)와 압축하여 맞물려서 건조한 압축 밀봉을 형성한다.
도시된 실시예에서, 상기 액추에이터(18)는 실질적으로 돔 형상이고 탄력성의 및/또는 탄성중합체 물질로 형성된다. 상기 돔 형상의 액추에이터(18)는 상기 액추에이터가 상기 압축 챔버(38)를 압축하기 위하여 내부로 함몰되도록 하고, 이후 순차적으로 실질적으로 계량된 체적의 물질들을 상기 1 방향 밸브(34)를 통하여 나누어 주도록 하는 실질적으로 돔 형상의 스프링을 규정한다. 제 2 실질적으로 돔 형상의 스프링(54)은 상기 액추에이터(18)와 일체로 형성되고, 상기 액추에이터(18)의 내부 표면으로부터 내측으로 축으로 그리고 방사적으로 이격되어 그 사이에 상기 압축 챔버(38)를 규정한다. 보이는 것처럼, 상기 스프링(54)은 곡선으로 이루어진, 상기 스프링에게 실질적인 돔 형상을 제공하는, 실질적으로 돔 형상의 벽을 규정한다. 상기 제 2 피스(22)는 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)의 상기 입구와 출구를 형성하는 보스(56)를 규정한다. 상기 스프링(54)은 상기 보스(56)에 대하여 축으로 그리고 방사적으로 이격되어 그 사이에 환형의 유체 흐름 통로를 형성하는 환형 베이스를 규정한다. 상기 제 2 지지체(22)는 그 안에 상기 스프링(54)의 상기 환형 베이스(58)를 수용하는 환형의 홈(60)을 규정한다. 상기 환형 홈(60)은 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)와 상기 1 방향 체크 밸브(42) 사이에 환형의 유체 흐름 경로를 규정한다.
상기 장치(10)를 작동하기 위하여, 상기 액추에이터(18)는 내부로 함몰되어 상기 압축 챔버(38) 내의 물질을 밸브 개방 압력 이상으로 압축한다. 상기 액추에이터(18)가 내부로 함몰됨에 따라, 상기 스프링(54)의 환형 베이스(58)는 상기 제 2 지지체(22)의 상기 환형 홈(60) 내에서 축으로는 내부로, 그리고 방사적으로는 외부로 이동된다. 이는 상기 제 2 지지체(22)의 상기 환형 밀봉 표면에 대항하여 방사적으로는 외부로 상기 탄력성의 환형 체크 밸브(42)에게 힘을 가하고 그리하여 상기 체크 밸브를 닫히거나 밀봉된 위치로 유지하고, 이후 순차적으로 상기 압축 챔버 내에서 상기 물질의 가압을 상기 밸브 개방 압력 이상으로 허용한다. 또한, 상기 액추에이터(18)가 더 함몰됨에 따라, 상기 환형 홈(60)이 동작하여 상기 액추에이터(18)의 추가적인 내부 운동과 함께 상기 베이스(58)의 축 및 방사적 추가 운동을 멈추고 그리하여 상기 압축 챔버(38)의 체적을 점진적으로 감소시킨다. 상기 압축 챔버(38) 내의 물질이 밸브 개방 압력을 초과하면, 상기 물질은 상기 입구(40)와 상기 1 방향 밸브(34)의 정상적으로 닫혀진 심(36)을 통하여 상기 장치로부터 힘을 받는다. 이후, 상기 액추에이터(18)는 이완되는데, 이는 도 1에 전형적으로 도시된 것처럼, 상기 액추에이터(18)의 상기 돔 스프링과 상기 돔 스프링(54)이 상기 액추에이터를 외측으로 그리고 그의 주변 또는 휴식 위치로 구동하도록 한다. 상기 접혀진 위치로부터 상기 휴식 또는 주변 위치로의 이동 동안, 상기 압축 챔버(38)는 팽창하는데, 이는 실질적으로 계량된 양의 물질을 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)로부터 상기 환형 홈(60)과 체크 밸브(42)를 통하여 그리고 상기 압축 챔버(38) 내로 차례로 끌어낸다. 상기 장치(10)는 이후 상기한 단계들을 반복함으로써 다른 계량된 양의 물질을 나누어 줄 준비를 한다. 상기 액추에이터(18)는 수동으로 맞물릴 수 있고 상기 장치를 쥐고 있는 동일 손의 손가락(들)을 이용하여 함몰될 수 있고, 혹은 상기 장치는 상기 액추에이터를 함몰시키기 위하여 상기 액추에이터(18)와 맞물리는 작동 장치를 포함하는 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 알려진 장치 내에 장착될 수 있다.
도 10에 가장 잘 도시된 것처럼, 상기 1 방향 밸브(34)는 축 연장되고, 마주보는 제 1 마진부들(62), 및 축 연장되고, 상기 마주보는 제 1 마진부들(62) 사이에서 각 연장된 제 1 중간부(64)를 규정하는, 반원의, 비교적 단단한 밸브 시트(24)를 포함한다. 상기 유연성 밸브 부재(20)는 상기 밸브 시트(24) 위에 겹쳐져서 놓이고, 상기 밸브 시트(24)의 상기 각각의 제 1 마진부들(62)의 위 또는 제 1 마진부들(62)에 근접하게 고정 결합된, 축 연장의, 마주보는 제 2 마진부들(66)을 규정한다. 상기 밸브 커버(20는 상기 마주보는 제 1 마진부들(66) 사이에서 각 연장되고 상기 밸브 시트(24)의 상기 제 1 중간부(64) 위로 겹쳐져서 놓인, 축 연장의 제 2 중간부(68)를 더 규정한다. 도시된 실시예에서, 상기 중간부들(64, 68)은 곡선으로 이루어지고, 실질적으로는 반원 형태이다. 그러나, 본 발명의 교시들에 근거하여 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 상기 밸브 시트와 밸브 커버는 수많은 다른 곡선으로 이루어진 형상들 중 어느 것, 곡선형상과 편평한 형상의 수많은 다른 조합들 중 어느 것, 및/또는 실질적으로 편평하거나 평면의 형상을 규정할 수 있다. 상기 유연성 밸브 커버(20)와 밸브 시트(24)는 그 사이에 정상적으로 닫혀진, 축으로 그리고 각으로 연장된 밸브 심(36)을 형성한다. 상기 밸브 심(36)은 대략 그의 일측 말단에 입구(70)를, 대략 그의 다른 말단에 상기 입구에 대하여 축으로 이격된 출구(72)를 규정한다. 도 10에 도시된 것처럼, 상기 밸브 커버(20)와 밸브 시트(24)는 상기 입구(70)에서 그 사이에 제 1 간섭도(74)를, 그리고 상기 출구(72)에서 그 사이에 상기 제 1 간섭도(74)보다 작은 제 2 간섭도(76)을 규정한다. 도 10에 도시된 것처럼, 상기 유체 또는 다른 물질이 상기 입구(70)로부터 상기 출구(72)를 통하여 상기 심(36)을 통과하도록, 상기 밸브 커버(20)는 (i) 서로 접촉하고 있고 상기 정상적으로 닫혀진 심(36)을 규정하는 상기 제 1 및 제 2 중간부들(64, 68)과 정상적으로 닫힌 위치, 그리고 (ii) 상기 밸브 시트(24)와 이격된 상기 밸브 커버(20)의 적어도 일부와 제 2 또는 개방된 위치 사이에서, 밸브 개방 압력을 초과하는 상기 입구(70)에서의 유체에 반응하여 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 것처럼, 상기 유체가 상기 입구로부터 상기 밸브의 출구를 통하여 이동하는 동안, 상기 가압된 유체는 상기 밸브 커버의 축-이격된 부분들이 상기 정상적으로 닫혀진 그리고 열린 위치들 사이에서 순차적으로 이동하도록 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 그리고 도 10에서 점선으로 표시된 것처럼, 상기 밸브 커버(20)와 밸브 시트(24) 간 간섭도는 상기 제 1 간섭도로부터 제 2 간섭도까지 점진적으로 감소된다. 즉, 상기 각 인터페이스로부터 점선이 깊을수록, 인터페이스는 더 크다. 또한, 도시된 실시예에서, 간섭도는 상기 제 1 간섭도(74)로부터 상기 제 2 간섭도(76)까지 실질적으로 균일하게 감소한다. 아울러, 도 10에서 점선으로 표시된 것처럼, 상기 밸브 커버(20)와 상기 밸브 시트(24) 사이의 간섭도는 상기 밸브 커버(20)의 상기 중간부(68)에서 보다 상기 밸브 커버의 상기 마진부들(66, 66)에서 더 높다. 알 수 있듯이, 정상적으로 닫힌 위치에서, 상기 밸브 커버(20)와 상기 밸브 시트(24)는 상기 심(36)에서 기밀 밀봉을 형성한다. 도시된 실시예에서, 정상적으로 닫힌 위치에서, 상기 기밀 밀봉은 박테리아 또는 세균들의 유입을 실질적으로 방지한다.
도시된 실시예에서, 상기 유연성 밸브 커버(20)는 실질적으로 0 크리프를 나타내는 중합탄성체 물질로 형성된다. 하나의 현재의 바람직한 실시예에서, 상기 탄성중합체 물질은 실리콘이다. 또 하나의 현재의 바람직한 실시예에서, 상기 탄성중합체 물질은 임의의 박테리아, 세균들 또는 다른 병균 물질들이 상기 밸브의 심(36)으로 들어오는 것을 더 방지하거나 그렇지 않으면 상기 밸브의 디스펜싱 팁상에 모이는 것을 방지하는 항균성 첨가제를 포함한다. 또 다른 현재의 바람직한 실시예에서, 상기 탄성중합체 물질은 은-계열 또는 기타 항균성 첨가제를 포함하는 실리콘 탄성중합체이다. 상기 액추에이터 및 밀봉 부재를 포함하여, 상기 밸브 커버 및/또는 상기 밸브 커버와 일체로 형성된 다른 특징들을 형성하기 위한 예시적인 실리콘 탄성중합체 화합물들은 LIM 8040을 포함하는 LIM® 상표로 제네럴 일렉트릭사 및/또는 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(General Electric Company and/or Momentive Performance Materials)가 판매하는 수많은 다른 액체 실리콘 고무들 중 어느 것, 또는 StatSil® 상표로 제네럴 일렉트릭사 및/또는 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈가 판매하는 항균성 탄성중합체들과 같은 다른 액체 실리콘 고무들, 실리콘들 또는 실리콘-계열의 탄성중합체들을 포함한다.
알 수 있듯이, 현재의 바람직한 실시예들에서, 상기 밸브 커버(20)는 그의 중간부(68) 전반에 걸쳐 그리고 그의 상기 마진부들(66) 전반에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 규정한다. 상기 밸브 커버(20)의 상기 중간부(68)는 그의 상기 마주보는 마진부들(66, 66) 사이에서 실질적으로 장력을 받고 있다. 도 10에 도시된 것처럼, 상기 제 2 지지체(22)는 상기 밸브 커브(20)의 상기 마진부들(66, 66)의 하면들과 맞물리어 상기 밸브 시트에 대하여 상기 밸브 커버를 고정 결합하는 비교적 날카로운 다수의 돌기들(78)을 규정한다. 도 4에 전형적으로 도시된 것처럼, 상기 제 1 지지체(16)는 상기 밸브 커버의 상기 베이스 및 마진부들 상에 놓여서 상기 밸브 시트 및/또는 제 2 지지체(22)에 대항하여 상기 밸브 커버의 이들 부분들을 압축하고 그리하여 상기 밸브 커버를 상기 밸브 시트에 고정 결합하여 상기 1 방향 밸브를 형성한다. 도 4에 도시된 것처럼, 상기 밸브의 입구로부터 출구 쪽 방향으로 움직일 때, 상기 제 1 지지체(16)는 상기 밸브 커버의 상기 마진부들을 따라서 축-연장되고 상기 밸브 커버의 상기 중간부로부터 외측으로 방사적으로 점진적으로 연장된 아치 형상의 베이스 클램핑 표면(80)과 마주보는 마진부 클램핑 표면(82)을 규정한다.
전형적으로 도 2에 도시된 것처럼, 상기 제 2 피스(14)는 사출 성형된 프리폼(26)을 포함하고, 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)는 상기 사출 성형된 프리폼(26)으로부터 블로우 성형된 유연성 파우치(28)에 의하여 규정된다. 이러한 특징의 중요한 장점은 상기 체적 가변형 저장 챔버, 밸브 시트, 및 상기 압축 챔버의 일부가 상기 제 2 피스로써 하나의 부품으로 형성될 수 있다는 데 있다. 또 다른 장점은 상기 밸브 시트와 상기 제 2 지지체가 사출 성형될 수 있고 비교적 빠듯한 허용오차로 형성될 수 있고, 반면에 상기 프리폼은 상기 체적 가변형 저장 챔버를 형성하지만 그럼에도 불구하고 그러한 허용오차들을 요구하는 상기 제 2 피스의 다른 특징들의 비교적 빠듯한 허용오차들을 유지하는 유연성 파우치 내로 블로우 성형될 수 있다는 데 있다. 도 2에 나타낸 것처럼, 상기 제 2 피스가 사출 성형된 후, 상기 프리폼(26)은 예열되고 이후 연장 블로우 성형되어 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 알려진 방식으로 파우치(28)를 형성한다. 도시된 실시예에서, 상기 제 2 피스(14)와 그에 따른 상기 프리폼(26)은 PET 또는 PP(폴리프로필렌)로 형성된다. 그러나, 본 명세서의 교시들을 근거로 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 이들 부분들은 수많은 다른 물질들 중 어느 것으로 형성될 수 있고, 현재 알려져 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 물질(들)의 층들 중 어느 것, 또는 상기 제 2 피스의 다른 특징들을 형성하는 다른 물질들의 조합들을 규정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 피스, 또는 그의 프리폼은 다층으로 되거나, 혹은 라미네이트된 물질에 의하여 규정되어 그 안에 저장될 제품과 접촉을 위한 원하는 장벽 성질들 및/또는 내부 표면들을 제공할 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 상기 프리폼을 상기 파우치(28) 내로 블로우 성형 후, 상기 체적 가변형 저장 챔버(30) 상에 진공을 당기는 것과 같이 하여, 상기 파우치가 접어진다. 이후, 도 4에 도시된 것처럼, 장치 클로져를 규정하는 상기 제 1 피스(12)가 상기 제 2 피스(14)에 조립되어 상기 체적 가변형 저장 챔버(30)를 기밀 밀봉하여 1 방향 밸브(34)를 형성한다. 위에서 나타내었듯이, 상기 제 1 피스 또는 클로져(12)는 상기 두 부품들을 주변 플랜지(52)와 환형 그루브 또는 홈(48)에서 스냅 피팅하는 것에 의하여 상기 제 2 피스(14)에 조립된다. 상기 제 1 피스(12)와 상기 제 2 피스(14)를 각각 조립한 후, 상기 밀봉된 빈 장치는 살균된다. 도시된 실시예에서, 상기 장치는 전자빔 또는 감마 복사와 같은 광조사를 받아서 살균된다. 그러나, 여기에서의 교시들을 근거로 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 상기 장치 및/또는 내부 표면들 및 그의 캐비티들을 살균하기 위한, 현재 알려진 또는 나중에 알게 되는 수많은 다른 방법들 또는 장치들이 동등하게 채용될 수 있다.
도 5에 도시된 것처럼, 상기 장치(10)는 비교적 단단하고, 속이 빈 몸체 또는 하우징(84)을 더 포함한다. 상기 유연성 파우치(28)는 상기 속이 빈 몸체(84) 내에 수용되고, 상기 제 1 지지체(16)는 상기 몸체에 고정 결합된다. 상기 하우징(84)은 도시된 실시예에서 나팔모양으로 되어 상기 장치를 표면에서 지지하는 베이스(86)와, 상기 클로져의 상기 제 1 지지체(16)에 결합되어 상기 하우징을 상기 클로져에 부착하는 상부 지지체(88)를 포함한다. 도 1에 도시된 것처럼, 상기 제 2 지지체(22)는 종속적이고, 실질적으로 환형의 플랜지(90)와, 상기 환형 플랜지와 상기 제 1 지지체(16)의 상기 경사진 모서리(50) 사이에 방사적으로 연장된 실질적으로 환형의 홈(92)을 규정한다. 도 7에 도시된 것처럼, 상기 하우징의 상기 상부 지지체(88)는 위로 연장되고, 상기 환형 홈(92) 내에 수용되어 상기 하우징을 상기 조립된 제 1 및 제 2 지지체들(16, 22)에 각각 결합하는 실질적으로 환형의 플랜지(94)를 규정한다. 도시된 실시예에서, 상기 환형 플랜지(94)는 상기 환형 홈(92) 내에 눌러서 끼워 맞추어지지만, 여기에서의 교시들을 근거로 관련 기술의 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 상기 플랜지(94) 또는 하우징(84)은 현재 알려져 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 방법들 중 어느 것으로 상기 클로져 또는 상기 제 1 및/또는 제 2 지지체들에게 결합될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 상기 밀봉되고, 빈, 살균된 장치는 이후 상기 장치의 침투가능 영역(예를 들어, 상기 장치의 살균 후 이송 또는 조립 동안 그러한 표면들이 오염되는 경우)을 다시 살균하므로써 살균 또는 무균 충진을 위한 준비를 한다. 먼저, 기화된 과산화수소와 같은 유체 살균제가 그러한 표면(들)을 재살균하기 위하여 상기 액추에이터(18)의 홈(32)의 상기 침투가능 표면에게 적용된다. 두 번째로, 공기와 같이 가열되어 여과된 기체가 상기 유체 살균제 수용 표면(들)에 적용되어 그러한 살균제를 더 기화시키고 건조하고, 살균된 침투가능 표면을 제공한다.
도 7에 도시된 것처럼, 상기 밀봉된, 빈 살균 장치는 이후 바늘(96)과 같은 사출 부재를 상기 홈(32)의 상기 베이스에서 상기 침투가능 부분을 통하여 유입시키고, 물질(98)을 상기 사출 부재를 통하여 상기 체적 가변형 저장 챔버(30) 내로 유입시키고, 상기 침투가능 부분으로부터 상기 사출 부재를 회수하고, 그리고 상기 침투가능 부분에 형성된 결과적인 침투 구멍을 재밀봉함으로써 살균 또는 무균 충진된다. 충진에 앞서 상기 파우치(28)를 접는 장점은 충진 이전에 상기 체적 가변형 저장 챔버(30) 내에 매우 적고, 그리고 바람직하게는 공기가 전혀 없도록 하여, 상기 체적 가변형 챔버 내로 액체 물질의 충전 동안 기포의 형성을 방지 또는 실질적으로 방지하는데 있다. 이는 특히 우유 또는 우유 계열의 제품들 및 다른 액체 제품들과 같은 액체 식품들 및 음료들과 같이 충진 동안 기포를 형성하는 경향을 가진 액체 물질들을 충진시, 충진 속도를 높이는데 있어서 중요한 장점일 수 있다. 따라서, 본 발명의 상기 장치와 방법은 선행기술에 비하여 크게 향상된 충진 속도를 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 그리고 도 8에 도시된 것처럼, 상기 재밀봉 단계는 상기 홈(32)에 형성된 상기 결과적인 침투 구멍에 액체 밀봉재(100)를 적용하고, 상기 침투가능부를 상기 액체 밀봉재로 기밀 밀봉하는 것을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 액체 밀봉재는 대략 주변 온도에서 적용된다. 현재의 바람직한 실시예에서, 상기 액체 밀봉재는 실리콘이다. 그러나 여기서의 교시들에 근거하여 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 상기 액체 밀봉재는 현재 알려져 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 밀봉재들 중 어느 것의 형태를 취할 수 있다. 알 수 있듯이, 재밀봉 장치(102)는 바늘 충진 후 재밀봉될 장치들 위에 장착된다. 상기 재밀봉 장치(102)는 액체 밀봉재(100)의 소스를 포함하거나, 액체 밀봉재의 소스로 유체 소통식으로 결합되고, 계량된 양의 액체 밀봉재를 상기 장치들의 침투 영역들 상으로 펌핑하여 상기 침투 구멍들을 기밀하게 재밀봉하고 그리하여 상기 체적 가변형 저장 챔버(30) 내에 무균 충진제 제품을 기밀하게 밀봉하기 위한 펌프(104)를 포함한다. 상기 펌프(104)는 도시된 것처럼, 피스톤 타입 펌프의 형태를 취하거나, 가압되는 액체 밀봉재와 상기 가압된 밀봉재를 방출하기 위한 밸브들을 갖는 시스템들과 같이, 액체 밀봉재의 체적들 또는 다른 측정된 양들을 상기 장치들의 상기 침투 구멍들 위로 도포하여 상기 구멍들을 밀봉하기 위한 수많은 다른 기구들 중 어느 것의 형태를 취할 수도 있다. 상기 재밀봉 장치(102)는 상기 장치들(10)을 이송하기 위한 동력화된 컨베이어 상에 고정적으로 장착되거나 상기 장치들에 대하여 이동될 수 있어서 상기 장치의 디스펜싱 포트(106)를 상기 침투 구멍(들)와 정렬할 수 있다. 살균 여과된 공기 또는 다른 기체의 과도한 압력은 상기 바늘(들)과 액체 재밀봉 장치(들)을 포함하는 챔버 또는 배리어 인클로져로 공급되어 상기 바늘 충진 및 액체 재밀봉 과정 동안 장치들의 오염을 더 방지할 수 있다. 원하면, 상기 시스템은 수직으로 구동되는 매니폴드 상에 탑재된 다수의 바늘들을 포함할 수 있고, 혹은 상기 바늘들이 수직하게 상기 장치들의 상기 침투가능 부분들과 맞물리고 풀려지고, 상기 침투 구멍들을 액체로 재밀봉하기 위한 바늘들 가까이에 또는 상기 바늘들 아래에 장착된 다수의 액체 재밀봉 장치들을 포함할 수 있다.
대안적 실시예에서, 상기 장치를 바늘 또는 다른 사출 부재로 살균 충진하고, 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하기 보다는 오히려, 상기 장치는 상기 충진 밸브를 통한 상기 체적 가변형 저장 챔버의 살균 충진을 허용하는 상기 디스펜싱 밸브와 일체로 형성되고 공동 성형된 제 2 충진 밸브를 포함할 수 있다. 이 대안적 실시예에서, 상기 클로져의 상기 제 2 지지체는 상기 제 2 지지체와 함께 공동 성형된 제 1 일체형 유연성 밸브 커버와 제 2 일체형 유연성 밸브 커버를 포함한다. 상기 제 1 지지체는 제 1 밸브 시트와 제 2 밸브 시트를 포함한다. 상기 제 1 밸브 커버는 상기 제 1 밸브 시트 위에 겹쳐져서 놓이고 제 1 축-연장의, 정상적으로 닫혀진 디스펜싱 밸브 심을 형성하고, 상기 제 2 밸브 커버는 상기 제 2 밸브 시트 위에 겹쳐져서 놓이고 제 2 축-연장의, 정상적으로 닫혀진 충진 밸브 심을 형성한다. 상기 제 1 지지체는 적어도 부분적으로는 상기 체적 가변형 저장 챔버 및 상기 입구 사이에서 유체 소통식으로 상기 제 1 디스펜싱 밸브 심에게 연결가능한 상기 압축 챔버를 규정하고, 상기 제 2 지지체는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동가능하고, 상기 압축 챔버 내에서 유체를 밸브 개방 압력 이상으로 가압하여, 그 다음에 상기 가압된 유체를 상기 디스펜싱 밸브를 통하여 나누어 주기 위한 액추에이터를 규정한다. 상기 돔 형상 또는 다른 유연성 액추에이터는 상기 제 1 및 제 2 밸브 커버들과 일체로 공동 성형된다.
이러한 대안적 실시예의 장치를 형성하기 위한 방법에서, 상기 클로져를 성형하는 단계는 상기 제 2 지지체를 상기 제 1 일체형 유연성 밸브 커버 및 상기 제 2 일체형 유연성 밸브 커버와 함께 공동 성형하는 것을 포함한다. 상기 지지체를 사출 성형하는 단계는 상기 지지체를 상기 제 1 일체형 밸브 시트 및 상기 제 2 일체형 밸브 시트와 함께 사출 성형하는 것을 포함한다. 상기 클로져를 상기 지지체에 조립하는 단계는 (i) 상기 제 1 밸브 커버를 상기 제 1 밸브 시트 위에 겹치게놓고 상기 제 1 축-연장의, 정상적으로 닫혀진 밸브 심을 규정하는 상기 제 1 디스펜싱 밸브를 형성하고, 그리고 (ii) 상기 제 2 밸브 커버를 상기 제 2 밸브 시트 위에 겹치게 놓고 상기 제 2 축-연장의, 정상적인 닫혀진 밸브 심을 규정하는 상기 제 2 충진 밸브를 형성하는 것을 포함한다. 상기 살균 단계 후, 펌프 또는 살균 충진될 제품의 가압원과 유체 소통식으로 결합된 속이 빈 캐뉼러(cannula)와 같은 충진 부재가 상기 제 2 충진 밸브의 상기 정상적으로 닫혀진 밸브 심과 유체 소통하도록 놓여진다. 이후, 상기 물질은 상기 제 2 정상적으로 닫혀진 밸브 심의 밸브 개방 압력 이상의 압력에서 상기 충진 부재를 통하여 상기 제 2 정상적으로 닫혀진 밸브 심 내로 그리고 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 살균 충진된다. 상기 체적 가변형 저장 챔버가 상기 물질로 살균 충진된 후, 상기 충진 부재는 상기 제 2 밸브로부터 회수된다. 상기 살균 충진 물질은 상기 체적 가변형 저장 챔버 내에서 저장수명 전반에 걸쳐 그리고 상기 체적 가변형 저장 챔버로부터 상기 제 1 디스펜싱 밸브를 통한 물질의 다수 투여량들 사이에서 기밀하게 밀봉되어 유지된다.
본 발명의 상기 장치와 방법의 한 가지 장점은 상기 장치가 바늘 침투에 의한 무균 충진 및 액체 밀봉재에 의한 재밀봉의 준비가 되어 있는 밀봉되고, 빈, 살균의 체적 가변형 저장 챔버를 형성하는 필수적인 두 부분들로 제조될 수 있고 또는 현재 알려져 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 살균 충진 방법들 또는 장치들 중 어느 것에 의하여 상기 장치가 제조될 수 있다는데 있다. 또 다른 장점은 상기 하우징 또는 외부 몸체가 재생 플라스틱, 판지, 또는 다른 생분해가능한 물질들과 같이 비교적 값싼 물질로 형성될 수 있고, 사용 후 (1) 자동적으로 접혀지는 플라스틱 봉지 및 재생될 수 있는 클로져로 분리될 수 있고, (2) 생분해될 수 있는 외부 병 또는 몸체로 분리될 수 있다는데 있다. 대안적으로, 상기 접혀진 파우치와 클로져가 상기 하우징으로부터 제거되어 새로운 파우치와 인클로져가 원하면 다수회 상기 하우징 내로 삽입될 수 있도록 상기 하우징은 재사용가능할 수 있다.
현재의 바람직한 실시예들의 중요한 장점은 다음의 특징들이 단지 두 부분들로 제공되는데 있다: 다중 투여 전달 시스템에서 가능한 유입이 제로(0)임; 비오염성 밸브; 살균 충진 포트; 계량 투여 펌프; 밀봉된, 체적 가변형 저장 챔버를 규정하는 접힘가능한 파우치; 및 상기 체적 가변형 저장 챔버와 상기 비오염 밸브 사이에서 유체 소통하고 상기 계량 투여 펌프의 일부를 형성하는 압축 챔버. 현재의 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 이들 실시예들이 두 피스의 접힐 수 있는 조립체로 남아있고 완전한 생분해성의, 재사용가능하고 그리고/또는 재생될 수 있는 더욱 단단한 용기를 부가하는 가능성을 제공하는데 있다. 또 다른 장점은 그 독특한 밸브가 병원균, 박테리아 또는 다른 원치않는 물질들의 유입을 방지하고, 그리하여 상기 장치의 내부에 저장된 제품의 오염을 방지하고, 다음에는 제품의 안정성을 상당히 높일 수 있다. 또 다른 장점은 상기 체적 가변형 저장 챔버가 기밀적으로 밀봉된 상태로 있고 각 투여는 처음부터 마지막까지 살균이므로, 심지어 다수의 투여 전달 후에도 상기 용기 또는 다른 장치를 냉장보관 할 필요가 없다는데 있다. 현재의 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 이 포장재가 선행기술의 포장재들과 비교하여 포장의 탄소 발자국을 감소시키는 독특한 수단을 제공하는데 있다. 예를 들어, (레토르트 처리와 같은) 충진 후 제품을 재가열할 필요가 없고, 디스펜싱 후 또는 시간의 연장 주기들에 대하여 나누어 주는 다수의 투여들 사이에서 냉장할 필요가 없다. 현재의 바람직한 실시예들의 또 다른 장점은 이들 실시예들이 매우 가격 경쟁력 있는 포장으로 높은 그리고 심지어는 타의 추종을 불허하는, 안전한 수준의 보장을 제공할 수 있다는데 있다.
여기에서의 교시들을 근거로 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 인식될 수 있듯이, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 상기에서 설명된 본 발명의 실시예들과 다른 실시예들에 대한 수많은 변화들이 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 장치는 바늘 침투 및 레이저 재밀봉, 또는 밸브-인 충진에 의한 것들을 포함하는 수많은 다른 방법들 중 어느 것으로 살균 충진될 수 있다. 상기 액추에이터, 1 방향 밸브, 하우징 및 상기 장치의 기타 부품들은 수많은 다른 물질들 중 어느 것 또는 물질들의 조합들로 형성될 수 있고, 수많은 다른 형상들 및/또는 구성들 중 어느 것을 취할 수 있고, 현재 알려져 있거나 나중에 알게되는 수많은 다른 방법들 또는 기술들 중 어느 것에 따라서 제조될 수 있다. 아울러, 상기 장치들은 여기에서 설명된 실시예들보다 아주 작거나 더 많은 부품들 또는 특징들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 체적 가변형 저장 챔버는 현재 알려져 있거나 나중에 알게 되는 수많은 다른 물질들 또는 구성들 중 어느 것으로 형성될 수 있다. 아울러, "반원"이란 용어는 여기에서 360도 미만의 표면의 어떤 부분을 의미하지만, 표면이 원형이거나 원의 소정 부분에 의하여 규정되어야 한다는 것을 요구하지는 않는다.
오히려, 반원 표면은 부분적으로 곡선으로 이루어지고 그리고/또는 실질적으로는 부분적으로 편평할 수 있다. 따라서, 현재의 바람직한 실시예들의 상세한 설명은 한정하는 의미와 반대되는 예시적인 의미로서 이해될 것이다.

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  37. 제 1 지지체, 일체형의 밸브 시트 및 일체형의 체적 가변형 저장 챔버의 프리폼을 사출 성형하는 단계;
    상기 프리폼을 상기 체적 가변형 저장 챔버를 규정하는 유연성 파우치를 형성하는 팽창된 형상으로 블로우 성형하는 단계;
    클로져를 성형하고 제 2 지지체 및 일체형의 유연성 밸브 커버를 공동 성형하는(co-molding) 단계; 및
    상기 성형된 클로져로 상기 체적 가변형 저장 챔버를 주변 대기에 대하여 밀봉하도록 상기 성형된 클로져를 상기 제 1 지지체에 조립하고, 상기 밸브 커버를 상기 밸브 시트 위에 겹치게 놓고(superimposing) 정상적으로 닫혀진 밸브 심(seam)을 그 사이에 형성하는 단계를 포함하는,
    방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 유연성 파우치 및 상기 파우치 내에 형성된 상기 체적 가변형 저장 챔버를 접는(collapsing) 단계; 및
    상기 밀봉된 체적 가변형 저장 챔버를 살균하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
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  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 클로져를 성형하는 단계는 상기 유연성 밸브 커버와 일체인 유연성 액추에이터를 공동 성형하는 것을 더 포함하고, 그리고
    상기 클로져를 상기 제 1 지지체에 조립하는 단계는 상기 액추에이터와 상기 제 1 지지체 사이에 압축 챔버를 형성하는 것을 더 포함하고, 상기 제 1 지지체는 상기 체적 가변형 저장 챔버와 상기 밸브 심 사이에 유체 소통식으로 연결가능한,
    방법.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 클로져를 성형하는 단계는 일체형의 제 1 지지체 및 침투가능부를 공동 성형하는 것을 포함하고,
    상기 조립하는 단계는 상기 체적 가변형 저장 챔버와 유체 소통하는 상기 침투가능부와 함께 상기 클로져를 상기 제 1 지지체에 조립하는 것을 포함하는,
    방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 살균하는 단계 후에 사출 부재를 상기 침투가능부를 통하여 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 통하여 임의 물질을 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 상기 침투가능부로부터 회수하는(withdrawing) 단계, 및 상기 침투가능부에 형성된 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 재밀봉하는 단계는 액체 밀봉재를 상기 결과적인 침투 구멍에 적용하고(applying) 상기 침투가능부를 상기 액체 밀봉재로 기밀하게 재밀봉하는 것을 포함하는,
    방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 액체 밀봉재는 주변 온도에서 적용되는,
    방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 액체 밀봉재는 실리콘인,
    방법.
  47. 제 38 항에 있어서,
    상기 살균하는 단계는 상기 밀봉되고, 비어 있는 체적 가변형 저장 챔버를 방사성 처리하는 것을 포함하는,
    방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 체적 가변형 저장 챔버를 형성하는 물질은 상기 살균하는 방사성 처리에 대하여 실질적으로 투과되는,
    방법.
  49. 제 47 항에 있어서,
    상기 살균하는 단계는 고에너지 광 살균을 적용하는 것을 포함하는,
    방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 고에너지 광은 펄스형태의 자외선(UV) 광인,
    방법.
  51. 제 38 항에 있어서,
    빈, 접혀진 파우치를 내부에 수용하는 비교적 단단한 속이 빈 몸체 내로 상기 밀봉된 클로져와 접혀진 파우치 조립체를 조립하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 밀봉된 클로져와 접혀진 파우치 조립체를 상기 속이 빈 몸체 내로 조립하기 전에 살균하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 속이 빈 몸체 내에 수용된 상기 접혀진 파우치를 살균 충진하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  54. 제 51 항에 있어서,
    상기 파우치의 살균 충진 동안 상기 파우치 내에서 기포의 형성을 실질적으로 방지하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  55. 제 51 항에 있어서,
    상기 접는 단계는 상기 파우치를 비우는 것을 포함하는,
    방법.
  56. 제 53 항에 있어서,
    유체 살균제를 상기 클로져와 상기 파우치 조립체의 표면에 적용하고, 주변 온도보다 더 높은 온도에서 여과된 기체를 상기 유체 살균제의 수용 표면에 적용하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  57. 제 56 항에 있어서,
    산소 또는 다른 기체를 액체 밀봉재에 적용하여 상기 밀봉재의 경화를 쉽게하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 기체는 상기 밀봉재를 경화하기 위한 실질적으로 기결정된 온도에서 적용되는,
    방법.
  59. 제 56 항에 있어서,
    상기 유체 살균제는 상기 클로져의 침투가능부에 적용되고,
    상기 방법은, 유체 살균제와 여과된 가스의 적용 후 상기 침투가능부를 통하여 사출 부재를 도입하는 단계, 상기 사출 부재를 통하여 임의 물질을 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 도입하는 단계, 상기 침투가능부으로부터 상기 사출 부재를 회수하는 단계, 및 상기 침투가능부에 형성된 결과적인 침투 구멍을 재밀봉하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  60. 제 59 항에 있어서,
    상기 재밀봉하는 단계는 액체 밀봉재를 상기 결과적인 침투 구멍 위에 계량하고(metering), 상기 침투가능부를 상기 액체 밀봉재로 기밀하게 재밀봉하는 것을 포함하는,
    방법.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 침투가능부를 홈 내에 형성하고, 상기 액체 밀봉재를 상기 홈 내로 계량하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  62. 제 38 항에 있어서,
    상기 파우치를 실질적으로 비워서 상기 파우치를 접는 단계 및 상기 실질적으로 비워진 파우치를 액체 제품으로 살균 충진함으로써 상기 파우치 내에서 기포의 형성을 실질적으로 방지하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  63. 제 37 항에 있어서,
    상기 클로져를 성형하는 단계는 유연성 씰(seal)을 상기 클로져 위에 공동 성형하는 것을 포함하고,
    상기 조립하는 단계는 상기 클로져와 상기 제 1 지지체 사이에서 상기 유연성 씰에 의해 건조 기밀 밀봉을 형성하는 것을 포함하는,
    방법.
  64. 제 51 항에 있어서,
    사용 후 상기 파우치를 처분하는 단계 및 상기 몸체를 새로운 파우치로 재사용하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  65. 제 38 항에 있어서,
    상기 밸브 시트는 제 1 밸브 시트이고, 상기 밸브 커버는 제 1 밸브 커버이며, 상기 밸브 심은 제 1 밸브 심이고,
    상기 제 1 지지체를 사출 성형하는 단계는 상기 제 1 지지체를 일체형의 제 2 밸브 시트와 함께 사출 성형하는 것을 더 포함하며,
    상기 클로져를 성형하는 단계는 상기 제 2 지지체를 일체형이고 유연성인 제 2 밸브 커버와 함께 공동 성형하는 것을 더 포함하고, 그리고
    상기 클로져를 상기 제 1 지지체에 조립하는 단계는 (i) 상기 제 1 밸브 커버를 상기 제 1 밸브 시트 위에 겹쳐놓고, 정상적으로 닫혀진 상기 제 1 밸브 심(seam)을 규정하는 디스펜싱(dispensing) 밸브를 형성하고, (ii) 상기 제 2 밸브 커버를 상기 제 2 밸브 시트 위에 겹쳐놓고, 정상적으로 닫혀진 제 2 밸브 심을 규정하는 제 2 충진 밸브를 형성하는 것을 포함하는,
    방법.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 살균하는 단계 후, 상기 충진 밸브의 상기 정상적으로 닫혀진 밸브 심과 유체 소통하는 충진 부재를 놓는 단계, 정상적으로 닫혀진 상기 제 2 밸브 심의 밸브 개방 압력에서 또는 그보다 높은 압력에서 상기 충진 부재를 통하여 정상적으로 닫혀진 상기 제 2 밸브 심 내로 그리고 상기 체적 가변형 저장 챔버 내로 임의 물질을 살균 충진하는 단계, 및 상기 충진 부재를 상기 제 2 밸브로부터 회수하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 체적 가변형 저장 챔버 내에 기밀 밀봉된 상기 살균 충진된 물질을 저장수명 전반에 걸쳐 그리고 상기 체적 가변형 저장 챔버로부터 상기 디스펜싱 밸브를 통한 물질의 다수 투여들 사이에서 유지하는 것을 더 포함하는,
    방법.
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