KR101719506B1 - 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법 - Google Patents

주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터력이 향상되며, 안전성이 높은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 있어서, a) 금속분말과 성형윤활제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; b) 상기 혼합물을 성형틀에 장입하고 성형압력을 가해 성형체를 형성하는 단계; c) 상기 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 d) 상기 소결체를 진공 열처리하여 금속필터를 형성하는 단계를 포함하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법을 제공한다.

Description

주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING METAL FILTER FOR SYRINGE}
본 발명은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터력이 향상되며, 안전성이 높은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 감염환자에게 투여할 때 사용하는 주사기는 주사 과정에서 2차 감염이 발생하는 것을 방지하기 위해 주로 일회용 주사기를 사용한다. 이러한 일회용 주사기는 액상의 약액과 분말을 혼합하거나 또는 액상의 약액만을 주입하게 되는데 약액은 주로 보관 및 운송 중에 오염되는 것을 방지하기 위하여 유리나 플라스틱으로 제조된 앰플에 담겨있다. 이처럼 제조된 앰플은 상단 일부를 깨트려서 투입구를 만들거나 고무로 막혀있는 마개에 주사바늘을 삽입하여 앰플 내의 약액을 빨아들이게 한다. 그러나, 이 과정에서, 미세한 유리가루 또는 고무조각 등의 이물질이 약액에 섞여서 주사기로 유입되고 유입된 이물질이 약액과 함께 환자에게 투여되는 문제점이 있었다. 따라서, 이물질이 환자에게 투여되는 것을 방지하기 위해서 주사바늘에 필터를 장착하여 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이처럼 주사바늘에 필터를 장착한 경우, 필터의 필터력을 높이면 주사기가 약액을 환자의 몸에 투여하는 속도가 저하되며, 주사기가 약액을 환자의 몸으로 투여하는 속도가 빨라지도록 필터를 제조한 경우, 필터의 필터력이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 신속하게 앰플 내 약액을 환자의 몸에 투여하되, 이물질의 필터링 성능이 저하되지 않도록 하는 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법이 필요하다.
또한, 현장에서는 응급환자 등에 대비하기 위해 미리 주사기에 약액을 주입한 상태로 놔둘 수도 있는데, 이 경우, 필터가 약액과 화학반응을 일으키는 문제가 발생할 수 있다. 일 예로, 필터가 약액과 반응하여 녹이 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 약액을 주사기에 주입한 상태에서도 필터와 약액사이에 화학반응이 일어나지 않도록 하는 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 필터력이 향상되며, 안전성이 높은 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 있어서, a) 금속분말과 성형윤활제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; b) 상기 혼합물을 성형틀에 장입하고 성형압력을 가해 성형체를 형성하는 단계; c) 상기 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 d) 상기 소결체를 진공 열처리하여 금속필터를 형성하는 단계를 포함하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 금속분말은 전체 금속분말 중량에 대하여, wt%로, 탄소(C) 0초과 0.030이하, 황(S) 0초과 0.015이하, 몰리브덴(Mo) 2.0 이상 3.0 이하, 니켈(Ni) 12.0 이상 14.0이하, 망간(Mn) 0초과 0.2 이하, 크롬(Cr) 16.0 이상 18.0 이하, 규소(Si) 0.5 이상 1.0 이하 및 잔부 철(Fe)로 조성되는 합금분말인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 성형윤활제는 상기 금속분말의 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 1.5 중량부 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기a) 단계에서, 상기 금속분말은 고압수 분무법에 의해 제조된 분말로서 입형은 불규칙한 형상이며, 상기 금속분말의 입도는140메쉬 이상 200메쉬 미만이 40 내지 70%, 200메쉬 이상 270 메쉬 미만이 20 내지 55%, 270메쉬 이상이 0 초과 5% 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b)단계에서, 상기 성형압력은 프레스압력으로 2ton/cm2 이상 5ton/cm2 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계 이전에 상기 소결체를 400℃이상 900℃이하의 온도로 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계에서, 상기 성형체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 25분 내지 45분간 소결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계 이후에 상기 소결체를 소결로 내부에서 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 d) 단계에서, 상기 소결체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하로 진공 열처리되고, 0.4 내지 1.0℃/sec의 속도로 20분 내지 60분간 가스 냉각되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 d) 단계 이후에 형성된 금속필터는 5.2g/cm3 이상 5.8g/cm3 이하의 밀도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 따라 제조된 주사기기용 주사액 금속필터는 진공 열처리되어 제조되기 때문에 약액과 반응하여 금속필터에 녹이 스는 것을 방지할 수 있다. 즉, 주사기기용 주사액 금속필터는 안전하게 사용이 가능하다.
또한, 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 의해 제조된 주사기기용 주사액 금속필터는 주사기가 신속하게 약액을 빨아들이되, 이물질을 필터링 하도록 할 수 있다. 즉, 주사기기용 주사액 금속필터를 사용하면 이물질이 환자에게 투여되는 문제를 방지할 수 있고, 신속하게 환자에게 주사를 처방 할 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 온도 등 공정 변수를 제어하여 주사기가 앰플 내 약액을 투여하는 속도를 제어하여 이물질에 대한 필터링 성능을 확보하도록 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 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 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 종단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 따라 제조되는 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 제1 몸체(11) 및 제2 몸체(13)를 포함한다. 구체적으로, 제1 몸체(11)는 원기둥 형상으로 마련될 수 있으며, 이때, 제1 몸체(11)의 직경은 2.5mm 내지 2.7mm로 마련되고, 제1 몸체(11)의 길이는 4.5mm 내지 5.5mm로 마련될 수 있다. 그리고, 제1 몸체(11)의 내측에는 중공홀(12)이 형성될 수 있다. 여기서, 중공홀(12)은 직경이 1.0mm 내지 1.4mm의 직경을 갖도록 형성된 것일 수 있다. 여기서, 제1 몸체(11)의 길이 및 제1 몸체(11)의 외형은 일실시예에 한정되지 않는다. 제2 몸체(13)는 제1 몸체(11)의 길이방향으로 연장되되, 중공홀의 일측을 덮도록 마련된다. 이때, 제2 몸체(13)의 두께는 0.7mm 내지 0.9mm인 것을 특징으로 할 수 있고, 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 5.2g/cm3 이상 5.8g/cm3 이하의 밀도를 갖도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이처럼 마련된 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 주사기가 약액을 환자에게 투여할 때, 약액에 포함된 이물질을 필터링 가능한 속도로 투여하도록 할 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따르면 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 10cc용량의 약액을 기준으로 일반적인 주사 압력에 의해 통상적으로 당업에서 사용되는 주사기가 약액을 투여할 때, 12초 내지 25초가 소요되도록 할 수 있다. 주사기가 약액을 투여할 때, 12초 보다 빠르게 투여할 경우 약액에 포함된 이물질이 모두 필터링 되지 않을 수 있다. 반면에 25초 보다 느리게 투여할 경우, 주사를 처방하는데 소요되는 시간이 지나치게 길어져 효율적이지 못하다. 따라서, 주사기가 10cc 용량의 약액을 투여하는 것을 기준으로 할 때, 12초 내지 25초가 소요되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 몸체(11) 및 제2 몸체(12)는 금속분말로 조성될 수 있다. 구체적으로, 금속분말은 전체 금속분말 중량에 대하여, wt%로, 탄소(C) 0초과 0.030이하, 황(S) 0초과 0.015이하, 몰리브덴(Mo) 2.0 이상 3.0 이하, 니켈(Ni) 12.0 이상 14.0이하, 망간(Mn) 0초과 0.2 이하, 크롬(Cr) 16.0 이상 18.0 이하, 규소(Si) 0.5 이상 1.0 이하 및 잔부 철(Fe)로 조성된 합금분말일 수 있다.
탄소는 소결 중에 철과 반응하여 강도를 향상시키는 역할을 하지만 0.030wt%를 초과하는 경우 내식성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 탄소는 0.030wt%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
황은 0.015wt%를 초과할 경우 망간과 결합하여 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 내식성을 저하시킬 수 있기 때문에, 0.015wt%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
크롬은 부동태 피막을 형성하도록 도우며, 니켈과 몰리브덴 등을 첨가하면 부동태 피막이 더욱 강화되어 내식성이 증가할 수 있다. 단, 크롬이 16.0 이상 18.0 이하의 범위를 벗어날 경우, 부동태 피막이 적절하게 형성되지 않을 수 있고, 몰리브덴이 2.0 미만 또는 3.0 초과이거나, 니켈(Ni)이 12.0 미만 또는 14.0초과일 때, 부동태 피막이 오히려 약화되어 내식성이 감소할 수 있다. 따라서, 크롬은 16.0 이상 18.0 이하, 몰리브덴은 2.0 이상 3.0 이하, 니켈은 12.0 이상 14.0이하로 제한됨이 바람직하다.
망간은 0.2wt%를 초과할 경우, 황과 결합하여 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 내식성을 저하시킬 수 있기 때문에 망간은 0.2wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
규소는 0.5wt% 미만이거나, 1.0wt%를 초과할 경우, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 내식성이 저하될 수 있다. 따라서, 규소는 0.5wt% 이상 1.0wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
철은 환원법이나 분사법으로 제조된 분말을 사용할 수 있으며, 니켈, 몰리브덴 및 크롬 분말은 철과 합금화된 상태이다. 다만, 각 성분의 상태가 일실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 금속분말은 고압수 분무법에 의해 제조된 분말로서 입형은 불규칙한 형상이며, 상기 금속분말의 입도는140메쉬 이상 200메쉬 미만이 40 내지 70%, 200메쉬 이상 270 메쉬 미만이 20 내지 55%, 270메쉬 이상이 0 초과 5% 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. 첨언하면, 금속분말은 상술한 바와 같이 마련된 금속 성분을 용해하고 난 이후에 핸들링이 가능한 성형 강도를 갖고, 주사기에 적합한 필터력과 유속을 확보하도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 금속분말은 분말의 형상을 원형이 아닌 불규칙한 형상으로 만드는 고압수 분무법에 의해 제조된 합금분말을 사용할 수 있다. 그리고, 이렇게 불규칙한 형상으로 만들어진 금속분말은 주사기기용 주사액 금속필터(10)가 0.005mm 크기의 이물질을 90% 이상 걸러내는 필터력을 갖고, 이와 동시에 주사기가 약액을 투여하는데 소요되는 시간이 25초 이하가 되도록 적정한 입도를 갖게 할 수 있다. 한편, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 제조과정에서 금속분말에는 성형윤활제가 첨가될 수 있다. 성형윤활제는 금속분말의 100중량부에 대하여, 0.5 내지 1.5중량부 포함될 수 있다. 성형윤활제의 일실시예로서 Kenolube을 적용할 수 있으나, 성형윤활제의 종류는 이에 한정되지 않으며, 스테아린산 아연, 아미드왁스(Amide wax)를 적용할 수도 있다. 이러한 성형윤활제는 성형시 금형 내 금속분말이 압축되면서 금형면과 마찰이 발생하게 되고, 이때 발열 및 금형면에 스크래치가 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 사용할 수 있는 것이다. 그러나 성형윤활제의 첨가량이 1.5wt%를 초과하는 경우 압축성이 떨어지고 소결시 번아웃(Burn-out)이 되면서 소결체에 결함으로 나타날 수 있고, 최종 반제품인 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 표면에 성형윤활제가 산화물로 잔존하게 될 수 있다. 반면에, 성형윤활제가 0.5wt%미만으로 사용하는 경우 금형면에 발열 및 스크래치를 유발 시킬 수 있어 사용하기에 부적합할 수 있다. 따라서, 성형윤활제는 금속분말의 100중량부에 대하여, 0.5 내지 1.5중량부 포함되도록 제한됨이 바람직하다.
이처럼, 금속분말로 조성된 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 약액에 포함된 이물질을 필터링할 수 있도록 다공성으로 이루어진다. 그리고, 전술한 바와 같이, 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 주사기가 약액을 환자에게 투여할 때, 약액에 포함된 이물질을 필터링 하면서도 신속하게 주사를 처방하도록 할 수 있다. 이하, 상술한 주사기기용 주사액 금속필터(10)를 제조하는 방법을 하기 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법의 순서도이다.
도 3을 더 참조하면, 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법은 금속분말과 성형윤활제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계(S21)를 포함한다. 구체적으로, S21단계에서 금속분말과 성형윤활제에 대한 설명은 상술한 바와 동일함으로 생략한다. 상술한 바와 같이 마련된 금속분말과 성형윤활제는 믹서장치에 장입되어 혼합될 수 있으며, 이때, 혼합시간은 15분 내지 35분일 수 있다.
주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법은 S21 단계 이후에 혼합물을 성형틀에 장입하고 성형압력을 가해 성형체를 형성하는 단계(S22)를 실시할 수 있다. 구체적으로, S22 단계는 S21단계에서 형성된 혼합물을 성형틀에 장입한 후에 성형압력을 가해 성형체를 형성하는 공정이다. 이때, 성형압력은 2ton/cm2 이상 5ton/cm2 이하의 프레스압력일 수 있다. 프레스압력이 2ton/cm2 미만일 경우, 기설정된 형태의 성형체가 형성되지 않을 수 있고, 압축밀도도 감소하여 최종 제품인 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 기공의 크기가 커져 필터링 성능이 저하될 수 있다. 반면에, 프레스압력이 5ton/cm2을 초과할 경우, 성형체의 밀도가 높아져 기공률이 저하됨으로 인해 주사기의 약액 투여 시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 성형압력은 프레스압력으로 2ton/cm2 이상 5ton/cm2 이하로 제한됨이 바람직하다. 또한, S22 단계에서는 성형체에 있는 버(Burr)를 확인하고, 에어를 분사하여 이를 제거하는 공정을 더 실시할 수도 있다.
주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법은S22 단계 이후에 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계(S23)를 실시할 수 있다. S23단계는 성형체를 구성하는 입자들간의 결합력을 향상시키기 위해 성형체에 열을 가해 입자들끼리 충분히 결합시키는 공정이다. 특히, 성형체는 분해 암모니아, 수소, 수소와 질소의 혼합 가스 중 어느 하나의 가스 분위기에서 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 25분 내지 45분간 소결되는 것을 특징으로 할 수 있다. 소결온도가 1100℃ 미만인 경우에는 소결온도가 너무 낮아 소결이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 1200℃가 초과되는 경우, 원하는 필터력과 유속을 얻을 수 없으며, 또한 치수의 정밀도가 떨어져 주사기기용 주사액 금속필터(10)와 주사기의 조립성능이 저하될 수 있다. 그리고, 소결시간이 20분 미만인 경우 소결이 충분히 일어나지 않아 필터력이 저하되며, 45분을 초과하는 경우 강도가 증가하지만 소결변형으로 치수 정밀도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, S23단계에서, 성형체를 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 25분 내지 45분간 소결하기 전에 성형체에 대한 예열을 수행하고, 소결을 실시한 이후에 소결체에 대해 소결로 내에서 냉각을 수행하는 공정을 추가로 진행할 수 있다. 더욱 상세하게는, 다수의 성형체를 하나의 트레이에 넣고 트레이를 예열존, 히팅존 및 냉각존을 갖는 연속로를 통과하도록 상기 연속로에 트레이를 장입할 수 있다. 그리고 트레이는 400℃이상 900℃이하의 온도의 예열존을 통과하며 예열이 이루어질 수 있으며, 예열존을 통과한 트레이는 상술한 바와 같이, 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도의 히팅존에서 25분 내지 45분간 성형체가 소결되도록 할 수 있는 속도로 연속로에 장입될 수 있다. 그리고, 히팅이 완료된 소결체는 워터자켓(water jacket)을 통과하며, 소결로 내에서 냉각 될 수 있다. 그리고 이때, 소결체는 수냉 방식으로 냉각이 이루어질 수 있다. 단, 소결체의 냉각 방식은 일실시예의 수냉 방식으로 한정되는 것은 아니다.
주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법은 S23단계 이후에 소결체를 진공 열처리하여 금속필터를 형성하는 단계(S24)를 실시할 수 있다. 구체적으로 S24단계에서, 소결체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하로 진공 열처리될 수 있다. 소결체가 1100℃ 미만으로 진공 열처리될 경우, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 강도가 저하될 수 있고, 소재의 밀도도 저하되어 기공의 크기가 증가하여 이물질에 대한 필터링 성능이 저하될 수 있다. 반면에, 소결체가 1200℃를 초과하여 진공 열처리될 경우, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 형상이 변형될 수 있으며, 특히, 기공률의 저하로 인해 유속이 느려져 실용성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 소결체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하로 진공 열처리되도록 제어되는 것이 바람직하다. 그리고, 진공 열처리된 소결체는 0.4 내지 1.0℃/sec의 속도로 20분 내지 60분간 가스 냉각시켜 주사기기용 주사액 금속필터(10)를 형성하도록 할 수 있다. 이때, 진공열처리된 소결체는 질소(N2) 가스를 이용하여 냉각되는 것일 수 있으나, 진공열처리된 소결체의 냉각 방식이 일실시예에 한정되는 것은 아니다.
이러한 진공 방식의 열처리는 산소나, 이산화탄소, 일산화탄소 등 불순물을 함유한 가스의 성분이 적기 때문에 소결체에 산화, 침탄 등과 같은 표면 반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 주사기기용 주사액 금속필터(10)를 제조하는 과정에서 사용한 성형윤활제의 잔재 등과 같은 표면의 오염물을 열분해나 환원반응을 통하여 제거할 수도 있다. 즉, 진공 열처리를 적용한 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 소재의 화학 성분이 변형되는 것을 방지하고, 깨끗한 표면을 유지하도록 할 수 있다. 그리고, 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 진공 열처리를 진행한 이후에도 표면이 깨끗하게 유지되기 때문에 진공 열처리 이후에 후가공을 할 필요가 없어 경제적이다.
또한, S24단계에서 소결체는 진공 열처리되기 때문에 약액을 주사기에 주입한 상태에서 주사기기용 주사액 금속필터(10)와 약액 사이에 화학반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 일반적으로 약액이 환자의 몸에 투여될 때, 적어도 90% 이상의 이물질이 필터링 되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 방법으로 제조된 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 기공의 크기가 균일하고, 제2 몸체(13)의 두께가 최적화되어 설계되었기 때문에 약액에 포함된 이물질을 90%이상 필터링 할 수 있다. 그리고 특히, 전술한 제조방법에 의해 형성된 주사기기용 주사액 금속필터(10)는 5.2g/cm3 이상 5.8g/cm3 이하의 밀도를 갖도록 진공열처리되는 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 진공 열처리가 완료된 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 밀도가 5.2g/cm3 미만일 경우, 기공률이 증가하여 약액의 투여 시간은 감소하나, 필터력이 저하될 수 있다. 반대로, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 밀도가 5.8g/cm3를 초과할 경우, 필터력은 상승하나, 약액의 투여 시간이 지나치게 증가하여 효율적이지 못하다. 따라서, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 밀도가 5.2g/cm3 이상 5.8g/cm3 이하일 경우, 약액이 투여되는 시간이 12초 내지 25초를 만족하며, 약액에 포함된 이물질을 90%이상 필터링 할 수 있어 가장 적합하다.
이하, S24 단계에 대한 구체적인 실험예를 설명하도록 한다.
<실시예>
실시예1은 전체 금속분말 중량에 대하여, wt%로, 탄소(C) 0.006, 황(S) 0.007, 몰리브덴(Mo) 2.4, 니켈(Ni) 13.3, 망간(Mn) 0.1, 크롬(Cr) 16.8, 규소(Si) 0.9 및 잔부 철(Fe)로 조성된 금속분말과 상기 금속분말의 100 중량부에 대하여 1.0% 중량부의 성형윤활제를 25분간 혼합하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물에 3ton/cm2의 성형압력을 가해 성형체를 형성하였다. 그리고, 상기 성형체를 1140℃로 35분간 소결하여 소결체를 형성하고, 다시, 상기 소결체에 대하여 1100℃로 진공 열처리를 실시한 후에, 30분간 질소 가스로 냉각하여 금속필터를 제조하였다.
<실시예2>
실시예 2는 진공 열처리 온도를 1200℃ 로 제어하고, 나머지 공정 변수는 상기 실시예1과 동일하게 제어하여 금속필터를 제조하였다.
<비교예1>
비교예 1은 진공 열처리 온도를 1000℃로 제어하고, 나머지 공정 변수는 상기 실시예1과 동일하게 제어하여 금속필터를 제조하였다.
<비교예2>
비교예 2는 진공 열처리 온도를 1250℃로 제어하고, 나머지 공정 변수는 상기 실시예1과 동일하게 제어하여 금속필터를 제조하였다.
<실험예>
주사기에 금속필터를 장착한 이후에 10cc의 약액을 일반적인 주사 압력으로 투여하는데 소요되는 소요시간 및 이물질의 필터력을 측정했다. 이때, 상기 필터력은 앰플 내 약액에 포함된 이물질 대비 금속필터를 통과하여 배출된 약액에 포함된 이물질을 비교하고, 이물질의 감소율을 백분율로 나타낸 것이다.
구분 소요시간(sec) 필터력(%) 내식성
실시예1 12 90 적격
실시예2 25 96 적격
비교예1 10 82 부적격
비교예2 45 99 적격
상기 <표 1>에서 볼 수 있듯이, 본 발명인 실시예1은 주사기가 약액을 투여하는데 12초가 소요되었고, 이때의 이물질에 대한 필터력은 90%이다. 그리고, 실시예2는 주사기가 약액을 투여하는데 25초가 소요되었고, 이때의 이물질에 대한 필터력은 98%이다. 즉, 진공 열처리 온도가 증가하면서 이물질에 대한 필터력이 증가하며, 약액을 투여하는데 소요되는 시간이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예1 및 실시예2는 내식성이 기준을 만족하여 적격한 것을 볼 수 있다.
그러나, 비교예1은 주사기가 약액을 투여할 때, 소요되는 시간이 10초라는 점에서 실시예1 및 실시예2에 비해 약액 투여 속도가 빠르나 필터력은 82%에 불과해 실시예1 및 실시예2에 비해 필터력이 저하되는 문제점이 있고, 내식성이 기준을 만족하지 못해 부적격하다. 또한, 비교예2는 필터력이 99%로 실시예2와 유사한 필터력을 갖고, 내식성도 만족하지만 약액을 투여하는 시간이 45초가 소요되어 약액 투여 속도가 현저하게 느려지는 문제점이 있다. 즉, 진공 열처리 공정시, 1200℃ 온도가 넘어가면 필터력의 증가폭은 적어지는 반면, 기공의 크기가 과소해져 주사기가 약액을 투여하기 위해 소요되는 시간은 크게 늘어나는 것을 알 수 있다. 또한, 기공의 크기가 과소해졌을 때, 더욱 신속하게 주사기 내의 약액을 환자에게 투여하려 할 경우, 더 많은 힘을 주사기에 가해야만 한다. 따라서, 주사를 놓을 때 불필요하게 많은 힘이 소요되어 실용적이지 못하게 된다.
따라서, 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법은 S24 단계에서, 주사기기용 주사액 금속필터(10)의 필터력이 90% 이상이되 주사기가 약액을 투여하는 시간이 최소화되도록 소결체를 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 진공 열처리시키는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 주사기기용 주사액 금속필터
11: 제1 몸체
12: 중공홀
13: 제2 몸체

Claims (10)

  1. 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법에 있어서,
    a) 금속분말과 성형윤활제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    b) 상기 혼합물을 성형틀에 장입하고 성형압력을 가해 성형체를 형성하는 단계;
    c) 상기 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및
    d) 상기 소결체를 진공 열처리하여 금속필터를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 a) 단계에서, 상기 금속분말은 전체 금속분말 중량에 대하여, wt%로, 탄소(C) 0초과 0.030이하, 황(S) 0초과 0.015이하, 몰리브덴(Mo) 2.0 이상 3.0 이하, 니켈(Ni) 12.0 이상 14.0이하, 망간(Mn) 0초과 0.2 이하, 크롬(Cr) 16.0 이상 18.0 이하, 규소(Si) 0.5 이상 1.0 이하 및 잔부 철(Fe)로 조성되는 합금분말인 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 상기 성형윤활제는 상기 금속분말의 100중량부에 대하여, 0.5 내지 1.5 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 상기 금속분말은 고압수 분무법에 의해 제조된 분말로서 입형은 불규칙한 형상이며, 상기 금속분말의 입도는140메쉬 이상 200메쉬 미만이 40 내지 70%, 200메쉬 이상 270 메쉬 미만이 20 내지 55%, 270메쉬 이상이 0 초과 5% 이하인 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서, 상기 성형압력은 프레스압력으로 2ton/cm2 이상 5ton/cm2 이하인 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계 이전에 상기 소결체를 400℃이상 900℃이하의 온도로 예열하는 단계를 더 포함하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 상기 성형체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 25분 내지 45분간 소결되는 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계 이후에 상기 소결체를 소결로 내부에서 냉각하는 단계를 더 포함하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 d) 단계에서, 상기 소결체는 1100℃ 이상 1200℃ 이하로 진공 열처리되고, 0.4 내지 1.0℃/sec의 속도로 20분 내지 60분간 가스 냉각되는 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 d) 단계 이후에 형성된 금속필터는 5.2g/cm3 이상 5.8g/cm3 이하의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 것인 주사기기용 주사액 금속필터의 제조방법.
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