KR101757246B1 - 전자기 스펙트럼으로 검출가능한 플라스틱 패키징 구성요소 - Google Patents
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Abstract
플라스틱 포장 구성요소는 수지와 혼합되는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제를 포함하는 수지로 형태로 제공된다. 수지는 에어로졸 패키지 리드, 에어로졸 스프레이 버튼, 에어로졸 스프레이 튜브, 트리거 스프레이어, 통합된 리드 스프레이어, 그리스 카트리지, 그리스 캡, 플라스틱 섬유 타올, 패키징 스트랩, 통 리드, 병 캡, 또는 브러시의 플라스틱 패키징 구성 요소로 형성된다. 유기물 생산 공정에서 놓여진 포장 구성 요소를 검출하기 위한 과정은 수지와 혼합된 전자기 검출 첨가제 를 수지에 추가하고 플라스틱 패키징 구성요소 안으로 수지가 첨가된 첨가제를 형성하여 제공된다. 생산 공정은 첨가제의 검출 신호를 검사한다. 첨가물이 검출되면 알람을 제공하여 생산 공정 내에 떨어진 패키징 구성요소가 포함되어 있음을 알린다.
Description
이 출원은 2011년 3월 25일 출원된 미국 가 특허 출원 제 61/467,811의 우선권 이익을 주장하는 실용 출원이며, 그 내용이 여기에 참고로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 산업 재료 플라스틱 패키징 구성요소에 관한 것으로서, 특히 생산 공정(product stream)과 관련된 이물질 검출 장비에 의해 검출 가능한, 결과로서 생기는 플라스틱 구성요소를 제공하는 물질이 적재된, 플라스틱 구성요소에 관한 것이다.
금속 검출기들은 열상 위험(laceration hazard)을 나타내는 금속 파편이 식품에 들어가지 않도록 보장하기 위해 일반적으로 식품 가공 라인에서 발견된다. 마찬가지로, 의약품 및 생명의학 장치의 생산품은 생산 공정에서 발생되는 금속 파편과 관련된 위험에 취약할 뿐만 아니라, 이러한 금속은 또한 활성 의약품 성분을 저하시키거나 감염의 잠재적 원인으로서 작용할 수 있는 것이 예상된다. 생산 라인에 존재하는 유사 금속(spurious metal)을 검출하는 다양한 기술이 알려져 있다. 이러한 기술은 금속 검출 시스템을 위한 송신기 코일-수신기 코일, 무선 주파수를 사용하는 시스템, 그리고 자기장 계 시스템을 포함한다. 일부 금속 재료들은 강자성이 아니며, 동시에 특히 양호한 전기 도체가 아니라는 사실을 인식하여, 오염 물질의 넓은 범위의 검출을 용이하게 하도록 X-레이 스캐너 및 다른 전자기장(EMF) 스펙트럼 영역 스펙트럼 검출 기술이 식품 및 의약품 생산 라인에 추가되었다.
식품이나 의약품 생산 라인에 있는 유사 금속 파편 검출의 발전에도 불구하고, 종래의 생산 라인은 식품이나 의약품 생산 라인에 들어갈 수 있는 유사 플라스틱 및 다른 고분자 물질들을 검출하기에는 설비가 불량하다. 이러한 플라스틱 재료는 열상을 일으킬 수 있는 파편으로 파괴될 수 있을 뿐만 아니라 의약품 생산과 관련하여서도 잠재적으로 치료의 효능을 저하시킬 수 있는 유기 금속 촉매 및 가소제를 포함하기 때문에 문제가 있다.
식품 또는 의약품 생산 라인의 정비는 현재 다양한 재료의 패키징 구성요소가 제외되어야 하는 제외 영역을 요구하는 엄격한 지침이 있다. 이러한 제외 정책에도 불구하고, 플라스틱 파편들이 생산 라인에 들어가고, 심지어 하나의 플라스틱 조각이 생산 공정에 들어가면, 사용가능한 대량의 제품이 폐기되어야 한다. 오염된 가능성이 있는 경우 제품의 폐기를 요구하는, 다진 고기(ground meat)의 처리에 관한 규칙은 이러한 예이다. 실수로 제품이 제외 영역으로 들어가는 일반적인 플라스틱 패키징은 에어로졸 캔, 그리스 카트리지 튜브, 그리스 튜브 캡, 플라스틱 섬유 타올, 패키징 스트랩, 통 리드, 병 캡, 그리고 브러시를 포함한다.
에어로졸 캔은 생산 설비의 작동을 유지하기 위해 윤활제, 실란트 및 기타 물질을 운반하는 식품 및 의약품 생산 산업에서 정기적으로 사용된다. 일반적인 에어로졸 캔은 에어로졸 스프레이 버튼을 덮기 위해 캔의 상단에 장착된 플라스틱 리드가 제공된다. 에어로졸 캔의 압축된 내용물을 방출하려면, 일반적으로 리드를 제거하고, 에어로졸 캔을 수직 위치에서 유지하고, 의도된 적용 방향으로 에어로졸 스프레이 버튼을 누른다. 선택적으로, 스프레이 튜브는 스프레이 버튼 구멍으로부터 원하는 대상에 대하여 더욱 집중된 패턴으로 에어로졸 스프레이를 향하도록 직접 스프레이 버튼에 연결된다. 이러한 에어로졸 캔 리드, 스프레이 버튼, 튜브들은 일반적으로 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 재료, 금속, 나일론, 또는 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 압출 또는 사출 성형을 통해 형성된다. 식품이나 의약품 산업 생산 라인의 상황에서 이러한 캔들을 사용하여, 뚜껑, 스프레이 버튼, 및 스프레이 튜브인 이들 플라스틱 구성요소 각각은 에어로졸 캔으로부터 떨어져 생산 공정 내에 들어갈 가능성이 있다. 플라스틱으로 형성된 에어로졸 패키징 구성요소가 일단 이러한 생산 공정에 들어가면, 생산 과정에서 이들의 구성요소나 조각들을 검출하는 데는 한계가 있다.
따라서, 이러한 구성요소가 식품이나 의약품 제품 등과 같은 소모성 생산 공정 내에서 소실되는 것을 배제하기 위하여, 종래의 금속 검출기, X-선 또는 기타 전자기 스펙트럼 검출 기술에 의한 검출에 민감한 물질로 형성된 플라스틱 패키징 구성요소에 대한 필요성이 존재한다.
플라스틱 패키징 구성요소는 수지와 혼합된 전자기 스펙트럼 검출 첨가제를 포함하는 수지의 형태로 제공된다. 이 수지는 에어로졸 패키지 리드, 에어로졸 스프레이 버튼, 에어로졸 스프레이 튜브, 트리거 스프레이어, 통합된 리드-스프레이어, 그리스 카트리지, 그리스 캡, 플라스틱 섬유 타올, 패키징 스트랩, 통 리드, 병 캡, 또는 브러시의 플라스틱 패키징 구성요소로 형성된다.
유기물 생산 공정에 놓여진 패키징 구성요소를 검출하기 위한 과정은 수지와 혼합된 전자기적으로 검출가능한 첨가제를 수지에 추가하는 단계와, 에어로졸 패키지 리드, 에어로졸 스프레이 버튼, 에어로졸 스프레이 튜브, 트리거 스프레이어, 통합된 리드 스프레이어, 그리스 카트리지, 그리스 캡, 플라스틱 섬유 타올, 패키징 스트랩, 통 리드, 병 캡, 또는 브러시와 같은 플라스틱 패키징 구성요소에 수지가 적재된 첨가제를 형성하는 단계를 포함한다. 그 후 생산 공정은 생산 공정에 존재하는 첨가제의 검출 신호를 위해 검사된다. 첨가제가 검출되면, 경보 신호가 제공되어 생산 공정에서 놓여진 패키징 구성요소가 포함되어 있음을 알린다.
본 발명은 생산 공정과 관련된 이물질 검출 장비에 의해 검출 가능한, 결과로서 생기는 플라스틱 구성요소를 제공하는 물질이 적재된, 플라스틱 구성요소에 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따라 형성된 에어로졸 스프레이 캔과 다양한 플라스틱 에어로졸 패키징 구성요소를 나타내는 에어로졸 스프레이 패키지의 부분 단면도.
도 2a-2j는 본 발명에 따라 형성된 다양한 패키징 구성요소의 사시도.
도 2a-2j는 본 발명에 따라 형성된 다양한 패키징 구성요소의 사시도.
본 발명은 특히 식품과 의약품 제조에 공통된 유기 물질 생산 공정의 개념에서, 이물질 검출 장비에 의해 검출할 수 있는 플라스틱 패키징 구성요소로서의 유용성을 갖는다. 플라스틱 수지에 포함된 전자기 스펙트럼 검출 첨가제의 포함을 통해, 실수로 유기물 생산 공정에 놓인 이러한 구성요소를 검출할 수 있게 한다.
설명을 위해서 그리고 거기에 도시된 크기나 구조에 구속되는 것을 의도하지 않으며, 에어로졸 스프레이 캔은 도 1에서 일반적으로 10으로 나타내고, 몸체(16) 또는 캔(10)의 밸브 컵(18)을 둘러싸는 리드(14)에 장착되기 위한 리드(12)를 포함한다. 돔형 클로져(17)는 립(14) 위로 연장하여 상부 림(18)에서 종료된다. 상부 림(18)은 에어로졸 스프레이 버튼(22)과 쿠션작동 하며 이로부터 연장되는 제품 배출 튜브(20)를 갖는다. 스프레이 버튼(22)은 그 안에 구멍(24)을 갖는다. 구멍(24)은 캔(10)의 내용물과 완전히 연통한다. 캔(10)의 내용물이 구멍(24)과 튜브(26)를 통해 직접 그 말단부를 통해 나가도록 하기 위해, 그로부터 직접 연장하여 구멍(24)과 맞물리는 에어로졸 스프레이 튜브(26)가 선택적으로 제공된다.
본 발명에 따르면, 플라스틱 에어로졸 패키징 구성요소는 예시적으로 에어로졸 패키지 리드(12), 에어로졸 스프레이 버튼(22), 에어로졸 스프레이 튜브(26)를 포함한다. 도 1에 도시된 이러한 구성요소에 추가하여, 예시적으로 본 발명의 조성물로 만들어진 다른 에어로졸 구성요소가 임의의 플라스틱 에어로졸 구성요소를 포함할 수 있는 것을 인식할 수 있고, 임의의 플라스틱 에어로졸 구성요소는 가압 되거나 또는 수동으로 펌프 되는 것에 따라, 에어로졸 응용으로부터 분리될 수 있고; US 5,178,354에 기술된 클립-온 연장 튜브 홀더, US 특허 3,756,512; 4,155,487; 4,345,718에 기술된 트리거 스프레이어, 미국 특허 4,620,646; 5,379,924에 기술된 통합된 리드-스프레이어를 포함하며, 그 결합은 각각의 구성요소를 형성하기 위해 사출 성형 또는 압출되는 종래의 열가소성 수지로 형성된다. 본 발명의 다른 플라스틱 패키징 구성요소는 클립-온 연장 튜브 홀더(도 2a), 트리거 스프레이어(도 2b), 및 통합된 리드-스프레이어(도 2c)를 포함한다. 검출되는 이점이 있고 식품 및 의약품 생산 라인에 공통적 오염물인 다른 플라스틱 구성요소가 도시되어 있는데, 그리스 카트리지(도 2d), 그리스 캡(도 2e), 플라스틱 섬유 타올 시트(도 2f), 패키징 스트랩(도 2g), 통 리드(도 2h), 병 캡(도 2i)과 브러시(도 2j)를 포함한다. 전자기 스펙트럼 검출 첨가제를 포함하는 이점을 갖는 본 발명의 구성요소의 공통 특징은 생산 라인의 작동을 유지하는 데 사용되는 소모성 제품과 관련된다. 특정 실시 예에서, 본 발명의 제품은 일반적으로 생산 설비에 고정되지 않는다.
구성요소가 형성되는 종래의 수지에 포함되는 것은 수지와 혼합되는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제이다. 첨가제는 금속 검출, X-레이 검출 및 마이크로 웨이브 검출 또는 기타 전자기 스펙트럼 검출 기술에 공통인 종래의 검출 기술에 의해 검출되는 양으로 존재한다. 이러한 검출 기술은 첨가제 또는 구성요소의 영상(imaging)과 연관하여 사용될 수 있지만, 첨가제 검출은 유기물 생산 공정에서 유사 금속 또는 높은 전자 밀도의 물질을 찾기 위하여 가시 광선 영상에만 기초하지 않음을 인식하여야 한다. 이러한 유기물 생산 공정은 일반적으로 식품 산업, 의약품 산업, 동물성 원료 산업 및 의료 제품과 관련이 있다. 이러한 유기물 생산 공정은 주로 탄소 함유 물질에 기초하는 것으로 인식되며, 이러한 공정은 또한 영양소 금속, 유기 금속 촉매, 금속효소 등을 미량 포함하는 것으로 인식된다. 공정 중에 들어가는 본 발명의 플라스틱 구성요소의 파편이나 조각들은 바람직하지 않은 오염물로 간주되고 생산 공정에 내재하는 물질을 통해 검출가능하다.
플라스틱 에어로졸 패키징 구성요소로 형성되는 수지는 예시적으로 아크릴로 니트릴-부타디엔 스티렌(ABS), 아세틸 수지, 아크릴, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVAs), 불소 중합체, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 염화물, N-비닐-카파졸, 및 폴리우레탄, 폴리이소프렌 등의 엘라스토머, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 고무(EPDM), 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 그리고 이들의 조합을 포함한다. 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 패키징 구성요소가 성형 또는 압출되는 예시적인 열가소성 수지를 나타낸다. 특히, 고밀도 폴리에틸렌은 이러한 에어로졸 패키징 구성요소 및 기타 패키징 구성요소가 형성되는 폴리에틸렌의 바람직한 클래스를 나타낸다. 열가소성 수지에 더하여 사출 성형 조성물은 또한 선택적으로 가소제, 착색제, 가공 보조제, 탄산 칼슘과 같은 필러, 섬유 유리 및 금홍석 또는 이산화 티타늄의 다른 형태, 그리고 카본 블랙을 포함하는 것을 인식할 수 있다.
열가소성 수지 또는 열경화성 수지는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제와 혼합되고, 첨가제는 검출을 용이하게 하는 적재 및 크기 분포로 수지에 존재한다. 바람직하게는, 상기 첨가제는 염기성 수지의 공정 중 품질 변화를 제한하는 수량과 크기로 존재한다. 수지 내의 그러한 전자기 스펙트럼 검출 첨가제의 일반적인 적재는, 본 발명의 구성요소가 형성되는 완전히 적재된 수지 조성물의 총 중량 %의 1 내지 30 범위이다. 첨가제는 성형 헤드를 통한 수지 주입에 방해되거나 또는 간섭될 가능성을 방지하기 위해, 바람직하게는 상기 첨가제는 구형 입자의 형태, 또는 적어도 3: 1-1: 1의 입자의 가장 짧은 선형 치수에 대하여 입자의 가장 긴 선형 치수 간의 종횡비(aspect ratio)를 갖는 입자의 형태이다.
바람직하게는, 상기 첨가제는 플라스틱 수지에 존재하는 첨가제 입자의 적어도 50% 가 100 미크론 미만의 x-y-z 평균 선형 치수를 갖도록 평균 x-y-z 선형 치수를 갖는다.
여기에서 사용된 바와 같이, "x-y-z 평균 선형 치수"는 X 축, Y 축 및 Z 축에 의해 정의된 세 개의 직교 방향으로 입자의 평균 선형 범위를 정의한다. 보다 바람직하게는, 첨가제 입자의 70 %보다 많이 80 미크론 미만의 평균 x-y-z 선형 범위를 갖는다. 한층 더 바람직하게는, 첨가제 입자의 90 % 가 50 미크론 미만의 평균 x-y-z 선형 범위를 갖는다. 첨가제는 분산을 용이하게 하기 위해 앞서 언급한 수지 중 하나와 선택적으로 미리 코팅된다.
여기서 작용하는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제의 확인은 수지와의 호환성 및 그렇게 사용된 유기물 생산 공정 검출 장비에 의한 검출 민감성에 의해 주로 검출된다. 여기서 작용하는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제는 예시적으로 스테인레스 스틸, 철 금속, 아연, 알루미늄, 그리고 알루미늄, 아연, 및 철 등의 금속을 포함하는 합금을 포함한다. 바륨 황산과 요오드를 포함하는 화합물은 무기, 비금속, 높은 수준의 방사선 비 투과성으로 작용하는 전자기 스펙트럼 검출 첨가제를 나타낸다. 이러한 본 발명의 첨가제의 일반적인 적재는 공통적으로 사출 성형 수지의 총 중량 %의 1 내지 30 범위이다. 바람직하게는, 첨가제는 식품 등급이 되게 선택되거나 또는 의약품이나 다른 생산 공정에서 불활성이 되게 선택된다.
본 발명의 검출가능한 첨가제와 사출 성형에 적합한 열가소성 수지 패키지의 혼합을 촉진하기 위해, 바람직하게는, 전자기 스펙트럼 검출 첨가제는 폴리머캐리어(polymercarrier)와 협력하여 열가소성 수지와 혼합된다. 적절한 폴리머캐리어는 산업에 공통적인 열가소성 수지 펠릿과 공기 혼합되어 균일한 멜트(melt)를 형성하기 위해 스크류 계 열가소성 압출 성형 기계 내로 혼합하기에 적합한 펠릿화된 재료를 형성하도록 첨가제와 혼합된다. 이러한 펠릿은 종래의 갈라 펠릿타이저(Gala pelletizer)로 용이하게 형성된다. 적당한 폴리머캐리어는 앞서 언급한 열가소성 수지를 포함한다. 예시적인 폴리머캐리어는 폴리프로필렌, 에틸렌 에틸 아크릴 레이트, 및 비닐 아세테이트를 포함한다. 입자와 혼합되는 이러한 폴리머캐리어는 보통 Eriez (Erie, PA) 를 포함하는 여러 공급자로부터 구입될 수 있다.
본 발명의 검출가능한 첨가물의 포함으로, 이러한 첨가물 없이 형성된 구성요소에 비해 취성의 정도가 결과물인 구성요소 성형에 종종 부여되는 것을 인식할 수 있다. 당업자는 가소제를 많이 넣어, 수지 내의 종래 필러의 감소처럼 성형 수정을 통해 적어도 부분적으로 취성을 보완할 수 있고, 또는 더 낮은 유리 전이 수지를 얻을 수 있는 것을 인식할 수 있다.
도 2f에 도시된 본 발명의 플라스틱 타올 시트에 대하여, 종래의 섬유는 본 발명에 따른 전자기 스펙트럼 검출 타올 시트로의 병합에 따라 이러한 섬유를 제공하기 위해 본 발명의 첨가제 입자를 포함하는 베쓰를 통해 얻어진다. 이 섬유는 생산시에 선택적으로 덜 마르게 되고, 첨가제가 종래의 접촉 접착제 또는 열가소성 멜트와 부착된다. 그리고 첨가제로 코팅된 결과물인 섬유는 종래 방식으로 플라스틱 섬유 타올 시트의 제조에 사용된다.
본 발명의 플라스틱 패키징 구성요소의 압출, 사출 성형, 또는 몰드 설정에 따라, 본 발명의 구성요소는 도 1에 도시된 에어로졸 패키지 또는 다른 컨테이너와 결합되어 종래의 구성요소와 동일한 방식으로 작동한다. 하지만, 본 발명의 구성요소가 패키지로부터 옮겨지고 식품이나 의약품 생산과 관련된 것과 같이, 유기물 생산 공정으로 나뉨에 따라, 생산 공정은 검출가능한 첨가제를 용이하게 검사하고, 발견하는 경우, 알람이 울린다. 특정 실시예에서, 알람 신호에 따라, 생산 라인이 중지되며, 오염된 제품 부분이 순수한 제품으로부터 선택적으로 격리된다. 여기서 작동되는 검출 분광법(spectroscopies)은 예시적으로 종래의 금속 검출, X-레이 검출 및 마이크로 웨이브 검출이 있다. 그 결과, 본 발명의 패키지와 관련하여 대체된 구성요소는 쉽게 검출되고 패키징 전에 그리고, 소비자의 잠재적인 섭취 또는 다른 접촉 전에 생산 공정에서 제거된다.
명세서에서 언급된 특허 문서 및 간행물은 본 발명과 관련된 당업자의 수준을 나타낸다. 이들 문서 및 간행물은, 각 개별 문서 또는 간행물이 특별하게 그리고 개별적으로 참고로서 여기에 통합되는 것처럼 동일한 정도로서 참고로 여기에 포함된다.
본 발명의 상술한 기술은 첨부된 청구범위의 영역을 제한하지 않으며, 대신 이러한 기술은 본 발명의 예시로서 의도된다. 당업자는 다음 청구범위에 기술되고 한정된 바와 같이, 본 발명의 영역과 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 여러 변경이 존재함을 인식할 것이다.
16: 몸체 18: 밸브 컵
14: 리드 17: 돔형 클로져
22: 에어로졸 스프레이 버튼
26: 에어로졸 스프레이 튜브
14: 리드 17: 돔형 클로져
22: 에어로졸 스프레이 버튼
26: 에어로졸 스프레이 튜브
Claims (20)
- 플라스틱 패키징 구성요소로서,
열가소성 또는 열경화성 수지; 및
상기 수지와 서로 혼합된 스테인레스 스틸 입자인 첨가제를 포함하고,
상기 첨가제는 구성요소의 총 중량%의 1-30으로 존재하며,
상기 첨가제는 식품 등급이 되거나 또는 의약품 생산 공정에서 불활성이며,
상기 수지는 구성요소의 형태로 형성되되,
상기 첨가제는 첨가제 입자의 적어도 50%가 100 미크론 미만이 되도록 평균 x-y-z 선형 치수를 갖고, 상기 첨가제는 3: 1-1: 1의 입자의 가장 짧은 선형 치수에 대하여 입자의 가장 긴 선형 치수 간의 종횡비(aspect ratio)를 갖는, 플라스틱 패키징 구성요소. - 제 1항에 있어서, 상기 형태는 에어로졸 패키지 리드, 에어로졸 스프레이 버튼, 에어로졸 스프레이 튜브, 또는 튜브를 위한 에어로졸 패키지 클립-온 확장 홀더 중 하나인, 플라스틱 패키징 구성요소.
- 제 1항에 있어서, 수지는 아크릴로 니트릴-부타디엔 스티렌(ABS), 아세틸 수지, 아크릴, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVAs), 불소 중합체, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 염화물, N-비닐 카파졸, 폴리우레탄, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 고무(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 또는 이들의 조합 중 하나인, 플라스틱 패키징 구성요소.
- 제 1항에 있어서, 수지는 폴리프로필렌인, 플라스틱 패키징 구성요소.
- 제 1항에 있어서, 첨가제가 수지와 혼합되기 전에 첨가제와 혼합된 폴리머캐리어를 더 포함하는, 플라스틱 패키징 구성요소.
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