KR101927148B1 - 다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캡슐의 외피가 되는 젤라틴 시트를 두 겹 내지 세 겹 등 다겹으로 형성하여 연질 캡슐을 제조하는 것을 특징으로 하는 연질 캡슐 제조 장치에 관한 것으로,
얇은 피막 형상의 시트를 성형하기 위한 시트 성형부, 성형된 시트로 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형부, 및 캡슐화 되는 시트 내에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부를 포함하되, 상기 시트 성형부는 둘 이상 구비되어 다겹의 시트가 캡슐을 성형하는 것을 기술적 특징으로 하며,
다겹으로 젤라틴 시트를 형성하는 경우 일부 층을 순수 젤라틴이 아닌 약제와 같은 특수 성분을 혼합배치하여 성형할 수 있어, 젤라틴 연질 캡슐 외주면에 스프레이 방식으로 약제로서 특수 성분을 도포하였던 기존 제조 방식과 비교하여 작업상의 한계를 극복하고 상품성을 높였다는 효과를 가진다.

Description

다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치{Manufacturing device for gelatin capsule}

본 발명은 연질 캡슐을 제조함에 있어, 캡슐의 외피가 되는 젤라틴 시트를 두 겹 내지 세 겹 등 다겹으로 형성하여 연질 캡슐을 제조하는 것을 특징으로 하는 연질 캡슐 제조 장치에 관한 것이다.

특히 다겹으로 젤라틴 시트를 형성하는 경우 일부 층을 순수 젤라틴 성분이 아닌 약제와 같은 특수 성분을 혼합배치하여 성형할 수 있어, 젤라틴 연질 캡슐 외주면에 스프레이 방식으로 약제로서 특수 성분을 도포하였던 기존 제조 방식과 비교하여 작업상의 한계를 극복하고 상품성을 높였다는 효과를 가진다.

다양한 용도로 사용되고 있는 연질캡슐제품은 젤라틴(Gelatin)을 가열 용액화하고 이를 연질 캡슐 성형기의 드럼에 얇게 펴서 시트화하여 성형부로 이송하고, 한 쌍의 성형롤로 연질 캡슐을 성형하면서 내부에 약제를 충진하여 제조하는게 일반적인 생산 방법이다.

이를 소위 로터리 방식이라고 하는데, 좀 더 구체적으로 이와 같은 제조 장치는 젤라틴 용액으로 얇은 피막 형상의 젤라틴 시트를 성형하기 위한 시트 성형부와, 젤라틴 시트로 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형부, 그리고 캡슐화되는 젤라틴 시트 내에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부로 이루어진다.

시트 성형부를 살펴보면, 젤라틴 탱크에서 시럽 형태로 변화된 젤라틴은 탱크와 이송호스로 연결된 스프레터 박스로 공급되고, 해당 스프레더 박스로 공급된 용융 상태의 젤라틴은 그 두께가 조절되어 아래에 배치된 드럼의 외주면에 조절된 두께로 도포된다.

그리고 회전되는 드럼에 도포된 젤라틴은 냉각되어 시트화되고, 이후 다수의 이송롤러를 거쳐서 캡슐 성형부로 공급된다.

그리고 캡슐 성형부는 연질 캡슐의 외피를 성형하기 위해 캡슐의 2분의 1 형상으로 음각된 공동(cavity)이 외주에 서로 대응되게 각각 배열 형성된 채로 마주 대하며 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 성형롤이 구비되어 있고, 성형롤의 상측에는 약액을 주입하기 위한 웨지가 장착되어 있으며, 웨지는 약액을 공급받지 위해 약액 공급부와 연결되어 있다.

이에 시트 성형부에서 성형한 2장의 젤라틴 시트를 캡슐 성형부의 회전하는 한 쌍의 성형롤 사이에 끼워넣음과 동시에 젤라틴 시트 사이에 약액을 일정한 주기로 주입하고 가열 밀봉 및 이와 동시에 커팅하여 한 쌍의 성형롤에서 젤라틴 시트를 캡슐 형상으로 형발함으로써 젤라틴 피막 내에 약액이 충진된 연질 캡슐이 연속적으로 제조된다.

이 경우 젤라틴 피막 내에 충진되는 기본적 약액 외에 사용 용도에 따라서는 특수 목적을 가지는 특수 약액을 고형 타입의 알약으로 성형하여 기존 약액 충진시 이를 함께 젤라틴 피막 내에 충진하기도 하고, 또는 특수 목적을 가지는 특수 약액을 액상 타입으로 준비하여 성형이 완료된 연질 캡슐 외주면에 스프레이 방식으로 도포하여 성형하기도 한다.

전자의 경우 연질 캡슐 내에 고형 타입의 알약이 수용되어 있는 상태가 시각적으로 확인되기에 상품성이 떨어지며, 실제로 고형 타입의 알약을 캡술 성형시 젤라틴 시트 사이에 주입하여 성형하는 것이 용이하지 못하여 작업성이 떨어진다는 한계를 가져, 후자 방식이 이용되고 있다.

그러나 후자 방식에 있어서도 특수 목적을 가지는 특수 약액을 스프레이 방식으로 연질 캡슐 외주면에 도포하여 코팅시키는 경우 작업성이 떨어지며, 또한 스프레이시 약액 손실이 발생될 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.

참고로 연질 캡슐 제조 장치로 다양한 기술들이 제시되어 있는데, 등록특허 제10-1713593호(2017.03.02.)「고형 제형을 내용물로 함유하는 연질 캡슐의 제조 방법」이 개시된 바 있다. 그리고 등록특허 제10-1713593호에서는 앞서 설명한 전자와 같이 특수 목적의 특수 약액을 포함하는 젤라틴 연질 캡슐을 제안하고 있다.

본 발명은 젤라틴 연질 캡슐 내부에 기본적으로 충진되는 약액 외에 특수 목적의 특수 약액이 추가로 공급되어야 하는 경우, 기존의 고형 제형을 연질 캡슐 내부에 추가 주입하거나 연질 캡슐 외주면을 스트레이로 분사하여 코팅처리하는 방식의 문제점 - 작업성 및 상품성 저하를 해결하기 위한 연질 캡슐 제조 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

또한 특수 목적의 특수 약액이 연질 캡슐 외주면에 코팅되더라도 쉽게 연질 캡슐에서 탈거되지 않도록 하는 연질 캡슐 제조 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 가진 본 발명에 따른 연질 캡슐 제조 장치는,

얇은 피막 형상의 시트를 성형하기 위한 시트 성형부, 성형된 시트로 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형부, 및 캡슐화 되는 시트 내에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부를 포함하되,

상기 시트 성형부는 둘 이상 구비되어 다겹의 시트가 캡슐을 성형하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한 상기 시트 성형부는,

얇은 피막 형상의 젤라틴 시트를 성형하는 제1 시트 성형부와, 젤라틴과 비 젤라틴이 교번하여 배치되는 얇은 피막 형상의 약액 시트를 성형하면서 상기 젤라틴 시트와 겹으로 성형되는 제2 시트 성형부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 제조 장치는, 젤라틴과 비 젤라틴을 교번하여 공급하는 스프레터 박스가 구비되되, 젤라틴과 비 젤라틴을 토출하는 각 노즐간의 간격이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한 상기 약액 시트에 형성된 비 젤라틴 패턴은 캡슐 성형부의 성형롤에 형성된 음각된 공동 위치와 대응되도록 배치되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기한 구성을 가진 본 발명에 따른 연질 캡슐 제조 장치에 의하면,

캡슐 외피를 다겹으로 형성할 수 있어, 특수 목적의 특수 약액을 스프레이 방식이 아니라 젤라틴 시트와 같이 시트 타입으로 코팅 시킬 수 있어 원료 손실을 막을 수 있고 성형이 완성된 제품의 상품성을 높일 수 있다는 효과가 기대된다. 또한 작업성 역시 좋아졌다는 효과가 있다.

또한 약액 시트 성형시, 특수 목적의 특수 약액을 젤라틴 성분과 교번하여 배치하되 특수 약액의 패턴을 연질 캡슐 양 단부가 아닌 중심부에 위치되도록 하여 특수 약액이 캡슐 사용 내지 관리 환경에 따라 박리되거나 손실되는 문제를 해결하였다.

또한 약액 시트 성형에 있어 특수 약액과 젤라틴 성분의 교번 배치시, 특수 약액과 젤라틴 성분 투입을 위한 각 노즐간에는 간격을 두어 노즐 분사 이후 내용물이 자연스럽게 퍼지면서 정렬될 수 있도록 하여 외관이 우수한 스트라이프 패턴을 형성시킬수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 연질 캡슐 제조장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 캡슐 성형부의 성형롤에 3 겹의 젤라틴 시트가 배치된 형태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 연질 캡슐 제조장치로 성형된 캡슐을 도시한 도면.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연질 캡슐 제조장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

일반적으로 연질 캡슐은 젤라틴을 가열 용액화하고 이를 얇게 펴서 시트화된 젤라틴 시트를 외피로 사용하는 것으로 이하에서도 젤라틴 연질 캡슐로 본 발명에 따른 장치가 설명되고 있으나, 연질 캡슐의 외피로 젤라틴 재질에 한정되는 것은 아니다.

다음으로 앞서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 연질 캡슐 장치는 기존의 연질 캡술 장치 구성들의 대부분이 채용된다.

즉, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 연질 캡슐 장치 역시 젤라틴 용액으로 얇은 피막 형상의 젤라틴 시트를 성형하기 위한 시트 성형부(1)와, 젤라틴 시트로 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형부(2), 그리고 캡슐화되는 젤라틴 시트 내에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부(3)로 이루어진다.

다만, 기존 연질 캡슐 제조 장치로 인해 성형되는 연질 캡슐은 외피가 한 겹이라는 점이었으나, 본 발명의 핵심은 연길 캡슐을 형성하는 외피가 다겹인 것에 기술적 특징이 있는 것으로, 본 발명에서의 상기 시트 성형부는 둘 이상 구비된다.

따라서 시트 성형부 이후의 구성 즉, 캡슐 성형부 및 약액 공급부는 기존 연질 캡슐 제조장치의 공지된 구성들이 채용된다.

다음으로 본 발명에 따른 시트 성형부(1)를 살펴보면, 얇은 피막 형상의 제1 젤라틴 시트(S1)를 성형하는 제1 시트 성형부(11)와, 젤라틴과 비 젤라틴이 교번하여 배치되는 얇은 피막 형상의 약액 시트(S2)를 성형하는 제2 시트 성형부(12)를 포함하는 것으로, 본 발명의 첨부된 도면에서는 제1 시트 성형부(11)와 제2 시트 성형부(12) 외, 얇은 피막 형상의 제3 젤라틴 시트(S3)를 성형하는 제3 시트 성형부(13)가 갖추어진 구성이 도시되어 있다. 도면에 첨부된 장치 구성에 의하면 세 겹의 젤라틴 시트(GS)로 연질 캡슐의 외피가 성형되게 된다.

제1 시트 성형부(11)는 기존과 동일하게 젤라틴을 가열 용액화하여 얇은 피막 형태의 시트로 형성하게 된다.

즉 젤라틴 탱크에서 시럽 형태로 변화된 젤라틴은 탱크와 이송호스로 연결된 스프레터 박스(111)로 공급되고, 해당 스프레더 박스(111)로 공급된 용융 상태의 젤라틴은 그 두께가 조절되어 아래에 배치된 제1 드럼(112)의 외주면에 조절된 두께로 도포된다.

그리고 회전되는 제1 드럼(112)에 도포된 젤라틴이 냉각되어 시트화된 제1 젤라틴 시트(S1)는 이후 다수의 이송롤러를 거쳐서 제2 시트 성형부(12)에 투입되어 제2 드럼(122)을 타고 회전 이송된다.

다음으로 제2 시트 성형부(12)를 살펴본다.

제2 시트 성형부(12)에서는 젤라틴과 비 젤라틴이 교번하여 배치되는 얇은 피막 형상의 약액 시트(S2)가 성형되면서 제1 성형부로부터 투입된 제1 젤라틴 시트(S1)와 합지가 이루어지는 곳이다(합지라는 표현을 사용하였느나, 제1 젤라틴 시트와 약액 시트의 합지를 위해 접착제가 필수적으로 요구되는 것은 아니다)

참고로, 기술된 바와 같이 연질 캡슐 내부에 충진되는 기본 약액 외 캡슐 외주면에 특수 약액이 도포되거나 고형 제형타입으로 기본 약액과 함께 캡슐 내부에 주입되는 경우가 있는데, 해당 특수 약액을 본 발명에서는 비 젤라틴이라고 한다. 그리고 비타민, 오메가3 등이 특수 목적의 약액으로 비 젤라틴으로 고려될 수 있다.

그리고 젤라틴과 특수 목적의 약액인 비 젤라틴이 교번하여 형성된 시트를 약액 시트(S2)라 칭하여 제1 시트 성형부에서의 제1 젤라틴 시트(S1)와 구분하고, 제1 젤라틴 시트와 약액 시트가 겹으로 이루어진 시트를 젤라틴 시트(GS)로 칭한다.

제2 시트 성형부(12)에서 젤라틴 탱크와 약액 탱크에 저장되어 있던 젤라틴과 비 젤라틴은 이송호스를 통해 제2 스프레터 박스(121)로 공급되고, 제2 스프레터 박스로 공급된 용융 상태의 젤라틴(A)과 비 젤라틴(B)은 제2 스프레터 박스 내 각각의 노즐(N1, N2, N3...)을 통해 배출되고 아래에 배치된 제2 드럼(122)의 외주면에 도포된다.

좀 더 구체적으로, 제2 시트 성형부(12)는 제1 시트 성형부(11)의 내측(참고로, 캡슐 성형부(2)를 중심으로 멀어질 수록 외측이고 가까워질수록 내측이라 방향을 칭한다)으로 위치되는 것으로 제1 시트 성형부(11)의 제1 드럼(112)과 동일한 크기의 냉각드럼인 제2 드럼(122)을 포함한다. 제2 드럼(122)의 외주면에는 제1 시트 성형부에서 이미 성형된 제1 젤라틴 시트(S1)가 제2 시트 성형부로 투입되어 제2 드럼 외주면을 따라 이송되고 있고,

해당 제2 드럼 외주면을 따라 이송되고 있는 제1 젤라틴 시트(S1)의 노출면으로 상기 제2 스프레더 박스(121) 각각의 노즐(N1, N2, N3,,,)을 통해 배출되는 젤라틴(A)과 비 젤라탄(B)이 교번된 배열을 가지면서 제2 드럼(122)에 도포되고, 냉각되어 상기 제1 젤라틴 시트와 포개어져 두 겹의 젤라틴 시트(GS)가 완성된다.

상기 제2 스프레더 박스(121)에는 내부에 다수개의 노즐(N1, N2, N3...)이 구비되어 있고, 기어드 펌프가 구비되어 있어 일정량의 젤라틴과 비 젤라틴을 각각의 노즐로 공급한다.

각각의 노즐에서 젤라틴(A)과 비 젤라틴(B)이 교번되어 토출될 수 있도록 젤라틴 탱크와 약액 탱크, 그리고 각각의 노즐이 연결된다.

다음으로 상기 각각의 노즐(N1, N2, N3,....)은 이웃되는 노즐과 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다. 노즐 차제가 간격을 형성하기 보다는 노즐 단부를 테이퍼처리하여 이웃하는 노즐 단부와 소정의 간격을 유지하는 것이 바람직하다.

통상적으로 용융된 서로 다른 내용물이 교번 배치되면서 각각의 노즐을 통해 분사되는 경우 내용물과 내용물의 경계를 이루는 부분은 매끄럽지 못하고 성형되는 시트의 표면이 울퉁불퉁하게 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 노즐 분사 이후 제2 드럼 외주면에 도포되는 과정에서 노즐과 노즐 사이 공간으로 인해 내용물(젤라틴과 비 젤라틴)이 자연스럽게 퍼지면서 젤라틴과 비 젤라틴 패턴이 정렬될 수 있도록 하였다.

제2 시트 성형부(12)에서 두 겹으로 형성된 젤라틴 시트(GS)는 다수의 이송롤러를 거쳐 제3 시트 성형부(13)로 투입되어 제3 드럼(132) 외주면을 따라 이송된다.
제3 시트 성형부(13) 또한 제2 시트 성형부(12)의 내측으로 위치되고, 제2 드럼(122)과 동일한 크기의 냉각 드럼인 제3 드럼(132)을 포함한다.

그리고 제3 시트 성형부(13)에서는 젤라틴이 제1 시트 성형부(11)에서와 같이 젤라틴 탱크에서 이송호스를 거쳐 제3 스프레터 박스(131)로 공급되고, 제3 스트레더 박스로 공급된 용융 상태의 젤라틴은 제3 드럼(132)으로 기 투입된 젤라틴 시트(제1 젤라틴 시트 - 약액 시트)(GS)의 노출면으로 도포되면서 냉각되고 시트화된다.

상기 과정을 통해 3 겹의 젤라틴 시트(제1 젤라틴 시트- 약액 시트- 제2 젤라틴 시트)(GS)가 성형된다.

이후 성형이 완료된 젤라틴 시트(GS)는 다수의 이송 롤러를 거쳐서 캡슐 성형부로 공급된다.

도 1 및 도 2 도시된 바와 같이, 캡슐 성형부(2)에서는 기 설명된 바와 같이, 캡슐의 2분의 1 형상으로 음각된 공동(cavity)(21a)이 외주에 서로 대응되게 각각 배열 형성된 채로 마주 대하며 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 성형롤(21)이 구비되어 있고, 성형롤의 상측에는 약액을 주입하기 위한 웨지가 장착되어 있어,

시트 성형부에서 성형된 3겹의 젤라틴 시트(GS)를 제조 장치의 우측과 좌측에서 캡슐 성형부의 회전하는 한 쌍의 성형롤 사이에 끼워넣음과 동시에 젤라틴 시트 사이에 약액을 일정한 주기로 주입하고 가열 밀봉, 그리고 커팅하여 한 쌍의 성형롤에서 3겹의 젤라틴 시트를 캡슐 형상으로 형발함으로써 3겹의 젤라틴 피막 내에 약액이 충진된 연질 캡슐이 연속적으로 제조된다.

이때 약액 시트에 형성된 젤라틴(A)과 비 젤라틴(B) 줄 패턴에 있어, 상기 비 젤라틴 줄 패턴이 상기 한 쌍의 성형롤에 형성된 음각된 공동(21a) 위치와 대응되도록 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

비 젤라틴(B) 줄 패턴이 성형롤에 형성된 음각된 공동 위치와 대응되도록 배열이 이루어지면, 도 3에 도시된 바와 같이, 이후 성형된 연질 캡슐에 있어 비 젤라틴(B) 줄 패턴이 캡슐의 양 단부에 배치되지 않고 중앙에 배치될 수 있기 때문이다.

연질 캡슐 대부분의 형상은 양 단부가 만곡진 원기둥 내지 구형인데, 연질 캡슐의 양 단부에 배치되는 패턴이 중앙에 배치되는 패턴에 비해 벗겨지는 등 손상될 가능성이 높다. 이는 양 단부가 중앙보다 사용상 내지 연질 캡슐끼리의 접촉에 많이 노출되는 곳이기 때문이다.

이에 본 발명에서는 특수 약액 성분인 비 젤라틴이 손상되지 않도록 비 젤라틴 줄 패턴이 캡슐의 중앙에 배치되도록 하는 것이 바람직하고, 이를 위해 약액 시트 형성시 비 젤라틴 패턴이 캡슐 성형부의 성형롤에 형성된 음각된 공동 위치와 대응되도록 배치시키게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
GS: 다겹의 젤라틴 시트
S1: 제1 젤라틴 시트
S2: 약액 시트
S3: 제2 젤라틴 시트
A: 젤라틴 B: 비 젤라틴
11: 제1 시트 성형부
111: 제1 스프레더 박스 112: 제1 드럼
12: 제2 시트 성형부
121: 제2 스프레더 박스 122: 제2 드럼
N1, N2, N3: 노즐
13: 제3 시트 성형부
131: 제1 스프레더 박스 132: 제3 드럼
21: 성형롤 21a: 공동

Claims (4)

1. 얇은 피막 형상의 시트를 성형하기 위한 시트 성형부,
   성형된 시트로 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형부, 및
   캡슐화 되는 시트 내에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부를 포함하되,
   상기 시트 성형부는 둘 이상 구비되어 다겹의 시트가 캡슐을 성형하는 것을 특징으로 하고,
   둘 이상 구비되는 상기 시트 성형부는 각각의 스프레더 박스와 냉각 드럼을 포함하되, 상기 냉각 드럼은 동일한 크기로 구성되고,
   첫번째 시트 성형부를 거쳐서 성형된 시트는 다수의 이송롤러를 거쳐 두번째 시트 성형부로 투입되고, 상기 두번째 시트 성형부로 투입된 성형 시트의 노출면 위로 두번째 시트 성형부의 스프레더 박스에서 시트 원료가 도포되어 다겹 시트가 성형되는 것을 특징으로 하고,
   상기 캡슐 성형부를 중심으로 캡슐의 외측 시트를 성형하는 두번째 시트 성형부는 캡술의 내측 시트를 성형하는 첫번째 시트 성형부의 내측에 위치되는 것을 특징으로 하는 다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 시트 성형부는,
   얇은 피막 형상의 젤라틴 시트를 성형하는 제1 시트 성형부와, 젤라틴과 비 젤라틴이 교번하여 배치되는 얇은 피막 형상의 약액 시트를 성형하면서 상기 젤라틴 시트와 겹으로 성형되는 제2 시트 성형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   젤라틴과 비 젤라틴을 교번하여 공급하는 주입 박스가 구비되되, 젤라틴과 비 젤라틴을 토출하는 각 노즐간의 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   약액 시트에 형성된 비 젤라틴 패턴은 캡슐 성형부의 성형롤에 형성된 음각된 공동 위치와 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다겹의 시트로 성형되는 연질 캡슐 제조 장치.

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