KR102129892B1 - 디스펜서용 플런저, 디스펜서 및 액체 재료의 토출 방법 - Google Patents

디스펜서용 플런저, 디스펜서 및 액체 재료의 토출 방법 Download PDF

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무사시 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 시린지의 내벽면과 맞닿는 맞닿은 면(24, 25)이 환형으로 형성된 대경 보디부(23)와, 대경 보디부(23)의 뒤쪽에 형성된 후방 개구(26)와, 전방 개구(28)가 형성된 좁은 직경 보디부(22)를 구비하는 디스펜서용 플런저(20)로서, 전방 개구(28)를, 가압 에어에 의해 액체 재료를 직접 가압할 수 있고, 또한 적어도 플런저(20)가 액체 재료의 토출 소비에 따른 수두 위치 저하에 추종하여 이동할 수 있는 크기로 구성한 것이다. 상기 구성에 의해, 시린지의 내벽면에 액체 재료가 부착되는 것을 방지하는 동시에, 시린지 내의 액체 재료가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

Description

디스펜서용 플런저, 디스펜서 및 액체 재료의 토출 방법{PLUNGER FOR DISPENSER, DISPENSER, AND METHOD FOR DISPENSING LIQUID MATERIAL}
본 발명은, 디스펜서의 시린지(syringe) 내벽면과의 밀착 상태를 유지한 상태로 사용되는 플런저(plunger), 상기 플런저를 구비한 디스펜서 및 상기 디스펜서를 사용한 액체 재료의 토출(吐出) 방법에 관한 것이다.
디스펜서는, 액체 재료가 충전되어 있는 시린지로부터 소정량의 액체를 미량 토출하기 위한 장치로서, 예를 들면, 가압 에어를 에어 펄스로서 공급하고, 그 에어 펄스를 가지고 액체 재료를 가압함으로써, 시린지의 선단에 장착한 니들로부터 소정량의 액체를 미량 토출하는 에어식 토출 장치가 알려져 있다. 이와 같은 장치를 사용하여 액체 토출을 행할 때, 시린지 내의 액면 레벨은, 그 토출 시마다 저하되게 되지만, 그 액체가 중고점도(中高粘度)의 것인 경우에는, 시린지 벽면에 대한 액체의 부착량이 많아져, 시린지의 중심부의 액면 레벨만이 특히 저하되는 문제점이 존재하였다.
그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 바닥이 있는 원통체의 주위면에 상하 2단(段)의 플랜지를 형성한 플런저 등을 배치하고, 그 플런저에 의해, 액체 재료의 표면 전체를 대략 균일하게 압압(押壓)하고, 또한 그 액체 재료의, 시린지 벽면에 대한 부착을 방지하는 것이 제안되어 있다[특허 문헌 1의 도 4의 (c) 참조].
그러나, 이러한 구성의 플런저에 대한 가압 에어의 공급에 의해 액체 재료를 토출시킨 경우에는, 플런저에 대한 가압 에어의 공급을 정지한 순간에, 그때까지 압축력을 받고 있었던 액체 재료의 압축 반력(反力)에 의해, 플런저를 가압하여 되돌리려고 하는 힘이 작용하여, 위쪽에 위치하는 플랜지의 아래쪽에, 그 위쪽으로부터 에어를 흡입한다는 문제점이 있었다. 이와 같이 하여 일단 흡입된 에어는, 액체 재료의 통상의 토출 공정에서는, 플랜지의 상방측으로 빠져 나갈 수 없을 뿐 아니라, 토출 공정의 반복에 의해, 오히려 증가하는 경향이 있다. 그리고, 흡입 에어의 증가에 따라, 플런저에 펄스형으로 공급되는 가압 에어의 압력이, 압축 변형을 행하는 흡입 에어를 통하여 액체 재료에 전달되게 되므로, 그것의 액체 재료로의 전달 속도가 늦어지고, 나아가서는, 니들로부터 토출되는 액체 재료의 토출량에 변동을 초래한다는 문제점이 생기고 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자는 특허 문헌 1에 있어서, 후단부가 시린지 내경보다 약간 작은 외경(外徑)을 가지는 끝이 가늘은 선단 부분과, 끝이 가늘은 선단 부분의 후방으로 연속하는 끝이 가늘은 선단 부분의 후단부보다 소경(小徑)의 소경 보디부와, 이 소경 보디부의 더 후방으로 연속되고, 시린지 내경보다 큰 최대 외경을 가지는 통형 부분과, 시린지의 축선 방향으로 뻗는 배출홈 내지 소경 보디부로부터 통형 부분의 내측으로 도달하는 좁은 직경의 배출공을 구비하여 구성되는 플런저를 제안했다.
일본 공개특허 평4―200672호
플런저를 통하여 가압 에어를 작용하게 하는 토출 장치에 있어서는, 플런저가 액체 재료에 잠겨 들어가는 문제가 생긴다. 또한, 시린지의 내벽면과 맞닿는 플런저의 외측면(맞닿은 면)으로부터, 에어를 흡입한다는 문제도 있다.
특허 문헌 1과 같이 배출홈을 형성하는 구성도 생각할 수 있지만, 시린지 벽면에 대한 액체의 부착을 방지하는 작용은 약해진다는 문제가 있다. 또한, 소경 보디부로부터 통형 부분의 내측에 도달하는 좁은 직경의 배출공을 형성하고, 액체 재료를 역류시키는 구성도 생각할 수 있지만, 플런저의 내측에 불필요하게 되는 액체 재료가 남는다는 문제나 배출공을 통과한 액체가 건조하여 굳어지는 등의 문제가 있다. 그리고, 이들 문제는 가압 에어의 압력을 강하게 할수록 현저한 것으로 되는 바, 고택트의 토출 용도에 있어서는 문제의 영향은 한층 큰 것으로 되어 있었다.
그래서, 본 발명은, 시린지의 내벽면에 대한 액체 재료의 부착을 방지하는 작용을 얻으면서, 시린지 내의 액체 재료가 역류함으로써 생기는 문제점을 해결할 수 있는 디스펜서용 플런저, 디스펜서 및 액체 재료의 토출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
시린지 내의 액체 재료를 토출하기 위해서는, 점도에 따른 압력으로 액체 재료를 가압할 필요가 있다. 그러나, 플런저의 압압력(押壓力)이 너무 강하면, 플런저가 액체 재료에 잠겨들어간다는 문제나 시린지 내 액체 재료의 역류의 문제가 생긴다.
본 발명자는, 플런저의 압압력을 적당히 약하게 하면서, 액체 재료를 토출하기 위해 필요한 압력을 가하는 것을 검토했다. 여기서, 플런저에 의한 압압력은, 플런저가 가지는 수압(受壓) 면적(플런저 배면측의 면적)과 상관이 있으므로, 플런저의 수압 면적을 감소시킴으로써 압압력을 약하게 할 수 있을 것으로 생각했다. 다른 한편, 플런저의 수압 면적을 감소시킴으로써 플런저로부터 액체 재료가 받는 압압력이 약해진만큼에 대해서는, 플런저를 통하지 않고 액체 재료를 직접 가압함으로써 보충하면 될 것으로 생각하여 본 발명의 창작을 이루었다.
즉, 본 발명은, 이하의 기술 수단으로 구성된다.
디스펜서용 플런저에 관한 본 발명은, 시린지 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입장착되는 디스펜서용 플런저로서, 상기 플런저는 탄성 수지 재료로 이루어지고, 시린지의 내벽면과 맞닿는 맞닿은 면이 환형(環形)으로 형성된 대경(大徑) 보디부(23)와, 대경 보디부의 뒤쪽에 형성된 후방 개구(26)와, 전방 개구(28)가 형성된 좁은 직경 보디부(22)를 구비하고, 전방 개구(28)를, 가압 에어에 의해 액체 재료를 직접 가압할 수 있고, 또한 적어도 플런저가 액체 재료의 토출 소비에 따른 수두(水頭; water head) 위치 저하에 추종하여 이동할 수 있는 크기로 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 전방 개구(28)를, 플런저의 진출 위치에 있어서 시린지 내에 잔류한 액체 재료를 가압 에어에 의해 토출 가능한 크기로 구성한 것을 특징으로 해도 된다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 전방 개구(28)의 개구 면적이, 5㎟ 이상인 것을 특징으로 해도 된다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 전방 개구(28)가, 브리지(bridge) 부재(31)에 의해 분할된 복수의 개구로 이루어지는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 전방 개구와 연통되는 가압 유로(流路)(27)를 구비한 것을 특징으로 해도 된다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 상기 좁은 직경 보디부(22)가 테이퍼부(21)를 가지는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 디스펜서용 플런저에 관한 발명에 있어서, 대경 보디부(23)의 측면이, 상방측 맞닿은 면(24), 하방측 맞닿은 면(25) 및 상방측 맞닿은 면(24)과 하방측 맞닿은 면(25)과의 사이에 위치하는 중간부로 구성되며, 후방 개구(26) 내에 가압 에어가 공급되면 대경 보디부(23)가 팽창하고, 중간부의 일부 또는 전부가 시린지의 내벽면과 맞닿는 것을 특징으로 해도 된다.
디스펜서에 관한 본 발명은, 상기 발명에 관한 디스펜서용 플런저와, 토출공을 가지는 시린지와, 시린지에 가압 에어를 공급하는 제어 장치를 구비한 디스펜서이다.
상기 디스펜서에 관한 발명에 있어서, 플런저의 전방 개구의 직경이 상기 시린지의 토출공의 직경보다 큰 직경인 것을 특징으로 해도 된다.
액체 재료의 토출 방법에 관한 본 발명은, 상기 발명에 관한 디스펜서를 사용한 액체 재료의 토출 방법이다.
상기 액체 재료의 토출 방법에 관한 발명에 있어서, 액체 재료가, 고점성(高粘性) 액체 재료인 것을 특징으로 해도 된다.
본 발명에 의하면, 시린지의 내벽면에 대한 액체 재료의 부착을 방지하는 작용을 얻으면서, 시린지 내의 액체 재료가 역류함으로써 생기는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 플런저의 압축 탄성 변형에 기인하는 액체 재료의 응답 지연을 해소할 수 있으므로, 고택트의 토출이 가능해진다.
또한, 플런저의 진출 이동에 따라서는 다 사용할 수 없는, 시린지 내의 잔류 액체 재료를 낭비하지 않고 다 사용하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 플런저의 단면(斷面) 사시도이다.
도 2는 시린지에 삽착된 제1 실시형태에 관한 플런저의 단면도(斷面圖)이다.
도 3은 본 발명의 플런저가 장착된 토출 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 플런저가 장착된 다른 형태의 토출 장치의 구성도이다.
도 5는 시린지 내에서 에어 가압을 받은 상태에 있는 플런저의 단면도이다.
도 6은 시린지 내에서 에어 가압을 받고 있지 않는 상태에 있는 플런저의 단면도이다.
도 7은 시린지 내에서 가장 진출된 위치에 있는 플런저의 단면도이다.
도 8의 (a)는 제2 실시형태에 관한 플런저의 단면도이며, (b)는 제3 실시형태에 관한 플런저의 단면도이다.
도 9의 (a)는 제4 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (b)는 제5 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (c)는 제6 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (d)는 제7 실시 형태에 관한 플런저의 저면도이다.
도 10의 (a)는 제8 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (b)는 제9 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (c)는 제10 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, (d)는 제11 실시형태에 관한 플런저의 저면도이다.
도 11의 (a)는 제12 실시형태에 관한 플런저의 단면도이며, (b)는 제13 실시형태에 관한 플런저의 단면도이다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.
[제1 실시형태]
도 1은, 제1 실시형태에 관한 플런저(20)의 단면 사시도이며, 도 2는, 시린지 보디부(11)에 삽착된 플런저(20)의 단면도이다.
본 실시형태의 플런저(20)는, 테이퍼부(21)를 가지는 통형(筒形)의 좁은 직경 보디부(22)와, 통형의 대경 보디부(23)를 구비하여 구성되며, 전체로서 선단이 평평한 포탄 형상의 얇은 중공(中空) 구조를 이루고 있다. 이 플런저(20)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 불소 수지 등의 비교적 연질인 탄성을 가지는 수지 재료에 의해 형성된다.
플런저(20)는, 대경 보디부(23)의 상단에 형성된 맞닿은 면(25)과 하단에 형성된 맞닿은 면(24)과, 시린지 보디부 내벽면 즉 시린지 내주면(14)과 밀착되어 있다. 플런저(20)의 외측면에 환형으로 형성된 맞닿은 면(24, 25)은, 대경 보디부(23)의 최대 외경으로 되고, 시린지 보디부(11)의 내경(內徑)과 거의 같은 치수이다. 맞닿은 면(24, 25)에 의해, 시린지 내주면(14)에 충분히 긴밀히 면접촉시켜, 이들 간에의 고형물의 침입 및 시린지 벽면에 대한 액체 재료(5)의 부착 잔류를 거의 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 플런저(20)에는 전방 개구(28)가 형성되어 있으므로, 맞닿은 면(24, 25)으로부터의 에어의 흡입은 생기지 않는다. 그리고, 시린지의 내벽면에 부착되는 액체 재료의 긁어내는 능력이 낮아도 되는 경우에는, 대경 보디부(23)의 최대 외경을 시린지 보디부(11)의 내경보다 작게 구성해도 된다.
후방 개구(26)는, 플런저(20)의 위쪽(배면)으로부터 공급되는 가압 에어를 받기 위한 입구로 된다. 후방 개구(26) 내에 가압 에어가 공급되면, 플런저 전체가 팽창하고, 특히 대경 보디부(23)가 시린지의 내벽면 방향으로 넓어져, 그 밀착 상태를 유지한 채 이동되므로, 액체 재료(5)를 깨끗하게 긁어내면서 토출 작업을 행할 수 있다. 대경 보디부(23)의 상하 중앙 부근에 있어서, 좁은 직경 보디부(22)가 연결되어 있다. 본 실시형태의 좁은 직경 보디부(22)는, 통형부와 테이퍼부(先細部; tapered portion)(21)로 구성된다. 테이퍼부(21)는, 단면 형상이 원뿔대형(圓錐臺形)이며, 선단에 전방 개구(28)가 형성되어 있다.
본 실시형태의 전방 개구(28)는, 테이퍼부(21)의 선단 중심 부분에 형성된 원형의 개구이다. 단, 전방 개구(28)는 중심에 1개 형성하는 태양(態樣)에 한정되지 않고, 후술하는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 테이퍼부에 다양한 형태의 개구를 형성할 수 있다. 전방 개구(28)는, 가압 에어 공급 시는, 가압 에어에 의해 액체 재료(5)를 직접 가압하기 위한 기능을 얻을 수 있다. 종래예와 같은 좁은 직경의 배출공에서는, 액체 재료의 토출에 기여하는 가압을 행할 수 없다.
또한, 가압 에어 비공급 시는, 전방 개구(28) 내에 액체 재료(5)가 유입되므로, 시린지나 플런저의 압축 탄성 변형 등에 기인하는 액체 재료의 응답 지연을 해소하는 버퍼 유로로서 기능한다. 여기서, 응답 지연이란, 가압 에어 비공급 시에는, 팽창 복원의 영향에 의해 플런저가 후퇴하지만, 시린지와 플런저의 슬라이딩 이동 마찰에 의해 플런저의 후퇴가 지연되는 것에 의해 생기는 압력 회복의 타임랙(time lag)을 말한다. 종래예와 같은 좁은 직경의 배출공에서는 여기를 흐르는 액체 재료의 유동(流動) 저항이 크기 때문에, 응답 지연을 해소할 수는 없다.
전방 개구(28)는, 가압 에어 공급 시에 액체 재료(5)에 가압이 생기게 할 수 있는 개구 면적을 취할 필요가 있다. 또한, 플런저의 추진력을 적당히 약하게 할 수 있도록, 전방 개구(28)의 개구 면적은 수압 면적의 일정 비율 이상을 차지하도록 한다. 여기서, 수압 면적이란, 가압 에어의 작용을 받아 플런저의 추진력에 기여하는 플런저 배면측의 면적을 말한다. 도 2 중, 점선으로 나타낸 부분이 수압면(30)이며, 플런저의 진행 방향에 대하여 수직인 면에 투영된 면이 수압 면적으로 된다. 다른 쪽에서, 플런저가 액체 재료의 토출 소비에 따른 수두 위치 저하에 추종하여 이동할 수 있도록(시린지 내에서 전진을 정지하지 않도록), 수압 면적도 일정량은 확보할 필요가 있다. 바람직한, 전방 개구(28)의 개구 면적과 수압 면적의 비로서는, 예를 들면, 1:80∼1:0.5, 바람직하게는 1:40∼1:1로 하는 것이 개시되어 있다. 전방 개구를 형성함으로써, 응답 지연의 문제는 해소되어, 고택트 작업이 가능해진다.
또한, 버퍼 유로로서의 기능이 저하되 않도록, 전방 개구의 개구 면적을 5㎟ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10㎟ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 전방 개구(28)의 개구 면적은, 시린지 선단의 토출공(15)의 내경보다 대경으로 하는 것이 바람직하다. 플런저가 시린지 내의 바닥[스로틀부(12)의 내벽]에 도달한 후, 가압 유로(27), 스로틀부(12) 및 토출공(15)에 잔류하는 액체 재료를 토출하는 것이 용이해지기 때문이다.
본 실시형태에서는, 전방 개구(28)에 연통되는 가압 유로(27)를 가지는 통형의 융기부(29)를 형성하고 있다. 융기부(29)는, 압축 탄성 변형의 영향에 의해, 가압 유로(27) 내에 진입한 액체 재료가 플런저 내에 남는 것을 방지하도록 기능한다. 가압 유로(27)의 길이는, 액체 재료의 복귀량을 미리의 실험으로 산출하고, 상기 유로의 단부(端部)에 액체 재료가 도달하지 않는 길이로 하는 것이 바람직하다. 가압 유로를 설치함으로써, 응답 지연의 문제는 보다 고도로 해소되어 고택트 작업이 가능해진다.
시린지(10)는, 토출공(15)을 가지는 선단부(13)와, 선단부(13)와 시린지 보디부(11)를 연결하는 스로틀부(12)를 구비하고 있다. 시린지(10)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 수지 재료에 의해 형성된다. 시린지는 투명한 경우도 있으며, 불투명 내지 반투명의 경우도 있다. 시린지의 내부 공간은, 플런저(20)를 협지(sandwich)하여 위쪽의 기상부(氣相部)와 아래쪽의 액상부로 분리된다. 시린지 보디부(11)의 내경(직경)은, 예를 들면, 10㎜∼25㎜이다. 시린지(10)의 후단(後端)에는, 폐쇄 커버를 장착하기 위한 플랜지부가 형성되어 있다.
도 3은, 본 발명의 플런저가 장착된 토출 장치의 구성도이다. 이 토출 장치는, 니들 노즐이 장착된 시린지를 가지는 토출부(吐出部)(1)와, 제어 장치(2)와, 감압 밸브(3)와, 가압원(加壓源)(4)을 주요한 구성 요소로 한다. 가압원(4)으로부터 공급된 가압 에어를 감압 밸브(3)로 압력 조정하고, 제어 장치(2)로부터 소정 조건으로 토출부(1)에 펄스형으로 가압 에어를 공급함으로써 액체 재료를 토출한다. 토출하는 액체 재료는, 예를 들면, 점도가 5,000∼100,000cps의 고점도의 액체 재료이다.
도 4는, 본 발명의 플런저가 장착된 다른 형태의 토출 장치의 구성도이다. 이 토출 장치는, 이른바 메카식 토출 장치로서, 예를 들면, 밸브 시트에 밸브체(로드)를 충돌시켜 액체 재료를 노즐 선단으로부터 비상 토출시키는 제트식, 로드 타입의 플런저를 이동시키고, 이어서, 급격하게 정지하여, 동일하게 노즐 선단으로부터 비상 토출시키는 플런저 제트식, 플랫 튜빙(tubing) 기구(機構) 또는 로터리 튜빙 기구를 가지는 튜빙식, 스크루의 회전에 의해 액체 재료를 토출하는 스크루식, 원하는 압력이 인가된 액체 재료를 밸브의 개폐에 의해 토출 제어하는 밸브식을 들 수 있다. 메카식 토출 장치에 있어서도, 그 토출 동작에 의해 생기는 액체 재료의 압력 변동을 플런저의 전방 개구가 흡수하여 응답 지연을 해소할 수 있는 점에서, 에어식과 같은 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 시린지는 반드시 노즐과 직결되어 있을 필요는 없고, 시린지와 토출부를 튜브 등으로 접속하는 태양에도 본 발명은 적용할 수 있다.
도 5는, 시린지 내에서 에어 가압을 받은 상태에 있는 플런저의 단면도이다. 동 도면에서는, 가압 에어에 의한 작용을 화살표로 도시하고 있다. 즉, 수압 면적(도 2의 점선 부분)에 가압 에어가 작용하여 플런저(20)에 추진력이 부여되는 동시에, 융기부(29)에 형성된 전방 개구(28)를 통해 액체 재료(5)에도 가압 에어가 직접 작용하고 있다. 이와 같이, 본 발명에서는, 플런저의 추진력에 의한 액체 재료의 압압과 전방 개구(28)로부터의 가압 에어의 압압의 양쪽에 의해, 액체 재료(5)에 토출에 필요한 가압을 행하고 있다.
도 6은, 시린지 내에서 에어 가압을 받고 있지 않는 상태에 있는 플런저의 단면도이다. 동 도면에서는, 융기부(29) 내의 가압 유로(27) 내에 액체 재료(5)가 진입하고 있는 것이 도시되어 있다. 단, 액체 재료의 복귀량(체적)에 비해 전방 개구(28)의 면적이 크기 때문에, 가압 유로(27)에 흘러드는 액체 재료의 높이(진입 거리)는 낮다. 이와 같이 비가압 상태에서는, 가압 유로(27)는 응답 지연의 문제를 해소하는 버퍼 유로로서 기능한다. 여기서, 액체 재료(5)의 종류에 따라서는, 점도나 밀도가 상이하므로, 액체 재료(5)가 가압 유로(27)에 진입한 상태를 유지하는 경우가 있지만, 가압 유로(27)의 위쪽으로부터 액체 재료(5)가 플런저 내에 흘러넘치지 않는 이상 가압 유로(27)의 버퍼 유로로서의 기능에 영향은 없다.
도 7은, 시린지 내에서 가장 진출된 위치에 있는 플런저(20)의 단면도이다. 이 상태에서는, 플런저의 테이퍼부(21)가 시린지의 스로틀부(12)의 내벽에 도달하고 있으므로, 더 이상 플런저(20)는 진출할 수 없다. 그러나, 본 실시형태에서는, 플런저(20)가 가장 진출된 위치에 도달해도, 전방 개구(28)로부터 가압 에어를 부여함으로써, 스로틀부(12)에 잔류한 액체 재료를 낭비하지 않고 다 사용할 수 있다. 이와 같은 가압 에어의 작용만에 의한 토출을 효율적으로 행하기 위해서는, 전방 개구(28)의 직경이, 시린지 선단의 토출공(15)의 직경보다 큰 직경인 것이 바람직하다.
[제2∼제3 실시형태]
도 8의 (a)는 제2 실시형태에 관한 플런저의 단면도이며, 도 8의 (b)는 제3 실시형태에 관한 플런저의 단면도이다.
제2 실시형태에 관한 플런저는, 수압면의 전부가 수평면(플랫)으로 이루어지는 형태예를 개시하고, 테이퍼부를 가지고 있지 않다. 이 플런저의 선단은, 플랫으로 되어 있고, 좁은 직경 보디부(22)의 단면 형상은 원기둥형이다.
제3 실시형태에 관한 플런저는, 수압면의 전부가 경사면으로 이루어지는 형태예를 개시한다. 이 플런저의 선단은, 전방 개구(28)의 부분이 평평하게 되어 있고, 테이퍼부(21)의 단면 형상이 원뿔대형이다. 여기서, 상기에서 설명한 바와 같이, 수압 면적은 플런저의 진행 방향에 대하여 수직인 면에 투영된 수압면의 면적이므로, 수압면의 전부가 경사면인 제3 실시형태에서는 수압 면적을 cosθ를 곱해 평면으로 환산한다.
이들 플런저(20)도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 불소 수지 등의 비교적 연질인 탄성을 가지는 수지 재료에 의해 형성된다. 또한, 제1 실시형태도 포함하고, 어느 플런저도 선단에 플랫 부분을 가진다는 외관 형상의 특징이 있다.
[제4∼제11 실시형태]
도 9의 (a)는 제4 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 9의 (b)는 제5 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 9의 (c)는 제6 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 9의 (d)는 제7 실시 형태에 관한 플런저의 저면도이다. 또한, 도 10의 (a)는 제8 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 10의 (b)는 제9 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 10의 (c)는 제10 실시형태에 관한 플런저의 저면도이며, 도 10의 (d)는 제11 실시형태에 관한 플런저의 저면도이다.
제4∼제11 실시형태의 플런저는, 전방 개구(28)의 형상 이외의 구성은, 제1 실시형태와 같다. 제4 실시형태에 관한 플런저는, 중심에 대하여 선대칭으로 배치된 2개의 전방 개구를 가지고, 제5 실시형태에 관한 플런저는, 중심에 대하여 등간격(等間隔)으로 배치된 3개의 전방 개구를 가진다. 복수의 좁은 직경 개구에 의해 개구 면적을 확보하는 경우에는, 전방 개구(28)의 가압구로서의 기능 및 버퍼 유로로서의 기능을 저해하지 않도록, 각각의 개구를 일정 이상의 크기로 하는 것이 중요하다. 그러므로, 전방 개구를 구성하는 개구의 개수는, 예를 들면, 2∼10개로 하는 것이 바람직하고, 2∼8개로 하는 것이 더욱 바람직하다.
제6∼제9 실시형태에 관한 플런저는, 전방 개구(28)의 형상의 변화를 예시하고 있다. 구체적으로는, 제6 실시형태는 삼각형상, 제7 실시 형태는 사각형상, 제8 실시형태는 별형, 제9 실시형태는 십자형을 예시한다. 이와 같이, 원형 이외의 형상의 전방 개구라도, 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다.
제10∼제11 실시형태에 관한 플런저는, 브리지 부재에 의해 분할된 복수의 개구로 이루어지는 전방 개구를 예시한다. 제10 실시형태에 관한 플런저는, 원형의 대개구(28a)를 4개로 분할하는 십자의 브리지 부재(31)를 설치하고, 또한 십자의 브리지 부재(31)의 중앙에 소개구(28b)를 형성한 구성을 개시하고 있다. 제11 실시형태에 관한 플런저는, 원형의 전방 개구(28)를 5개로 분할하는 5개의 브리지 부재(31)를 설치한 구성을 개시하고 있다. 이와 같이, 브리지 부재를 설치함으로써, 전방 개구를 대경으로 한 경우라도, 플런저의 강성(剛性)을 유지할 수 있다.
[제12∼제13 실시형태]
도 11의 (a)는 제12 실시형태에 관한 플런저의 단면도이며, (b)는 제13 실시형태에 관한 플런저의 단면도이다.
제12 실시형태는, 테이퍼부(21)를 두껍게 구성하고, 테이퍼부(21)에 가압 유로(27)를 형성한 구성의 플런저이다. 테이퍼부(21)를 두껍게 구성함으로써, 플런저의 강성을 유지할 수 있다.
제13 실시형태는, 가압 유로(27)를 형성하지 않는 구성의 플런저이다. 시린지나 플런저의 압축 탄성 변형 등에 기인하는 액체 재료의 응답 지연이 작은 경우나 전방 개구(28)의 개구 면적이 상당 정도 큰 경우 등에는, 전방 개구(28)로 흘러드는 액체 재료의 높이(진입 거리)는 극히 낮기 때문에, 가압 유로(27)을 형성하지 않아도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태의 기재에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에는 다양한 변경·개량을 가할 수 있다. 그와 같은 변경 또는 개량을 부가한 형태의 것도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1: 토출부, 2: 제어 장치, 3: 감압 밸브, 4: 가압원, 5: 액체 재료, 6: 공작물, 10: 시린지, 11: 시린지 보디부, 12: 스로틀부, 14: 시린지 내주면, 15: 토출공, 20: 플런저, 21: 테이퍼부, 22: 좁은 직경 보디부, 23: 대경 보디부, 24: (하방측) 맞닿은 면, 25: (상방측) 맞닿은 면, 26: 후방 개구, 27: 가압 유로, 28: 전방 개구, 29: 융기부, 30: 수압면, 31: 브리지 부재

Claims (23)

  1. 시린지(syringe) 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입장착되는 디스펜서용 플런저(plunger)로서,
    상기 플런저는 탄성 수지 재료로 이루어지고, 상기 시린지의 내벽면과 맞닿는 맞닿은 면이 환형(環形)으로 형성된 대경(大徑) 보디부; 상기 대경 보디부의 뒤쪽에 형성된 후방 개구; 및 전방 개구가 형성된 좁은 직경 보디부;를 포함하고,
    상기 전방 개구를, 수압(受壓) 면적을 감소시킴으로써 상기 플런저의 추진력을 약하게 하는 동시에 상기 플런저의 추진력에 의한 액체 재료의 압압(押壓)과 상기 전방 개구로부터의 가압 에어의 압압의 양쪽에 의해 상기 액체 재료에 토출(吐出)에 필요한 가압을 행할 수 있고, 또한 적어도 상기 플런저가 상기 액체 재료의 토출 소비에 따른 수두(水頭; water head) 위치 저하에 추종하여 이동할 수 있는 크기로 구성한,
    디스펜서용 플런저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전방 개구는, 상기 액체 재료 측으로부터 상기 후방 개구 측으로 연통하고,
    상기 좁은 직경 보디부는, 대경 보디부로부터 전방을 향해 연장되도록 설치되어 있고, 상기 삽입장착 시에 상기 시린지 내의 액체 재료에 접촉하고,
    상기 후방 개구를 통과한 상기 가압 에어의 압압 작용을 받는 수압면을 구비하는, 디스펜서용 플런저.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구를, 상기 플런저의 가장 진출된 위치에 있어서 상기 시린지의 토출공 내에 잔류한 상기 액체 재료를 상기 가압 에어에 의해 토출 가능한 크기로 구성한, 디스펜서용 플런저.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구의 개구 면적이 5㎟ 이상인, 디스펜서용 플런저.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구의 개구 면적이 10㎟ 이상인, 디스펜서용 플런저.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구가, 브리지(bridge) 부재에 의해 분할된 복수의 개구로 이루어지는, 디스펜서용 플런저.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구와 연통되고, 상기 가압 에어의 비(非)공급 시에 상기 액체 재료의 응답 지연을 해소하는 버퍼 유로(流路)로서 기능하는 가압 유로를 포함하는, 디스펜서용 플런저.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가압 유로를 가지는 통형(筒形)의 융기부를 포함하는, 디스펜서용 플런저.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 좁은 직경 보디부가 테이퍼부(先細部; tapered portion)를 가지는, 디스펜서용 플런저.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대경 보디부의 측면이, 상방측 맞닿은 면, 하방측 맞닿은 면 및 상기 상방측 맞닿은 면과 하방측 맞닿은 면 사이에 위치하는 중간부로 구성되며, 상기 후방 개구 내에 상기 가압 에어가 공급되면 상기 대경 보디부가 팽창하고, 상기 중간부의 일부 또는 전부가 상기 시린지의 내벽면과 맞닿는, 디스펜서용 플런저.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구의 개구 면적과 수압 면적의 비가, 1:80∼1:0.5인, 디스펜서용 플런저.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전방 개구의 개구 면적과 수압 면적의 비가, 1:40∼1:1인, 디스펜서용 플런저.
  13. 제1항 또는 제2항에 기재된 디스펜서용 플런저;
    토출공을 가지는 시린지; 및
    상기 시린지에 가압 에어를 공급하는 제어 장치;
    를 포함하는 디스펜서.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 플런저의 전방 개구의 개구 면적이 상기 시린지의 토출공의 개구 면적보다 큰, 디스펜서.
  15. 제13항에 기재된 디스펜서를 사용한 액체 재료의 토출 방법으로서,
    상기 시린지 내에 삽착(揷着)된 상기 플런저에 상기 가압 에어를 공급하여 액체 재료를 토출하는 단계를 포함하는 액체 재료의 토출 방법.
  16. 제3항의 디스펜서용 플런저; 토출공을 가지는 시린지; 및 상기 시린지에 가압 에어를 공급하는 제어 장치;를 포함하는 디스펜서를 사용한 액체 재료의 토출 방법으로서,
    상기 플런저가 가장 진출된 위치에 도달한 후, 상기 토출공에 잔류하는 액체 재료를 상기 가압 에어에 의해 토출하는, 액체 재료의 토출 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 플런저의 전방 개구의 개구 면적이 상기 시린지의 토출공의 개구 면적보다 큰, 액체 재료의 토출 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 액체 재료가 고점성(高粘性) 액체 재료인, 액체 재료의 토출 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 액체 재료가 고점성 액체 재료인, 액체 재료의 토출 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 액체 재료가 고점성 액체 재료인, 액체 재료의 토출 방법.
  21. 시린지 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입장착되는 디스펜서용 플런저로서,
    상기 플런저는 탄성 수지 재료로 이루어지고, 상기 시린지의 내벽면과 맞닿는 맞닿은 면이 환형으로 형성된 대경 보디부; 및 상기 대경 보디부의 뒤쪽에 형성된 후방 개구; 전방 개구가 형성된 좁은 직경 보디부;를 포함하고,
    상기 전방 개구가, 브리지 부재에 의해 분할된 복수의 개구로 이루어지는,
    디스펜서용 플런저.
  22. 시린지 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입장착되는 디스펜서용 플런저로서,
    상기 플런저는 탄성 수지 재료로 이루어지고, 상기 시린지의 내벽면과 맞닿는 맞닿은 면이 환형으로 형성된 대경 보디부; 상기 대경 보디부의 뒤쪽에 형성된 후방 개구; 및 전방 개구가 형성된 좁은 직경 보디부;를 포함하고,
    상기 플런저의 전방 개구의 개구 면적이 상기 시린지의 토출공의 개구 면적보다 큰,
    디스펜서용 플런저.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 전방 개구는, 액체 재료 측으로부터 상기 후방 개구 측으로 연통하고,
    상기 좁은 직경 보디부는, 상기 대경 보디부로부터 전방을 향해 연장되도록 설치되어 있고, 상기 삽입장착 시에 상기 시린지 내의 액체 재료에 접촉하고,
    상기 후방 개구를 통과한 가압 에어의 압압 작용을 받는 수압면을 구비하는, 디스펜서용 플런저.
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