KR20020035844A - 캡슐 밀봉용 장치 및 방법과 그 장치 및 방법에사용하기에 적합한 캡슐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 끼워 넣을 수 있게 서로 결합될 때 겹쳐지는 동축의 몸체 부분을 구비한 하드쉘 캡슐을 밀봉하는 방법에 관한 것이고, 그에 의하여 캡슐의 원주 주변에 간격을 형성하며, 캡슐의 원주 주변에 액체 링을 형성하기 위해서 밀봉되는 캡슐의 간격의 외부 테두리에 균일하게 용제를 포함하는 밀봉 액체를 개별적으로 적용시키는 단계, 캡슐의 외부로 부터 과잉 밀봉 액체를 제거하는 단계, 및 나선형 통로상의 캡슐을 부드럽게 굴려서 운반되는 동안 외부측으로 부터 열에너지를 적용시켜 캡슐을 건조시키는 단계을 포함한다.

Description

캡슐 밀봉용 장치 및 방법과 그 장치 및 방법에 사용하기에 적합한 캡슐{METHOD AND APPARATUS FOR SEALING CAPSULES AND CAPSULES SUITABLE FOR USE IN SAID METHOD AND APPARATUS}

본 발명을 활용하여 밀봉되는 캡슐은 바람직하게 그들의 화학적 및 물리적 특성에 대하여 약제로 받아들여지는 재료들 또는 그들의 구성성분들로 만들어진 껍질이 딱딱한 젤라틴(hard shell gelatin) 캡슐 또는 다른 캡슐이다.

다른 투약 형태에 비교할 때 이러한 캡슐에 관하여 해결되는 문제는 외부 또는 내용물의 오염으로 어떤 내용물의 누설을 피하기 위해서 잘 밀봉되어야 한다는 사실이다. 또한, 캡슐의 내용물 또는 캡슐 그 자체를 변경하는 것은 안전 목적을 위하여 알 수 있고 표면상으로 보여져야 하며, 캡슐을 밀봉하는 어떤 기술은 큰 규모의 부피를 지닌 생산품 제조에 있어서 제조 시간 및 비용을 감소시키고 생산품의 결함으로 인한 낭비를 감소시키는 데 적합해야 한다.

EP 0 116 743 A1 과 EP 0 116 744 A1은 각각 끼워넣을 수 있게 결합될 때 겹쳐지는 껍질이 단단한 동축의 캡과 몸체 부분을 구비하는 이러한 캡슐을 밀봉하기 위한 유사한 방법 및 장치가 개시된다. 채용된 공정은 메쉬 바스켓에서 자유롭게 향해지거나 캡과 몸체 부분의 겹쳐진 부분내에서 모세관 이동(capillary motion)을 하는 밀봉 유체내로 위쪽으로 그들의 캡 부분과 함께 행해진 일단의 캡슐을 딥핑(dipping)하거나, 겹쳐진 부분의 이음매(seam)상으로 이것의 밀봉 액체 또는 증기를 분산시키는 단계, 공기 분출기에 의해 캡슐의 표면으로 부터 밀봉 액체를 제거하는 단계, 및 드라이어를 통하여 바스켓을 운반하는 동안 캡슐에 열 에너지를 적용시키는 단계를 포함한다.

두 특허는 밀봉 유체의 넓은 범위의 사용, 측정 온도 및 열 에너지의 적용을 위한 모드를 개시하고, 그 개시는 참조에 의해 여기서 병합된다.

EP-0 180 543 A1은 또한 캡과 몸체 사이의 연결부에서 겹쳐지는 영역에 밀봉 액채의 차후의 적용을 통하여 축방향 몸체 부분과 끼워넣을 수 있게 결합된 캡슐을 밀봉하는 방법과 과잉 밀봉 액체를 제거하는 방법, 및 건조 목적을 위하여 열 에너지를 적용시키는 방법을 개시한다. 이 특허는 특히 캡과 몸체를 정확히 동축ㅇ로 위치시키기 위하여 캡에서 및/또는 몸체에서 융기형 구조를 갖는 이러한 공정을 위하여 사용하기에 적합한 캡슐의 다양한 디자인을 개시한다. 이 특허의 개시는 여기서 참조에 의해 또한 병합된다.

용제 및 열 에너지의 차후의 적용을 통하여 동축의 몸체 부분과 끼워넣을 수 있게 결합된 캡슐을 밀봉하는 종래의 시스템은 밀봉의 품질가 밀봉의 품질에 영향을 끼치는 공정 요소의 조정성에 관하여 부분적으로 결함이 있다.

본 발명은 부분적으로 겹쳐지는 동축의 몸체 부분을 갖는 끼워넣을 수 있게 결합된 캡슐을 용제 및 열 에너지를 적용하여 밀봉하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 공정과 장치에 특히 적합한 캡슐 디자인(design)에 관한 것이다.

본 발명은 도면을 참조하여 다음 실시예에 의해 더욱더 상세히 서술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐의 겹쳐지는 밀봉부의 상세하게 확대된 도면을 보여준다.

도 2는 본 발명의 장치 및 방법에서 사용된 건조 바스켓의 개략적인 구조를 보여준다.

본 발명은 용제의 차후의 어플리케이션, 열 에너지 및 이러한 공정 및 장치에 특히 적합한 향상된 캡슐 디자인을 통하여 동축의 부분적으로 겹쳐지는 몸체 부분들과 함께 캡슐을 끼워넣을 수 있게 결합된 밀봉을 위한 향상된 방법 및 장치를 제공하는데 목적이 있다.

이 목적에 관하여, 본 발명은 첨부된 청구항에서 한정된 바와 같이 동축의 겹쳐지는 몸체 부분과 함께 끼워넣을 수 있게 결합된 밀봉을 위한 방법 및 장치와 캡슐 디자인을 제공한다.

먼저, 열거하는 설명은 본 발명의 중요한 특징과 측면들을 강조하기 위해서 본 발명의 방법, 장치 및 캡슐을 포함하는 시스템으로 행해 질 것이다. 아래 리스트는 본 발명의 시스템이 종래 방법들과 구별되는 측면들을 지시하거나 이해시키려는 것이 아니라 말하자면 망라하는 것이다.

본 발명은 다음의 측면들을 포함한다.

작동을 단순화시키고 공정의 신뢰성을 증가시킨 캡슐을 일정한 방향으로 향하게 할 필요가 없다.

밀봉 유체 어플리케이션은 최소의 흔적(trackiness)과 가장 빠른 건조를 갖춘 좋은 밀봉을 위하여 축축한 지역을 최적화하기 위해서 공간적으로 조절된다.

밀봉 유체의 온도는 효과적인 위킹(wicking)과 최적의 용해율을 달성하기 위해서 조절된다. 이것은 예를 들어 주변 온도 이상의 온도를 요구하는 젤라틴 캡슐을 사용하는 시스템으로서 두 가열 및 냉각 시스템의 사용을 암시하고, 반면에 HPMC[히드록시프로필메틸 셀룰로즈(hydroxypropylmethyl cellulose)] 시스템은 뜨거운 용제(溶劑) 및 건조시키는 주변 온도와 함께 가장 좋게 행해진다.

캡슐의 몸체 부분들, 즉 캡과 몸체, 사이의 간격(gap) 부근의 공간에 적용된 밀봉 유체의 체적은 과잉 젖음(wetting)을 방지하기 위해서 조정가능하다.

밀봉 유체는 요구되는 충분한 지역의 밀봉을 얻기 위헤서 캡슐 부근에 균일하게 적용된다.

과잉 밀봉 유체는 공기분출 및/또는 흡입의 조화에 의해 제거된다.

시스템은 캡슐 크기 변화가 구성요소의 최소 변화를 요구하도록 디자인된다.

시스템은 참조에 의해 병합된 EP 0 116 743 A1과 EP 0 116 744 A1에서 기술되는 바와 같이 젤라틴 캡슐의 경우에 알코올/물 혼합물에 제한되지 않고 그 혼합물을 포함하는 밀봉 유체의 범위로 작동하도록 디자인된다. 예를 들어, 녹말,HPMC, 등등의 다른 재료들로 만들어진 캡슐을 위하여, 선택적인 용제 시스템이 요구된다. 본 발명은 사용되고 잘 조절되는 최적의 공정이 가능하기 위해서 온도, 용제 형식, 시간 및 공기유동과 같은 정밀한 밀봉과 건조 요인을 위하여 넓은 범위의 제어를 제공한다.

밀봉 후에 캡슐의 이송은 서로 달라 붙거나 표면적인 손상의 위험을 감소시키기 위해서 장치의 표면들과의 접촉을 최소화하는 방식으로 성취된다.

캡슐의 건조율은 용제가 증발할 때 유체가 대부분의 캡슐 재료내로 확산될 시간을 가지지 못하므로 내부 겹쳐지는 표면들이 서로 확실하게 접착되도록 보장하기 위해서 주의 깊게 조절된다.

몸체에의 캡에서 신뢰가능한 접착은 젤라틴의 긴 사슬모양의 분자들이 뒤얽히도록 요구된 최소 시간에 필적할 수 있는 강도로 접합부분내로 표면이 용접되는 조건에서 겹쳐지는 표면들이 접촉되도록 요구된다. 이것은 건조율을 조정하는 시스템에 의해 정해진다.

접착되는 표면들 사이의 접촉 압력은 캡슐의 정확한 제조 조절의 결과로서 발생되는 방해력(interference forces)과 유체 흡수로 인한 젤라틴의 팽창의 조화에 의해 유지된다.

일정한 비율로의 모든 표면들의 건조는 비틀림 또는 나쁜 밀봉을 피하기 위해서 필수적이고, 본 발명의 건조 바스켓(basket) 장치의 공기 분출, 캡슐 굴리기 기구에 의해 달성된다.

건조 공정의 수행은 온도 조절을 갖춘 공기 유동, 유동율과 온도에 도달하기위해서 선택된 습도, 시간, 캡슐의 강한 접착을 달성하기 위해서 필수적인 습기 측면이 사용된다.

모든 표면이 균일하게 건조되고 캡슐이 함께 고착되지 않게 보장하기 하기 위해서 캡슐이 부드럽게 굴려지는 동안, 캡슐은 이송율의 조정을 제공하는 건조 바스켓 장치에서 건조된다.

건조 바스켓 장치에서 표면, 재료 및 헬리컬 나사의 형태는 캡슐이 구속되지 않고 작동하는 동안 접촉에 의한 손상을 최소화하는 것을 보장하도록 디자인된다.

건조 바스켓 장치를 형성하는 구조의 다공성은 낮은 공기 저항성과 캡슐을 지나는 균일한 공기유동을 보장하도록 디자인된다.

폭과 위치에서 조정가능한 두개 또는 그 이상의 평행한 높은 공기분출은 표면에 부착되는 경향이 있는 어떤 캡슐을 들어올리기에 충분한 속도로 건조 바스켓 장치의 가장 낮은 지점의 라인(line)을 따라 위로 향해진다.

건조 바스켓 장치의 회전 속도의 조절은 축방향의 이송 속도가 회전 속도의 기능을 할 때 건조 시간의 조절을 허용한다.

건조 공기 요소들의 제어는 외부 변화가 있을 경우에도 균일한 조건들을 유지하기 위해서 서보 제어 시스템을 사용하여 달성된다.

전체 밀봉 시스템은 캡슐 충전(filling) 라인의 환경에서 설치를 적합하게 하는 작은 풋프린트(footprint)의 독립적인 유닛(self-contained unit)에서 수행된다.

본 발명의 시스템은 종래의 캡슐 충전 라인들에 적합한 비율로 충전후에 즉시 액체 충전된 캡슐의 밀봉을 가능하게 한다.

본 발명의 장치가 표준 호퍼(standard hopper)로 부터 공급될 때, 본 발명의 밀봉 장치의 인피드(infeed)에 충전물(filler)의 아웃피드(outfeed)를 밀접하게 결합시킬 필요는 없다. 이것은 충전물 또는 밀봉 장치의 짧은 정지를 위하여 제조 흐름을 부드럽게 하기 위해서 사용되는 완충 체적(buffer volume)을 허용한다.

종래의 밀봉 시스템을 능가하는 본 발명의 방법 및 장치의 기본적인 향상은 전체 겹쳐지는 길이를 따라 완전히 균일한 위킹을 보장하도록 캡슐들의 몸체 부분의 간격 외형의 조절과 간격이 완전히 닫히게 하고 몸체 부분이 완벽히 함께 고정되게 하는 방식으로 용제를 제거하는 이 단계를 위하여 건조 공정 또는 적합한 장치의 디자인의 조절에 있다.

캡슐의 디자인

본 발명의 밀봉 시스템에서 사용하기에 가장 적합한 캡슐 디자인은 끼워 넣는 식으로 함께 결합될 때 중심이 같게 부분적으로 겹쳐지는 두개의 절반부들(halves)로 구성된다. 두개의 절반부들 사이에서 밀봉이 만들어 지는 기본 방법은 용제가 증발할 때 내부 표면들이 함께 부드럽게 되고 융합되면서 접촉하도록 겹쳐지는 여역에서 두개의 절반부들 사이의 간격으로 용제 또는 밀봉 액체를 도입시키는 것이다.

이 방법으로 좋은 밀봉을 달성하기 위해서, 함께 접착되는 표면들 사이의 모든 간격이 밀봉 액체, 즉 용제로 채워져 할 필요가 있다. 캡슐들을 위하여 이것은 캡과 몸체 사이의 겹쳐지는 영역의 충분한 길이를 구비한다. 함께 접착되는 두개의표면들은 그들이 접착을 형성하도록 야기시키는 시간에 내부 표면들이 부드러워지고 들러붙도록 용제에 반응해야 한다. 이것은 용제가 증발하기 전에 용제가 간격내에서 표면들을 접촉시키게 야기시키는 온도와 시간을 조절함으로써 달성된다. 마지막으로, 용제를 제거하는 동작은 접착이 형성될 때 그들이 함께 유지되도록 결합되는 두개의 표면에 힘을 적용시킬 필요가 있다.

본 발명은 캡슐, 용제의 적용 및 건조 장치의 디자인에서의 이들 논점을 기술한다.

용제가 간격내로 도입되는 동안 양 표면들이 미리 결정된 거리로 균일하게 분리되는 장치를 구비하도록 디자인된다. 만약 간격이 어떤 장소에서 넓고 다른 장소에서는 존재하지 않으면, 지역을 가로지르는 용제의 분포는 캡슐 주변의 어떤 지점에서 나쁜 밀봉으로 이끌어지게 변화할 것이다. 간격은 용제가 제거되고 접착이 형성될 때 완벽히 닫혀지게 된다. 닫히게 하는 힘들은 함께 끌어당겨지는 표면들에의 어떤 저항이 접착 강도를 감소시키도록 제한된 강도이다. 또한, 캡슐내에서의 제조물이 캡슐 재료를 위한 용제가 아닐 때, 그리고 이것이 간격내로 통과한 다음 밀봉 용제의 작용을 방해한다면, 캡슐 디자인은 바람직하게 캡슐 내에서의 제조물에 의해 간격의 오염이 방지된다.

본 발명의 중요한 측면은 모든 이들 요건들이 캡슐 제조의 공차와 온도, 시간, 용제 체적, 용제 위치, 밀봉 시스템을 포함한 건조 조건등과 같은 변수의 조절에 의해 달성되는 정확성이다.

외형, 제조 가능성, 삼키기 쉬운 것, 등등과 같은 캡슐의 모든 다른 요건을유지하면서 요구된 간격 조절을 달성하기 위해서 캡슐의 다양한 디자인이 존재한다. 많은 적합한 디자인이 EP-0 180 543 A1의 개시로 참조에 의해 병합되었다. 하나의 바람직한 수행은 캡에서 딤플(dimples) 또는 그루브내로 작동되게 내부체결할 수 있는 몸체에서 적어도 3개의 범프(bumps)의 대칭적인 배치를 사용한다. 이들 장치들은 축의 위치를 제공하고 균일한 간격을 제공하도록 몸체에 동심적인 캡을 유지시킨다. 정확한 수행은 축방향으로 올라간 링들과 매칭(matching) 그루브, 하나 또는 그 이상의 면들상에 균일하게 거칠기된 표면, 다수의 범프와 딤플, 복수의 원주의 그루브들 및 딤플들, 및 나선모양의 융기 및 딤플들과 같은 하나 또는 그 이상의 변화를 포함할 수 있다.

간격 크기는 함께 압축될 때 그들이 접착되도록 부드럽게 되고 들러붙기 위해서 표면이 충분히 변화되도록 위킹된(wicked-in) 용제의 체적이 간격의 내부표면에 살포하기에 충분하도록 선택된다. 이 체적은 재료, 온도 및 표면들이 접착되도록 적용된 힘에 의존된다. 전형적으로 간격을 초기에 채우도록 요구되는 용제의 체적은 5㎕ 와 20㎕ 사이이다.

용제가 제거될 때 간격이 닫히게 하기 위해서, 어떤 공차가 이동을 위하여 만들어져야 한다. 이것은 간격이 닫혀지는 것을 방지하기에 충분히 단단하게 유지되는 간격내로 연장하는 장치가 없이 공통의 특징이 많은 수의 디자인에 의해 달성될 수 있다. 간격 장치가 적용되는 곳에서는 용제의 작용으로 부드러워질 때 요구된 이동을 허용하기 위해서 비틀어지는 간격 장치의 디자인이 특히 유리하다. 이러한 장치의 예는 도 1에서 보여진다.

이 도면에서 도시된 간격 장치의 외형은 간격이 닫혀질 때 범프의 재료가 둘러싸인 공간내로 흐르게 하기 위해서 둘러싸인 공간이 존재한다. 다른 수행을 위하여 대응하는 디자인은 다음의 최소 유동을 위하여 조절되는 형태의 변형을 허용하는 원리를 제공하는 것이 가능하다.

용제가 존재하는 동안 제조물이 간격 영역내로의 주입을 방지하는 것은 캡슐의 내부 영역으로 노출된 간격의 단부에서 밀봉을 제공하고, 간격내로 제조물의 유동을 방지하기 위해서 캡슐의 외측면으로 부터 내측면으로 양성의(positive) 압력을 제공하거나, 좁은 간격내로 이것이 유동하는 것을 방지하기 위해서 제조물을 공정시키는 것이 요구된다.

본 발명의 방법 및 장치에서 사용되는 캡슐의 바람직한 실시예는 제동 측징의 적절한 디자인에 의해 간격의 상부를 밀봉하는 것이다.

용제 사용

밀봉의 제 2 요건은 캡과 몸체가 함께 접근할 때 부드럽게 되고 둘러붙도록 캡과 몸체 사이 간격의 내부표면을 변형시키는 것이다. 상술된 바와 같이, 이것은 밀봉액체 또는 용제의 형태 및 양과 그것의 온도의 조절을 요구한다. 본 발명은 이 분야에 관련되거나 참조에 의해 병합된 용제의 넓은 범위를 포함한 개념을 수행하기 위한 장치를 제공한다. 내용물로 부터 봉인된 잘 제어된 간격을 구비하는 캡슐의 사용은 요구된 용제의 체적과 함께 내부 표면의 주입을 돕는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 용제는 원주 주변에 균일한 간격의 외부 테두리에 존재한다. 표면 인장 효과는 외측면으로 부터 균일하게 위쪽으로 간격 공간이 일정하게 제공된 간격내로 용제를 끌어당긴다. 외부표면의 부드럽게 됨을 방지하기 위해서, 어떤 과잉 용제는 가능한 빠르게 제거된다.

간격의 외부 테두리를 향하여 방향지어진 캡슐 주변의 여러개의 지점들을 방사하는 스프레이를 포함하는 간격에 용제를 적용시키고, 캡슐상의 용제의 적절한 크기를 운반하기 위해서 설계된 기간, 스프레이가 적절한 용제를 분배시키는 피에조(piezo) 또는 열적 잉크-제트 헤드의 세트에 의해 교체되는 상기와 같은 수행, 요구된 위치로 접촉에 의해 용제를 이송시키는 스폰지, 브러쉬, 위킹 등을 지속시키는 다양한 기술, 캡슐위로 방향지게 증기를 압축시키기 위해서 간격의 개방단부로 향해진 용제 증기의 분출이 있다.

간격 입구 주변에 균일하게 요구된 체적을 분배시키는 것에 부가하여, 시스템은 용제가 재료를 부드럽게 하기 전에 캡슐의 표면상의 과잉 액체 용제를 제거해야 한다. 이것은 액체를 흡입하는 흡입부, 표면상의 액체를 불어내는 공기분출기, 접촉상의 액체를 흡입하는 위킹, 과잉 액체를 분리시키는 원심분리력, 과잉 액체를 사출하는 셰이킹(shaking) 또는 이들 수단들의 조합을 포함하는 다양한 수단에 의해 달성된다.

본 발명의 밀봉 장치의 바람직한 실시예는 공기 분출 및 흡입부의 조합에 의해 제거되는 과잉 액체를 가진 겹쳐진 간격의 외부 개방에서 방향지어진 원주 주변에 120도로 간격을 둔 3개의 스프레이 노즐을 사용한다. 용제가 적용되는 체적 및 위치의 정확한 조절에 부가하여, 캡슐, 용제 및 분위기의 온도가 한정된 한계치내에서 유지될 필요가 있다. 조절의 수준은 재료들 및 환경의 변화가능성에 따라 요구된다. 장치는 넓은 범위의 환경에서 작동을 위한 적절한 조건을 제공하기 위해서 적합한 온도 제어 시스템이 제공된다.

용제 제거

제 3 요건은 표면들이 건조될 때 표면들이 함께 유지되는 힘을 발생시키는 방식으로 간격내의 용제를 제거하는 것이다. 용제 제거의 궁극적인 방법은 증기를 이용하는 것이며, 이것의 이송은 적절한 온도의 공기기류에서 엔트랩먼트 (entrapment)에 의해 달성된다. 간격으로 부터 공기로의 용제의 이송은 노출된 액체 표면으로 부터 증기, 외부표면으로 부터 증발시티기 위해서 캡슐 캡 재료를 통한 산포, 캡슐 몸체 재료와 내용물 액체의 혼합 또는 액체내로의 흡수를 통한 산포, 캡과 몸체 둘다의 캡슐 재료내의 산포 및 바인딩(binding)을 유지하기 위해서 간격을 따라 유동처럼 여러개의 장치들에 의해 발생된다,

모든 이들 방법들은 공기를 도입하지 않고 용제를 제거하는 방식으로 건조공정에 참여할 수 있다. 이것이 일어날 때, 분위기 압력은 제곱미터당 100,000 뉴톤 (Newton) 까지 압력으로 캡과 몸체 표면을 함께 힘을 가한다.

모든 이들 이송 장치들은 온도가 증가된다면 속도가 올라간다. 그러나, 과잉 온도는 좋은 접착 형성을 막는 상황, 예를 들어 표면을 형성하고 비틀리게 하는 증기 거품, 공기 엔트랩먼트를 허용하는 액체에서의 과잉 유동율, 간격을 통하여 캡슐 내측면으로 부터 공기를 교체하게 하는 내부 압력, 캡슐을 비틀리게 하는 열적 저항들, 또는 닫힘을 방지하는 고착성이 증가되는 외부 표면들의 과잉 건조를 초래한다.

본 발명은 상술된 어떤 장치에 의해 밀봉의 품질을 낮추지 않고 상업적으로 가능한 비율에서 캡슐 건조를 달성하기 위하여 온도 및 공기유동을 최적화시킨다.

다음에서, 캡슐을 밀봉하는 장치의 바람직한 실시예가 상세하게 기술된다.

하나의 바람직한 실시예에서, 효과적인 밀봉을 위한 모든 요건들과 장치는 독립적인 장치에서 수행된다.

이 실시예는 어떤 비율에서 어떤 소스(source)로 부터 캡슐을 받을 수 있는 입력 호퍼를 구비한다, 전형적으로 캡슐은 컨베이어 또는 공기 이송 시스템을 사요하여 공급된다.

이 단계에서 캡슐은 밀봉 시스템과 함께 기계적인 이송동안 캡슐의 내용물이 누출되는 것을 방지하기에 충분한 부분적인 밀봉을 위하여 캡슐 캡과 몸체에서의 장치들에 의해 기계적으로 닫혀져서 지지된다.

호퍼는 밀봉 장치내로 캡슐을 이송하는 많은 진입 튜브에서 캡슐을 공급하도록 설계된다. 캡슐은 원활하게 방해물 없는 이동을 보장하도록 설계된 비율로 0.5㎝ 와 5.0 ㎝ 사이의 거리에 걸쳐서 입력 튜브의 왕복 수직이동에 의해 보조되는 이동으로 호퍼로 부터 튜브내로 중력 공급된다.

선택적인 캡슐 방향 스테이션(station)은 캡슐이 미리 정해진 방향으로 튜브를 들어가게 하도록 보장하기 위해서 호퍼와 공급 튜브사이에 삽입된다. 이 기능은 효과적인 밀봉을 위하여 필수적이지 않고 활용되는 용제의 체적을 감소시키거나 외캡슐 외부 표면들의 연화(軟化)를 제한하도록 설계된 감소된 스프레이 패턴 헤드와함께 조합으로 사용된다.

일 실시예에서, 6개의 입력 튜브가 사용되고 이 숫자는 다음의 설명을 위하여 예로서 취급되지만, 어떤 수의 평행한 통로로의 수행은 요구된 처리량에 맞도록 사용된다.

입력 튜브에서 캡슐은 시스템 제어기에 의해 조절되는 개방 행정을 가진 기계적 래치(latch)에 의해 이동이 방지된다. 밀봉기능을 보완하기 위해서, 많은 수의 작동이 정확한 타이밍과 관계로 착수되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 모든 일들 작동은 순서와 타이밍이 다른 캡슐 디자인과 재료들에 맞도록 용제 시스템의 범위의 요건에 부합되기 위해서 조정되도록 프로그램할 수 있는 로직 제어기 [Programmable Logic Controller (PLC)]를 사용하여 조절된다. 본 발명의 특징은 PLC가 다른 공정, 재료 및 캡슐 크기와 작동할 수 있는 단일 기계를 가능하게 하는 것이다.

제어기에 의해 요구된 작동은 솔레노이드, 공압밸브와 실린더, 모터, 및 캠에 제한되지 않고 포함하는 엑추에이터의 범위의 조합을 사용하여 달성된다.

밀봉 행정의 시작시에, PLC는 캡슐을 구속하는 래치를 풀고 각 튜브에서 주요한 캡슐을 밀봉이 발생되는 위치와 만나게 한다. 이 지점은 스프레이 바(bar)로서 알려진다. 스프레이 바는 몸체를 넘어서 캡의 겹침의 단부 주변에 모두 일정한 접촉이 되도록 용제가 캡슐의 중간 영역위로 분사되는 동안 적소에 캡슐을 유지하도록 장치를 구비한다. 이것은 많은 작은 구멍이 위치되는 고리모양의 매니폴드 (manifold)와 함께 각 캡슐을 둘러싸서 달성된다. 이들 구멍은 구멍으로 부터 방사되는 액체가 바람직한 위치에서 캡슐에 도달하도록 위치되고 각이 져 있다. 캡슐이방향지어지지 않고 용제에 의해 마주친 캡슐상의 지역은 캡슐이 어떤 방향에 있든 간에 용제로 커버되는 간격의 단부에 있어야 된다. 캡슐이 방향지어 지는, 용제에 의해 커버된 지역은 간격의 단부 주변 지역으로 감소된다. 바람직한 적용범위를 달성하기 위해서, 구멍은 전형적으로 45도로 각이 지고 균일하게 캡슐 주변에 간격을 둔다.

각 스프레이 바는 전형적으로 6개의 각 캡슐 공급 튜브를 위한 구멍을 구비하고, 액체는 스프레이 바내에서 매니폴드에 의해 스프레이 노즐로 공급된다. 액체는 조절 밸브를 거쳐 영구히 압력된 공급부에 연결됨으로써 압력화되어 노즐로 부터 캡슐상으로 힘이 가해진다. 캡슐로 운반된 용제의 형태 및 체적은 EFD 밸브 ㅈ어기에 의해 조정되고 시간을 조정에 의해 밸브는 개방되고 압력이 공급된다. 용제가 요구되지 않을 때 용제 운반을 방지 하기 위해서, 추가적인 제동 밸브가 운반 라인에서 포함된다.

시스템은 캡슐 크기와 재료에 따라 1 바 게이지(bar gauge) 내지 5 바 게이지의 범위 압력과 0.1 초와 1.0 초 사이의 스프레이 시간을 사용하여 각 캡슐로 20 ㎕ 내지 200 ㎕의 범위에서 액체 체적을 운반한다.

캡슐 주변 고리모양 공간내로 용제의 유동의 속도 및 체적은 캡과 몸체 사이의 간격내로 용제의 균일한 투과를 보장하기 위해서 바람직한 형태를 달성하도록 조정된다. 이것은 에어로솔 안개(aerosol mist)를 형성하기 위해서 높은 속도, 표면상으로 액체 분사를 형성하기 위해서 중간 속도, 캡슐을 건드리도록 팽창하는 액체 링을 형성하기 위해서 낮은 속도의 조건들을 포함한다.

시스템은 모든 영역이 용제에 의해 잘 공급되도록 보장하기 위해서 간격내로 흡수되는 것 보다 캡슐내로 더 많은 용제를 공급시킨다. 이 작동은 PLC에 의해 또한 제어되고 공기/용제는 스프레이 노즐에 인접하여 위치된 구멍의 추가적인 배열을 거쳐 각 캡슐 주변 지역으로 부터 제거된다. 이들 구멍은 스프레이 바에서 제 2의 매니폴드에 의해 내부연결되고, 그러므로 진공 펌프, 용제 증기가 압축되는 수집 용기 및 액체 트랩(trap)에 연결된다.

용제 스프레이와 초과분 제거의 완료시에, 캡슐은 외부 표면에 용제의 작동으로 부터 여전히 둘러붙는 간격내로 적소에 용제를 가진다. 캡슐은 밀봉이 정확히 형성되고 캡술이 다른 표면에 고착되어 표면상에 손상을 주지 않도록 주의 깊게 조절된 조건하에 건조되어야 한다.

바람직한 실시예에서 이것이 달성되는 방법은 건조 바스켓내로 진입 포트 (port)와 함께 캡슐을 정렬하도록 공급 튜브로 부터 떨어져 스프레이 바를 회전시키는 것이다, 이것은 회전할 수 잇는 실린내에서 스프레이 바를 지지함으로써 달성된다. 스프레이 바로 부터 캡슐을 제거하기 위해서, 실린더는 120도로 회전되고 캡슐은 푸시 로드와 공기 분출의 조합에 의해 방출된다. 캡슐은 건조 바스켓의 일 단부내로 수직으로 각도 60도로 개별적인 공급 튜브로 떨어진다.

높은 처리량을 유지하기 위해서, 스프레이 바가 지지되는 실린더는 120도 간격으로 3개의 스프레이 바를 위한 고정부를 구비한다. 방출하기 위해서 이 회전은 다음의 행정의 시동을 위하여 준비된 공급튜브하의 새로운 스프링 바를 가져온다.

추가적인 장치는 PLC에 의해 향해지고 실린더 내로의 공급이 아닌 개별적인출구인 개별적인 슈트내로 캡슐이 방출될 때 스프레이 바 실린더를 반대 방향으로 회전시키도록 허용한다. 이것은 밀봉 후 장치로 부터 캡슐을 제거되는 것이 가능하지만, 원인 분석을 위하여 또는 행해지는 공정 측정을 위해서 건조전에 캡슐을 제거할 수 있다.

단지 두 캡슐 공급 및 밀봉 작동의 정확한 제어를 유지하도록 다른 크기의 캡슐과 함께 장치가 작동되기 위해서, 어떤 하드웨어가 캡슐 크기에서의 변화를 조절하도록 행해질 필요가 있다. 바람직한 실시예는 공급 튜브 어셈블리, 스프레이 바, 및 출력 체(sieve)와 같은 항목들을 접근시키기 쉬운 작은 수로 이들 변화를 제한한다.

게다가, 장치가 작동되도록 보장하기 위해서, 많은 센서가 캡슐과 액체가 이용가능하고 정확히 이송되도록 보장하기 위해서 채용된다. 이들은 캡슐이 이용가능한 지를 결정하도록 입력 호퍼에서의 광학 센서, 스프레이 바와 건조 실린더 사이의 튜브에서의 섬유 광학 센서, 적절한 위치에서의 압력과 진공 센서, 및 유동센서를 포함한다.

캡슐이 채워진 후에 바스켓 내로 방출되고, 바스켓은 내부 나선 가이드와 함께 환형 개방 메쉬 배열을 포함한다. 실린더는 느리게 회전되므로 측면들이 회전에 의해 올려질 때 실린더의 축을 따라 이동되기 위해서 내부 나선이 측면들로 부터 이것위로 캡슐이 떨어지게 야기시킨다. 이 방식에서, 캡슐은 내부 나선 가이드의 나선통로 다음의 실린더 주변을 완만하게 구른다.

건조 바스켓 기능들

용제가 간격내로 도입된 후에 캡슐이 건조되는 조건은 좋은 밀봉의 달성을 위하여 중요하다. 건조에서 달성될 필요가 있는 기본적인 기능들은 다음과 같다.

- 캡슐은 대량의 저장 컨테이너내로 건조 영역을 통하여 이송된다.

- 건조 영역내에 있는 시간 캡슐은 캡슐이 함께 고착되지 않는 대량의 저장소로 들어갈 때 캡슐들이 충분히 건조되는 것을 보장하기 위해서 조절된다.

- 빠르고 균일한 건조를 달성하기 위해서 공기가 모든 캡슐에 걸쳐서 유동된다.

- 캡슐 대 캡슐의 접촉은 그들이 함께 고착되는 것을 방지하도록 최소화된다.

- 캡슐 대 바스켓의 접촉은 벽에 고착되는 것을 방지하도록 최소화된다.

- 캡슐의 기계적인 충격은 손상을 방지하도록 최소화된다.

건조 바스켓 장치는 바람직하게 스테인레스 강 메쉬로 뛰어나게 조립된 원통형 구조를 포함하는 디자인을 가진다. 건조 바스켓 내에서의 재료는 바람직하게 스테인레스 강 재료로 된 이중 나선 가이드이다.

실린더의 치수은 바람직하게 길이가 600과 100㎜ 사이이고 직경이 100과 200㎜ 사이이며, 더 바람직한 실시예는 길이가 800㎜ 이고 직경이 160㎜ 이다. 직경대 길이의 비율은 기계적 수행 측면을 조절하기 위해서 선택되고, 길이는 건조 영역에서 요구된 내구의 기능이고 직경은 취급되는 캡슐의 양의 기능이다.

상술된 치수로의 수행에 있어서, 길이는 잔류 시간이 10초와 100초사이의 건조 바스켓에서 캡슐을 제조하도록 선택된다.

원통형 건조 바스켓은 이것의 축의 수평으로 행해진다. 바람직한 실시예에서, 바스켓은 수평 축에 대하여 자유롭게 회전하도록 롤러에 의해 구속된다. 롤러는 구동되는 롤러들중 하나가 건조 바스켓을 회전시키도록 하기 위해서 충분한 기능을 제공하도록 제조되거나, 바스켓이 일단부에서의 결합에 의해 직접 구동될 수 있다. 지지 및 회전 구동의 방법은 바스켓 전체에 공기유동이 없게 재공되고 청결과 청결을 유지하기 위한 요건에 부합되어야 한다.

일 실시예에서, 내부 이중 나선은 바스켓이 회전될 때 하나의 축 방향으로 캡슐을 구르게 야기시키는 기능을 구비한다, 나선의 피치와 형태는 모든 캡슐이 같은 비율로 축방향으로 이송되는 것을 보장하기 위해서 중요하다. 이 실시예에서, 나선은 중앙 샤프트로 부터 실린더의 메쉬에 미치는 베인(vane)로 부터 제조된다. 각 베인은 중앙 샤프트로 부터 실린더의 와이어 메쉬에 미치는 정반대의 두개의 암(arm)으로 구성된다. 각 베인은 고정된 각도에 의해 이것의 같은 종류의 것에 대하여 회전된 샤프트상으로 지지된다. 이 각도는 전형적으로 12도이다. 베인은 전형적으로 두께가 0.75㎜인 스테인 레스 강판으로 압형되고 선택적으로 낮은 표면 에너지를 보장하기 위해서 PTFE 로 코팅된다. 샤프트와 실린더에 베인의 부착은 그들 설계에서 병합된 기계적 정착물에 의해 성취된다. 이것을 촉진하기 위해서, 샤프트는 바람직한 나선 피치를 제공하도록 선택된 간격에서 베인을 돕도록 원형 그루브를 구비한다. 이 피치는 전형적으로 나선 피치가 179.8㎜ 인 트윈 나선 구조를 제조하는 118 베인으로 5.993㎜ 이다. 샤프트는 정반대의 플랫들 (flats)을 구비하고, 베인이 샤프트상으로 미끄러지고 회전에 의해 바람직한 그루브에서 샤프트상으로 제동되도록 그들의 중앙 구멍에 대응하는 측면을 구비한다. 실린더에 베인의 부착은 실린더 메위의 내측에 부착된 축방향 와이어에 맞는 베인의 외부 측면상의 그루브에 의해 달성된다, 전형적인 실시예에서, 30 와이어는 베인 장치에 맞도록 12도 떨어져 사용된다. 바스켓 내로 베인의 결합은 그들이 위치낼 제동될 때 까지 샤프트상으로 베인이 미끄러지고 회전함으로써 달성된다. 외부 실린더의 메쉬는 캡슐을 포함하고 좋은 공기 유동을 허용하기 위해서 개방 지역을 최대화하는 동안 베인을 위한 부착 정착물을 제공의 기능을 결합하도록 구성된다. 직경 0.16㎜ 인 이 134 분리 링을 달성하기 위해서, 스테인레스 강 와이어는 원형 주변에 121 증가량(increment)에서 배치된 스테인레스 강의 직경 0.2㎜ 의 30 가늘고 긴 와이어가 용접된다. 가늘고 긴 와이어들은 그들이 베인을 위한 부착 장치로서 작용하도록 원주의 와이어들 내측에 있다.

선택적인 실시예는 제거하기 쉽도록 분리 영역 밖으로 구성된 바스켓의 분리를 활용한다. 이 실시예에서 3㎝ 나선 구조는 각 나선이 240㎜ 의 피치를 가지고 바스켓이 185㎜ 의 내부 직경을 가지도록 채용된다. 바스켓 외부 및 나선 암은 그들에서 형성된 3개의 암과 중앙 샤프트 주변에 6°오프셋(offset)으로 쌓여질 때 층이 축성에 의해 약 4㎜ 떨어져 간격을 두고 요구된 피치로 내부 나선을 형성하도록 축성된 림(rim)과 각 편평한 스탬핑으로 부터 제조된다. 알려진 장치들은 모든 여영역을 회전시키도록 일 단부로 부터 구동하게 하기 위해서 함께 영역을 제동한다.

전술된 실시예에서 건조 바스켓의 구조는 캡슐이 건조 영역을 통하여 지나갈때 요구된 이송 조건을 당성하는 수단의 예이다. 이 개념은 또한 다야한 설계와 구조 기술을 사용하여 달성된다, 이것은 바스켓이 도 2에서 도시된 바와 같이 바스켓이 회전할 때 캡슐이 바스켓위로 이동되도록 배치된 편평하게 각이 진 배플 (baffle)로 직사각형 영역 바스켓을 포함하지만 제한되지는 않는다.

직사각형 영역은 제조비용을 상당히 감소시킨다.

다른 선택은 컨베이어 벨트가 캡슐 주변에 공기를 순환시키도록 하는 개방 메쉬 구조를 구비하는 컨베이어 벨트 시스템이고, 그곳에서 진동 또는 공기 분출이 캡슐들이 함께 또는 벨트에 고착되도록 선택적으로 사용되거나, 캡슐의 무게가 상부쪽 공기기류의 공기역학적 항력 보다 더 크도록 따뜻한 공기가 조정된 속도로 수직 튜브의 바닥내로 공급되는 역 유동 드롭 튜브를 사용한다. 캡슐들의 하부쪽 속도는 과잉 액체를 증발시키기에 충분한 전이 시간의 결과로 공기 속도를 조정함으로써 조정된다.

원통형 건조 바스켓 장치의 또 다른 바람직한 실시예에서, 중앙 장치는 나선이 건조 바스켓의 길이를 따라 2와 4 턴(turn) 사이에서 행해지도록 각이 지고 3개의 내부로 각이 진 나선을 형성하는 3개의 암을 구비한다.

외부 실린더와 나선 암 둘다의 개방 매쉬 장치는 캡술가 자유롭게 혼합되도록 건조 바스켓을 통하여 공기가 유동하는 것을 허용한다.

바스켓을 포함하기 위해서, 공기가 들어오고 나사는 베인와 함께 고체 벽으로 된 컨테이너를 둘러싸서 수용한다. 공기는 바스켓의 베이스에서 두개 또는 그 이상의 축방향 슬릿(slits)의 방식으로 들어간다. 슬릿은 공기가 놓은 속도를 가지고 들어가는 것을 보장하도록 크기되어 있으므로, 캡슐이 벽에 공정되지 않거나 거로 고정되지 않는 것으 보장하도록 바스켓의 내부 표면으로 부터 구르는 작용을 향상시키도록 캡슐을 올리기에 충분하게 된다. 공기는 캡슐 공급으로 부터 반대로 단부에서 위치된 포트를 거쳐 챔버를 떠난다.

건조 바스켓에 공급된 공기는 높은 속도롤 공기의 큰 체적을 공급하는 것 가능한 압축기 유닛으로 부터 발생된다. 바람직한 온도로 공기를 가열 또는 냉각시키는 것을 결정하기 위해서, 열교환기는 압축기와 슬릿 진입 지점에 장착된다. 방으로 부터 공기가 들어가는 압축기는 압축에 의해 온도를 올라가게 하고 추가적인 조건없이 주변 온도와 주변온도보다 30도 높은 온도 사이에서 드라이어(dryer)가 들어간다. 열 또는 냉각에 의해 범위는 5도 내지 80도 내에서 조절된다, 냉각 열 교환기는 바람직하게 차에서 사용된 것과 유사한 형태의 공기-물 시스템이다. 건조 바스켓으로 부터 소모는 장치로 부터 떨어진 덕트 작동을 따라 공기 및 용제 증기를 향하는 추가적인 높은 체적의 공기 펌프에 의해 행해진다.

낭비된 공기는 덕트와 굴뚝을 거쳐 외부 공기내로 또는 용제를 제거 하기 위해서 컨덴서/집진기내로 배출되어 방출을 위한 낭비된 공기를 조절한다.

배출 시스템의 선택은 작동 장소 및 채용된 용제에 좌우된다.

대량 공급 및 매출 공기 펌프의 사용은 바스켓에서의 압력을 조정되게 한다. 주변공기내로 용제 방출을 피하기 위해서는, 모든 위치에서 건조 압력이 방 압력보다 작게 되는 것이 중요하다. PLC는 양 펌프를 구동시키는 모터를 조절하므로 압력 및 유동을 독립적으로 둘다 조정할 수 있다

건조 바스켓에서 나선의 작용은 건조 바스켓에서의 캡슐의 잔류 시간이 회전속도에 의해 단순히 조절됨을 의미한다. 캡슐들이 바스켓의 단부에 도달할 때, 그들은 체로 떨어지고 저장 컨테이너내로 또는 이송 장치위로 떨어진다.

사용되는 용제는 방 공기내로 방출되지 않아야 하는 추가적인 장치는 모든 용제가 정화 공기에 의해 재거되는 것을 보장하도록 시스템에 포함된다. 이들은 지역에서 방출되는 어떤 증기가 제거되는 것을 보장하도록 배출 공기 펌프에 연결된 실질적으로 닫힌 채적을 형성하는 스프레이 바 실린더 어셈블리 주변에 가드 쉴드 (guard shields), 밀봉 작동을 시작하기 전에 그들의 기능을 가시적으로 검사할 때 그들에 덤프된(dumped) 용제를 구비하는 스프레이 바를 작동자가 보게 하도록 공급 튜브 어셈블리의 장소에 맞는 투명한 가드 쉴드, 용제를 포함하는 모든 체적이 분위기압 아래로 유지되는 것을 보장하도록 공기유동을 조절하는 압력, 용제 증기의 손실없이 캡슐이 나가게 하도록 출구상의 공기유동 배치, 극단적인 경우에 어떤 잔류 용제 증기를 제거하도록 소모되기 위해서 불어지는 공기를 통하여 밀봉된 컨테이너를 수용되는 드라이어를 떠나는 캡슐, 공기 유동이 잔류 용제 증기를 제거하도록 허용하는 분사 후 기간동안 액체가 장치의 일부에 공급되도록 접근하거나, 오랜 기간 퇴화되지 않는 것을 보장하기 위해서 선택된 모든 재료가 액체 또는 용제의 증기와의 접촉하는 것을 방지하는 제어 내부제동을 포함한다.

Claims (11)

1. 끼워 넣을 수 있게 서로 결합될 때 겹쳐지는 동축의 몸체 부분을 구비하는 하드쉘 캡슐 원주 주변에 간격이 형성되도록 캡슐을 밀봉하는 방법에 있어서,

   캡슐의 원주 주변에 액체 링을 형성하기 위해서 밀봉되는 캡슐의 간격의 외부 테두리에 균일하게 용제를 포함하는 밀봉 액체를 개별적으로 적용시키는 단계,

   캡슐의 외부로부터 과잉 밀봉 액체를 제거하는 단계, 및

   나선형 통로 상에서 캡슐이 부드럽게 굴리면서 운반되는 동안 외부측으로부터 열에너지를 가하여 캡슐을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   과잉 밀봉 액체는 공기 분출 및 흡입의 조화에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   밀봉 액체를 적용하는 동안의 유동 속도는 액체 링이 단지 캡슐을 건드릴 정도로 팽창하게 형성되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 끼워 넣을 수 있게 서로 결합될 때 겹쳐지는 동축의 몸체 부분을 구비하는하드쉘 캡슐 원주 주변에 간격이 형성되도록 캡슐을 밀봉하는 장치에 있어서,

   캡슐의 원주 주변에 액체 링을 형성하기 위해서 밀봉되는 캡슐의 간격의 외부 테두리에 균일하게 용제를 포함하는 밀봉 액체를 개별적으로 적용시키는 수단,

   캡슐의 외부로부터 과잉 밀봉 액체를 제거하는 수단, 및

   나선형 통로 상에서 캡슐이 부드럽게 굴리면서 운반되는 동안 외부측으로부터 열에너지를 가하여 캡슐을 건조시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   밀봉 액체를 개별적으로 적용시키는 수단은 캡슐의 원주 주변에 균일하게 간격을 두고 겹쳐지는 간격의 외부 개방으로 향해진 복수의 스프레이 노즐과, 밀봉 액체, 캡슐 및 간격에서의 분위기 각각의 온도를 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,

   캡슐을 건조시키는 수단은 실린더의 축을 따라 연장하고 캡슐이 건조 바스켓 장치의 회전과 동시에 나선형 통로상에서 굴려져 운반되도록 배치된 내부 베인 장치를 갖춘 회전가능한 원통형 건조 바스켓 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 원통형 건조 바스켓 장치는 공기 배출구를 갖춘 고체 벽으로 된 컨테이너에 의해 둘러싸여지고, 건조 바스켓 장치내로 대량의 조절된 공기를 고속으로 공급하도록 하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 건조 바스켓 장치는 직사각형 단면이고 내부 베인 장치로서 편평하게 각이 진 배플을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 겹쳐지는 영역에 적용된 용제의 작용으로 밀봉되도록 끼워 넣을 수 있게 서로 결합될 때 겹쳐지는 하드 쉘 동축의 몸체 부분을 구비하는 캡슐로서,

   겹쳐지는 영역에서 균일한 간격을 제공하기 위해서 간격 특징이 제공되고, 상기 간격 장치들은 용제의 작용에 의해 부드럽게 되어서 이에 의해 상기 간격이 닫혀지도록 구성된 것을 특징으로 하는 캡슐.
10. 제 9항에 있어서,

    내부 영역내로 채워진 제조품이 상기 간격내로 유동하는 것을 방지하기 위해서 캡슐의 내부 영역에 노출된 간격의 단부에 밀봉부가 마련되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
11. 제 9항에 있어서,

    내부 영역내로 채워진 제조품이 상기 간격내로 유동하는 것을 방지하기 위해서 고정되는 것을 특징으로 하는 캡슐.