KR20150041108A - 한방울씩 배출되는 유체 포장 용기를 위한 유체 배출 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 포함하는 용기에 설치되도록 구성되고 용기의 내부와 외부 사이의 인터페이스를 형성하는 필터링 장치(26)를 포함하는 유체 배출 헤드에 관한 것이다. 상기 필터링 장치는 용기로 삽입될 수 있도록 길이방향으로 뻗어있는 관형 필터(30), 특히 그 벽은 용기로부터 배출되는 유체를 선택적으로 투과시킬 수 있는 박막으로 구성되고 이를 위하여 친수성 재료로 형성되는 관형 필터를 포함한다. 배출된 유체는 공기로 대체될 수 있도록, 필터 튜브의 벽을 형성하는 박막은 선택적으로 공기를 투과시킬 수 있는 소수성 재료로 형성된다. 소수성 박막은 또한 공기중에서 세균을 필터링한다.

Description

한방울씩 배출되는 유체 포장 용기를 위한 유체 배출 헤드{LIQUID DISPENSING HEAD, IN PARTICULAR FOR A BOTTLE FOR PACKAGING A LIQUID TO BE DISPENSED DROP BY DROP}

본 발명은, 설치되는 용기로부터 유체를 배출하는 배출 헤드에 관한 것이다. 이는 특히 약품 산업을 위한 유체 점적 용기의 설계에 관한 것이나, 이는 또한 화장품이나 위생 용품을 위한 용기의 설계, 더 일반적으로는 유체 배출 분야에서 유사한 필요성을 가지는 산업을 위한 용기의 설계에 관한 것이기도 하다.

배출되는 유체 및 흡입되는 대체 공기의 경로를 가로질러 배출되는 유체를 포함하는 용기의 목부에서 설치 유닛 내부에 배치되는 선택적 투과성을 가지는 박막을 가지는 유체 배출 헤드가 이미 존재한다. 필터링 성능 및 반투과성 특성을 결정하는 물리화학적 특성에 따라, 이러한 박막은 복수의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 0.2 미크론보다 작은 메쉬 크기를 가진 필터와 유사한 특성을 가지는 박막은 용기로 유입되는 외부 공기의 세균 감염으로부터 용기에 남은 내용물을 보호하는 세균 필터링 박막으로 작용할 것이다. 따라서, 친수성 재료로 만들어진 박막은 방울 배출 중 이를 관통하는 수성 유체로 함침 상태를 유지하는 경향이 있으며, 그 결과 공기는 투과시키지 못하게 되는 반면, 박막의 양면 사이에 압력 균형이 달성될 때까지 공기는 소수성 재료로 만들어진 박막을 쉽게 관통하게 될 것이다.

시판되는 출원 상품으로서 가장 완성된 솔루션은 동시에 모든 이러한 기능을 가지는 박막을 사용하도록 구성된다. 용기의 유체 저장부에 설치되는 점적기(dropper) 말단의 베이스에 배치되어, 이들은 용기의 내부 볼륨과 외부 공기 사이의 인터페이스를 형성한다. 이들은 부분적으로 친수성 및 부분적으로 소수성으로 형성된다. 사실상, 박막은 어느 부분에서는 (수용액으로 함침되고 관통하도록 하기 위해) 친수성 재료로, 다른 부분에서는 소수성 재료로 만들어진 세균 필터링 박막이다.

본 발명은 반투과성 박막의 구조와 구성이 양면 사이의 압력차에 기초하여 용기의 내부와 외부 사이의 유체 교환의 관리를 향상시킬 수 있도록 변형된 배출 헤드를 제안함으로써 상기한 종래의 구조를 대체하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 특히 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 살균 상태에서 저장된 점성 용액을 배출하는데 적용 가능성을 증가시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명의 핵심은 반투과 박막을 종전과 같이 십자 방향(crosswise direction)이 아니라 용기의 길이 방향으로 배열하는 것으로 구성된다. 동시에, 적어도 공기의 존재하에 선택적으로 물(더 일반적으로는 방출되는 유체)을 통과시키는 박막에 관한 한, 유체와 공기 사이의 인터페이스는 외부와 연통하고 용기에 삽입되는 하나 또는 복수의 덕트 둘레에 박막을 형성함으로써 구성된다.

사실상, 박막 재료로 벽이 만들어진 유연한 튜브가 사용되며, 바람직하게는 상기 튜브의 단부가 천공된 판을 관통하여 용기의 외부로 드러나며, 상기 천공된 판은 배출될 유체를 포함하는 용기의 목부에 대하여 조립체를 설치하는 데 사용되는 것으로 튜브의 각 단부를 둘러싸고 견고한 벽과 밀폐를 보장하면서 각 출구 오리피스에 의하여 오픈된 단부를 가지도록 튜브를 지지한다.

제조를 용이하게 하고 내마모성을 향상시키기 위하여, 현재 사용되는 유용한 솔루션은 양 단부를 통하여 외부와 연통할 수 있는 U형으로 굽어질 수 있는 충분한 길이를 가지는 튜브를 사용하는 것이다. 따라서, 각 튜브는 중간 박막을 통하여 용기 내부와 외부 대기 사이에 연통할 수 있는 두 개의 덕트를 제공한다.

상기한 구조적 특성과 관련하여, 일 면에 가해지는 압력에 따라 배출 헤드를 통한 대체 흐름을 관리하는 박막이, 용기로부터 유체를 추출하고 용기 외부로 방출하거나 외부 공기를 용기로 유입하고 방출된 유체를 보상하도록 작동하는 선택적 투과 특성을 가진 관형 필터 형태로 형성되는 것을 고려할 수 있다.

어떤 경우이든, 관형 필터의 길이방향 배열을 가진 본 발명에 따른 배출 헤드는, 박막이 배치되는 용기의 목부의 직경에 용기에 가해지는 크기 제한에 더 이상 얽매일 필요가 없는 선택적으로 투과가능한 큰 작용면을 제공한다. 이러한 특징적 구성은 특히 유체의 추출을 위하여 중요한 반면, 입자 필터링 성능은 특히 공기 흡입 중 작용하는 유효 박막면을 위해 필요하다.

특히, 세균 필터링 박막은 용기에서 살균된채 유지되어야 하는 유체의 존재하에 보호 역할을 수행할 것이며, 이 경우 유체는 방부제가 필요하지 않을 것이다. 배출되는 제품의 구성에 방부제의 존재는 점악액의 경우 또는 다른 신체의 민감한 부위, 특히 피부과적으로, 점막의 염증과 같은 부작용을 유발하는 것은 잘 알려져 있다.

유체를 투과시킬 수 있는 유효 필터링 면의 증가는 작용면 영역이 커져서 유체의 방출을 위해 벽에 가해져야 하는 압력을 줄인다. 이는 또한 배출 용기에서 점성 용액을 포함하는 유체의 사용을 가능하게 한다.

또 다른 이점은 박막의 친수성 및 소수성 영역들의 크기와 위치에 있어 큰 자유도를 가지는 것이다. 동일한 튜브에서 친수성 영역 및 소수성 영역을 예상하는 것이 가능하지만, 일부 튜브는 (유체 추출을 목적으로) 친수성으로 나머지는 (공기 흡입을 목적으로) 소수성으로 형성하는 것이 제조의 측면에서 단순하고 일반적으로 더 효과적인 것으로 나타났다. 그 결과, 유체와 가스 상태의 혼합은 발생할 수 없다.

여기서, 필터 튜브는 U형일 필요는 없다. 폐쇄된 단부를 가지는 튜브도 또한 일단이 유체 조절 용기 외부로 연통하도록 사용될 수 있다.

특히 바람직한 실시 형태에 따르면, 필터 유닛은 항균 특성을 가지고, 일부 필터면은 친수성으로 유체 추출을 위해 제공되는 반면 다른 필터면은 소수성으로 공기 흡입을 위해 제공된다. 용기가 방울 배출을 위해 뒤집어질 때 유체가 배출되기 전에 공기가 용기로 유입되지 않도록 하기 위해, 유체와 공기에 공통인 배출 헤드의 환형 몸체의 축방향 통로를 폐쇄하는 조립체를 다공성 디스크 판 옆에 소수성 면을 배치하고, 친수성 면을 유체 조절 용기의 더 아래에 배치하는 것이 바람직하다. 따라서 소수성 면은 용기가 뒤집어질때 유체에 함침되고 이는 공기가 들어가는 것을 방지한다.

사실상, 본 발명에 따라 실행되는 솔루션은, 유체 추출을 위해 제공된 면 영과 공기 흡입을 위해 제공된 영역을 분리하여 조절하고 용기 내부의 다양한 깊이 및 용기의 목으로부터 다양한 거리에서 각 위치를 결정한다는 이점을 가진다. 또한, 유체 배출 덕트가 공기 흡입 덕트(여기서는 튜브로 부르기도 함)로부터 분리될 때 상기 작동 중 유체와 가스 상태의 혼합의 위험이 없고, 이는 특히 유효 성분의 특성또는 조성물에 계면활성제의 존재로 인해 배출되는 유체가 공기와 접촉하여 거품을 유발할 수 있을 때 유용하다.

관형 필터의 다른 기능을 분리하고 용기에서 제한없는 배치는 거품제를 사용하는 적용예를 위하여 유리하게 조합될 수 있다. 공기 통로와 유체 통로 사이의 물리적 분리가 두 개의 유체의 각각의 유량 조절을 허용할 때, 점적기 용기에 일반적으로 존재하는 다공성 유량 조절 플러그는 더이상 필요하지 않으며, 여기서 친수성 및 소수성 특성을 모두 가지는 이중 기능 박막이 용기의 상단을 가로질러 평평하게 배치된다. 이 경우, 본 발명에 따른 용기는 다공성 플러그 자체가 거품을 생성하므로 특히 거품제의 방출을 위해 유리하다. 이는 또한 특히 거품제의 경우에 공기 투과가능한 박막 튜브의 면을 용기의 상단에서 목부를 폐쇄하는 스토퍼 옆에 배치하고, 유체 추출을 위하여 병 내부에 삽입되는 박막 튜브의 면을 제공하며, 가능하다면 병에 존재하는 유체 리저브(reserve)에 함침되는 것이 바람직하다.

그 부분에 대하여, 세균 감염의 침투로부터 유체를 보호하는 것을 우수한 질을 가진다. 튜브의 단부들만이 플러그의 면에서 드러나며, 이들은 유체가 방출될 수 있도록 오픈된다. 따라서 외부 환경으로 노출된 유체의 표면 영역은 극히 작다. 또한, 박막을 관통하여 튜브에 남아있는 유체는 좁은 칼럼에 한정되고 따라서 세균 확산을 가져올 수 있는 작은 포켓의 오염된 유체의 전파가 방지된다.

본 발명에 따른 유체 배출 헤드의 실질적 구성 중, 튜브들의 입구 위에, 용기로부터의 유체를 방출시에 방울 형태로 배출하는 분산 스토퍼로 조립체를 페쇄하는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위하여 다공성 재료로 구성되는 상기 플러그는 또한 대기 먼지가 관형 필터의 입구에 도달하는 것을 방지한다.

본 발명의 두 번째 특징에 따르면, 다른 친수성 박막의 관형 요소들을 용기의 축을 따라 뻗어있는 일련의 평행한 길쭉한 튜브 덕트의 번들로 그룹화하는 것이 유리하며, 따라서 이들은 용기의 길이방향으로 함께 유지하도록 구성된 시스(sheath)에 둘러싸이도록 형성되면 이는 박막의 기능을 향상시킨다. 저항성이 큰 시스의 존재는, 또한 용기의 목부를 통해 아래로 삽입될 때 조립체의 설치를 용이하게 하는 이점을 가진다.

박막 튜브를 둘러싸는 시스가 천공되지 않은 관형 벽으로 형성되는 한, 이는 또한 방울 배출 중 시스를 통하여 눌러지는 유체의 흐름을 가이드하며, 따라서 유체는 박막 튜브의 벽을 지나며 난류 없이 그 둘레를 통과한다.

조립체의 기계적 구성 및 설치와 관련하여, 시스는 유리하게는 용기의 목부와 밀폐 접촉하도록 하는 주어진 외부 형태일 수 있다.

시스(sheath)에 대한 다른 세부 사항은 용기 내부의 유체를 모두 사용하도록 구성된다.

이러한 목적으로부터, 시스의 관형 벽에 말단 점적기의 베이스 바로 아래에는 창이 형성될 수 있으며, 이는 용기에 적은 양만이 남고 뒤집어진 용기에서 유체가 시스 외부에 모일때 유체가 시스 내부를 관통하도록 한다. 어떤 경우이든, 유체 방울의 배출에 이어 용기가 바로 놓인 후에 용기의 벽에서 압력이 해제될 때, 상기 창은 용기 내부로 공기를 흡입하는데 사용될 수 있다.

그러나, 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 공기 흡입 박막 튜브는 유체 방출을 위해 준비된 관형 필터를 둘러싸는 시스 외부에서 용기의 축 둘레에 코일을 형성하도록 상기 창의 위에 배치되는 것이 유리하다.

이하에서는 본 발명의 특징과 장점을 도면을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 3은 점안액을 포함하는 용기에 설치되는 유체 배출 헤드의 주요 요소들을 도시한다.

- 도 1은 제1 실시예에 따라 설치된 용기를 도시한 부분 단면도;
- 도 2는 도 1에 도시된 용기를 포함하는 요소들, 특히 시스, 튜브형 필터 및 플러그를 도시한 분해사시도;
- 도 3은 제2 실시예에 따른 배출 헤드가 설치된 용기의 단면도이다.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 액체 저장 용기에 설치되도록 구성되고, 유체 배출에 의해 및 외부 공기 흡입에 의해 교대로 취해지는 동일한 경로를 따라, 용기의 내부와 외부 사이의 인터페이스를 제공하는 용기의 목부에 대해 배치되는 필터링 장치를 포함하는, 본 발명에 따른 배출 헤드를 얻기 위하여 각 실시 형태들의 특징들이 조합될 수 있는 것을 알 수 있을 것이다.

유체 저장 용기(2)에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 배출 헤드(1)가 도 1에 도시되어 있다. 일반적으로, 용기와 특히 배출 헤드를 포함하는 요소들은 안과용 액제의 보존에 적합한 플라스틱 재료로 만들어진다. 특히, 이들은 모두 폴리올레핀(polyolefin) 계열 또는 폴리에틸렌(polyethylene)의 폴리머로 만들어진다.

용기는 유체 저장부(4)를 가지고, 이 저장부의 원통형 외주벽(6)은 사용자에 의한 수동 압축에 의해 유체를 배출할 수 있도록 신축성있게 및 가역적으로 변형가능하게 형성되며, 수동 압축이 멈추면 배출된 유체를 보상하는 공기 흡입에 의해 최초 형태로 순간적으로 돌아온다. 유입 공기는 배출 헤드를 통해 배출되는 각 유체 방울의 저장 경로를 따라 흐르며, 이 경우 환형의 배출 헤드의 몸체 내부의 원통형 보어(8)를 통과한다. 용기의 원통형 벽은 자유단에 좁아지는 부분을 가지고 여기에 목부(10)가 축방향으로 연장되며 배출 헤드가 밀폐 연결로 고정된다.

배출 헤드를 폐쇄하는 제거가능한 캡(12)이 용기의 목부에 통상적인 방법으로 나사결합된다. 이 캡은 일단이 폐쇄된 중공 실린더로 구성되고, 실린더 내부에는 동심 축(14)을 가진다.

배출 헤드는 용기 외부 원통형 몸체(17) 끝에 점적기(16)를 형성한다. 몸체(17)는 원통형 벽의 외부로 방사상으로 연장된 플랜지(18)를 가진다. 용기의 내부 저장부 반대 방향으로 향하도록 형성되어 유체가 배출되는 점적기의 끝에는, 작은 직경의 배출구(22)를 형성하기 위한 숄더(20)와 점적기 내부의 숄더에 의하여 좁은 부분이 형성된다.

상기 숄더에 대면한 점적기의 단부에는 다공성 스토퍼(24)가 통로를 메우도록 배치된다. 스토퍼는 소수성을 형성하는 폴리에틸렌계 열가소성 재료로 만들어지며, 따라서 스토퍼가 말랐을때 유체의 침투를 방지하고 공기의 유입을 허용한다. 이는 소결(sintering)에 의하여, 즉 열가소성 재료의 열처리에 의하여 얻어지며, 예컨대 피부와 안구 점막에 존재하는 많은 박테리아성 균주에 대한 효능으로 알려진 은 이온을 포함하는 항균제를 포함할 수 있다. 다공성 스토퍼는 방출 중 방울을 형성하기 위하여 순환을 현저히 감소시킴없이 용기에서 배출되는 유체를 배출하는데 필요한 다공성 특성을 가진다. 최종 출구의 직경은 방울의 크기를 결정하기 위하여 변경될 수 있다.

배출 헤드 내부에는 반투과 박막을 가진 필터링 장치(26)가 배치된다. 이는 한 세트의 관형 필터를 가지고, 그 중 일부는 소수성 반투과 벽을 가지는 반면, 다른 일부는 친수성 반투과 벽을 가진다. 또한 상기 필터링 장치는 관형 필터의 입구에 몰딩된 수지로 형성되어 유체 배출 헤드의 몸체를 형성하는 점적기(17)를 가로질러 조립체를 설치하는 데 사용되는 유기적인 디스크 판을 가진다. 디스크 판(28)은 점적기를 가로질러 배치되고, 점적기의 내부에 전체 외주면 둘레에서 밀폐 접촉하는 반면, 관형 필터는 유체 조절 용기 내부로 삽입되도록 형성된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 필터 튜브 조립체는 U형으로 굽은 튜브(30)와 U형 튜브 필터 둘레의 코일형의 추가 필터 튜브(32)로 구성된다. U형 튜브 필터는 필터 코일 보다 디스크로부터 큰 거리를 두고 용기 내부로 길이로 연장되어 있는 반면, 필터 코일은 디스크 판에 더 가깝고 용기가 세워진 위치에서 유체에서 떨어져 있다.

각 필터 튜브는 반투과 박막 벽을 가진다. 여기서 필터 코일(32)은 소수성 반투과 박막으로 구성되어 공기를 선택적으로 투과시키고 유체는 투과시키지 않는 반면, 용기 내부 길이로 연장된 관형 필터는 친수성 박막으로 구성되어 공기 존재하에 유체를 선택적으로 투과시킨다.

상기한 바와 같이, 각 필터는 양 단부(31)가 오픈된 반투과 튜브이고, 상기 단부는 디스크 판을 관통하여 스토퍼(24)로 덮히는 디스크 판의 상단면(29)으로 드러나 저장부(4) 쪽의 반대면에서 보이도록 배치된다. 따라서, 필터링 장치에서 관형 필터(30, 32)의 모든 오픈된 단부들(31)이 디스크 판(28)의 같은 측에, 즉 출구 유로 측에 놓이고 관형 튜브들이 저장부측에 전형 오픈된 단부를 가지지 않는다는 것을 관찰할 수 있다.

본 발명의 필터링 장치의 유리한 특징에 따르면, 입자 필터링 성능을 결정하는 관형 필터의 벽을 포함하는 박막의 다공성 또는 구멍 크기는 튜브가 소수성 벽을 가지고 공기 흡입을 보장하는지 또는 친수성 벽을 가지고 유체 방출을 보장하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 용기 내부의 살균 환경을 보존하기 위하여 공기 흡입 박막에 대하여 0.2 미크론의 세균 필터 성능을 유지하는 반면, 유체 방출 박막은 거친 필터 성능을 가질 수 있다.

주요한 이점은 친수성 박막을 통하여 유체를 가압하기 위하여 용기에 가해지는 압력을 과도하게 증가시킬 필요 없이 용기를 점성 안과용 액제를 위하여 사용할 수 있다는 것으로, 이는 또한 가능한 유체 반투과 면 영역에 의존한다. 허용가능한 점성은 유체 함침 박막이 공기 불투과성이 되는 성능에 따라 결정될 수 있으며, 따라서 세균을 필터링하기에 충분히 미세할 필요없이 외부 공기의 오염 미생물이 통과하는 것을 방지할 것이다. 필터링 장치 조립체에서, 다공성 스토퍼(24)는 외부 공기에 존재하는 먼지와 유사한 입자들을 필터링하여 오염 미생물과 함께 관형 필터로 들어가는 것을 방지하는 성능에 의해 용기의 살균 내용물을 보호하는 것을 도운다. 이러한 스토퍼는 사용자의 피부 및 점막과 튜브가 드러나는 디스크 판 사이의 직접적인 접촉을 방지한다. 전체적으로, 우수한 공기 필터링이 제공되어 용기가 무방부제 점안용 액제를 위해 사용될 수 있다.

유체를 포함하는 용기 내부에는 디스크 판에 수직으로 시스(34)가 뻗어있으며, 이는 길이방향 관형 필터가 정확하게 삽입될 수 있도록 설계된 중공 내부 직경을 가진다. 시스는 또한 필터 코일을 위한 지지부를 가진다.

상기 시스는 길이방향 양 단부에서 오픈되어 있다. 상기 시스는, 일 단부에서 모든 관형 필터의 지지부로 작용하는 천공된 디스크 판(28)에 통합되는데, 제조중, 예컨대 수지성 디스크 판이 튜브에 대해 몰딩될 때 통합된다. 시스는 수지성 디스크 판과 접촉하도록 형성된 단부 근처에서 벽에 유체가 통과할 수 있는 창(36)을 가진다. 시스는 내부에 배치되는 관형 튜브들을 보호하고 오픈 단부와 창을 통하여 시스로 들어가는 유체를 가이드하기 위하여 경성 플라스틱으로 제조된다.

도시된 바와 같이, 필터와 시스는, 소수성 필터 튜브(32)가 디스크 판과 시스의 창 사이에 배치되도록 배열된다. 이러한 배열의 이점은 주로 용기에 유체가 너무 많이 남아있는 것을 방지하고 용기가 거의 비었을 때 방출되지 않도록 하는 것이다.

이제, 연속적으로 제조된 용기로부터 배출 헤드가 따로 형성된, 배출 헤드와 용기의 조립체에 대하여 기술하고자 한다.

배출 헤드를 설치하기 위하여, 먼저 스토퍼(24)가 가장 큰 직경으로부터 점적기의 몸체로 반대쪽 단부의 숄더(20)에 놓일때까지 삽입된다. 일단 위치에 놓이면, 스토퍼의 돔형 부분은 점적기의 몸체의 돔형 단부와 같은 높이에 놓인다. 관형 필터를 설치하기 위해 사용되는 천공된 디스크 판과 관형 필터들 및 가이드 시스로 미리 형성된 조립체가 점적기에 강제 삽입되어 디스크 판은 다공성 플러그와 접촉하게 된다.

그 후 저장부에 유체를 채운후 배출 헤드를 용기의 목부에 삽입함으로써 유체 조절 용기가 설치된다. 배출 헤드는 먼저 시스를 용기에 점적기 플랜지가 용기 목부(38)의 상단에 닿을때까지 삽입함으로써 설치된다. 배출 헤드는 그 후 점적기의 원형 벽으로부터 돌출된 직각의 립과 용기 목부의 대응하는 홈의 상호작용에 의해 용기의 목부로 비가역적으로 고정된다.

상기한 바와 같이 배출 헤드를 설치하는 것은 두 가지 이점을 가진다: 첫째로 요소들이 단순한 삽입에 의해 설치된다는 것과, 둘째로 종방향 튜브들은 이들을 둘러싸는 시스에 의해 보호되기 때문에 삽입 공정에서 손상될 위험이 없다는 것이다.

이제 안과용 액제를 한방울씩 배출하기 위한 상기 배출 헤드와 유체 조절 용기의 사용에 대해 기술한다.

사용자가 용기를 뒤집어 눈 위에 두고 용기의 벽을 눌러 내부 공간을 압축하여 탄성적이고 가역적으로 변형시키다. 저장부의 유체는, 친수성이든 소수성이든 간에 관형 필터의 박막 벽에 대해 가압되나, 친수성 박막면 만이 유체를 통과시킨다. 관형 필터는 박막의 일면의 압력의 차이 때문에 함침되고 따라서 공기가 유입되는 것을 방지한다. 친수성 필터 튜브 내부의 유체는 튜브를 관통하여 환형 점적기의 내부 공간을 폐쇄하는 천공된 디스크 판을 통하여 스토퍼로 흐른다. 따라서, 박막은 관형 필터가 없는 공간에서 유체와 공기에 불투과성인 디스크 판에 의해 용기의 목부 내부에 지지되기 때문에, 유체는 저장부에서 박막을 통하여 용기의 외부로 통과하기 시작한다. 동시에, 눈에 배출하기 위하여 용기를 뒤집으면, 유체가 소수성 박막 필터 튜브를 덮고, 점적기를 가로질러 설치된 디스크 판 옆의 시스 둘레에 감긴다. 소수성 박막의 함침은 저장부에서 공기가 방출되는 것을 막아 유체가 다른 길로 방출되도록 강제한다. 저장부 벽의 변형에 의한 압력은 방출된 유체를 보상하기 위해 공기가 저장부로 들어가는 것을 방지한다.

유체를 방출하기 위해 용기의 벽에 가해지는 압력은 종래의 용기만큼 크지 않은데, 이는 박막의 길이방향 배열에 의해 제공되는 교환 면이 이전에 횡방향 박막의 경우보다 크기 때문이다. 공기와 유체 통로를 가로질러 배치되는 디스크 판의 대략 중심에서 친수성 통로를 형성하는 관형 필터의 직경과 수에 의해 충분한 유체 유량이 보장된다. 유체가 디스크를 넘어 단부 스토퍼를 통과하며, 이는 방울 형태로 방출되는 것을 보장한다.

필요한 수의 방울들이 배출되고 나면, 사용자는 용기의 벽에서 압력을 해제하고 평소의 직립 위치로 되돌린다. 용기의 벽이 초기 원통 형상으로 되돌아가는 동안, 유체는 용기 내부로 되돌아가면서 소수성 박막으로부터 방출되며, 공기는 필터 조립체의 양면 사이의 압력이 밸런스를 이룰 때까지 용기로 자유롭게 유입될 수 있다. 작동중, 소수성 박막은 유체가 함침되어 공기는 통과하지 못하는 반면 말단 스토퍼는 쉽게 마른다.

본 발명에 따른 유체 배출 헤드의 캡(12)을 점적기(dropper) 말단에 배치하면, 스토퍼의 외부면에 대하여 방사상으로 가압되는 샤프트(14)를 가진 조립체의 밀폐로 인하여 캡 내부 단부 스토퍼에 약간의 초과 압력이 유발된다. 다공성 스토퍼는 마른채로 유지되고, 소수성 및 친수성 면들은 명확히 구별되고 물리적으로 분리된 채, 박막 튜브들은 특정한 특성들을 유지한다. 따라서, 용기는 다시 사용될 준비가 된다.

용기의 정확한 작동을 위하여, 특히 유체의 정확한 배출 및 배출된 유체를 보상하기 위한 공기 흡입을 위하여, 소수성 면들은 디스크 가까이에, 용기가 바로 서있을 때 상단에 배치되어야 하고, 친수성 면들은 길이방향으로 소수성 면들보다 유체 저장부로 더 연장된다는 것을 알 수 있을 것이다.

첫째로, 저장부로 더 깊게 삽입되는 친수성 면들의 길이방향 요소는 많은 양의 유체가 저장부로부터 배출되는 것을 보장하는 더 큰 교환면을 제공하고, 따라서 관형 필터의 수와 내부의 관형 덕트의 직경이 유체의 정확한 흐름을 보장하기에 충분하다면 주어진 양의 유체를 방출하기 위해 가해지는 압력은 감소될 수 있다. 친수성 필터가 용기에 함침되는 것은 또한 이들이 빠르게 스며들어 공기가 필터를 통하여 유입되는 것을 방지하는 것을 의미한다. 용기가 거의 비었을 때에도, 모든 유체가 횡단 스토퍼에 대하여 쌓이고, 스토퍼 맞은편의 관형 필터의 단부가 더 이상 유체에 함침되지 않을 때에도, 친수성 부분은 수분을 가진채 유지되고 공기가 통과하지 않도록 유지될 것이다. 둘째로, 대응하는 관형 필터의 전체 길이를 따라 소수성 면들이 횡단 디스크 판 옆에 있다는 사실은 용기가 사용을 위해 뒤집어지면 유체가 소수성 필터를 덮고 둘러싼다는 것을 의미한다. 그 결과 용기 내부에 사용되지 않고 남은 유체의 양은 극히 작다. 용기가 많은 횟수로 사용된 후, 이를 뒤집으면 이제 모든 유체가 스토퍼와 소수성 필터 사이에 있어 더 이상 소수성 필터를 적시지 않고, 저장부에 존재하는 공기는 방출될 수 있으며, 남은 유체는 용기에 갇혀 손실된다.

따라서, 소수성 면들은 용기의 목부를 폐쇄하는 스토퍼에 근접하여 배치되어 스토퍼와 시스의 벽의 창 사이에 배치되는 것이 보장되어야 한다. 용기에 적은 양의 유체만이 남아 있고 유체가 뒤집어진 용기 내부에서 시스 외부에 모일 때 창은 유체가 시스 내부로 흐르도록 한다. 따라서, 친수성 필터에 의해 드레인되지 않고 플러그에 대하여 고이는 적은 양의 손실 유체는 소수성 필터에 스며들어 공기가 방출되는 것을 방지하고 용기가 유체 수준이 소수성 필터가 완전히 함침되기에 충분하지 않을 때까지 용기가 정확하게 작용하는 것을 보장한다.

이제 도 3에 도시된 두 번째 실시예를 설명한다. 여기서 배출 헤드는 서로에 대한 요소들의 배열을 명확히 보여주기 위하여 의도적으로 확대 도시되었다. 따라서 예컨대 관형 필터의 너비와 용기의 벽 두께 사이 또는 점적기의 높이와 너비 사이에 항상 비율이 고려된 것은 아니다.

선택적으로 공기 투과가능한 소수성 박막 관형 필터들(132)은, 유체 방출을 위해 준비된 친수성 박막 관형 필터들(130)과 같이 U형이다. 이들은 유사한 크기로, 1 mm 크기이나, 매우 짧은 길이를 가진다. 따라서, 소수성 작용 박막면은 이전에 설명한 실시예와 같이 용기 상단의 필터 설치 디스크 판에 매우 가깝다.

두 번째 실시예는 또한 튜브를 둘러싸는 시스 또는 그에 대응하는 것이 일정한 직경을 가지지 않는 점에서 다르다. 조립체를 커버하는 다공성 스토퍼(124)에 대하여, 가장 가까운 부분(142)은 점적기(116) 옆에 위치되는 반면, 가장 먼 부분(144)은 용기 내부에 위치된다. 가장 가까운 부분은 더 작은 직경을 가지고 점적기의 내부 직경을 완전히 채우는 반면, 가장 먼 부분은 더 큰 직경을 가지고 유체 저장부에 삽입되기 전에 용기(110)의 목부의 벽과 접촉하게 될 것이다.

점적기의 몸체에서 시스 둘레에 더 이상 환형 공간이 없고 따라서 유체가 더 이상 그곳에 침체될 수 없다는 것도 볼 수 있다. 그러나, 목부 후에 용기의 내부를 따라 창이 시스에 형성될 수 있다. 또한, 공기 흡입을 위한 소수성 관형 필터(132)가 시스에 의하여 친수성 관형 필터(132)로부터 더 이상 분리되지 않는다. 그러나, 첫 번째 실시예에서와 같이, 소수성 필터 영역이 디스크 판의 친수성 필터 영역을 둘러싸는 횡단 디스크 판(128)에 제한되는 것을 볼 수 있다. 이전의 경우에서와 같이, 친수성 및 소수성 튜브 양쪽 모두를 지지하기 위해 동일한 천공된 디스크 판이 여기서도 선택되었다.

두 번째 실시예는 또한 점적기가 방울의 형성과 정확한 크기 형성을 가능하게 하기 위한 점적기에서 출구 유로(116)로 이어진다는 점에서 첫 번째와 다르다. 점적기는 방울이 유체 배출 스토퍼 둘레를 통과하여 출구 유로(146)로 들어가도록 하기 위해 탄성적으로 변형되는 유연한 재료로 형성될 수 있다.

이러한 구성에서, 제거가능한 캡(112)은 나사 결합될 때 출구 유로의 말단을 막도록 형성된다. 캡은 일단에서 폐쇄되는 중공 실린더로 구성되고, 방사상 단부 벽으로부터 돌출된 실린더 내부에 중심핀(148)을 포함한다. 캡은 또한 중심핀과 가장자리 측벽 사이에 두 개의 더 긴 동심 핀(114, 150)을 가진다. 중심핀은 점적기의 출구 유로를 폐쇄할 수 있도록 이와 상호 작용하는 반면, 더 긴 핀은 점적기의 외부면에 의해 지지되도록, 하나는 몸체의 외주에 의해 방사상으로 지지되고 나머지는 플랜지에 의해 축방향으로 지지되도록 형성된다.

예로서 주어진 이러한 두 개의 실시예에 기초하여, 이상의 기술은 본 발명이 어떻게 그 목적을 달성할 수 있는지 명확하게 설명하였다. 특히, 유체 조절 용기와 외부 공기 사이에 인터페이스를 통하여 통과하는 유체와 공기를 위한 더 큰 교환면을 제공하는 선택적-투과성 박막을 형성하기 위하여 관형 필터를 사용한다. 이는 또한 용기의 정확한 작동을 위해 필요한 공기와 유체의 대체 통로를 보장하기 위하여 두 개의 구별된 친수성 및 소수성 영역들의 단순화된 구조를 허용한다. 따라서, 본 발명에 따른 배출 헤드의 사용 범위는 배출 헤드와 연계된 용기에 삽입되는 유체의 점성을 다양화함으로써 증가될 수 있다. 첫째로, 더 큰 교환면을 가지는 것은 저장부의 벽을 압축하는데 필요한 압력이 배출되는 주어진 유체를 위해 감소될 수 있는 것을 의미한다. 확장에 의해, 자연적으로 방출하기 더 어려운 더 점성의 유체를 이전의 용기에 대한 동일한 압력을 가하여 사용한 것을 허용한다. 둘째로, 구별된 친수성 및 소수성 부분들의 사용을 가능하게 함으로써 예컨대 다른 필터링 크기가 사용될 수 있다. 이는 예컨대 외부 공기를 흡입할 때 소수성 박막의 세균 필터링 성능이 유지되도록 하는 반면, 점성이 큰 유체의 방출을 가능하게 하기 위하여 친수성 박막 튜브를 위한 더 작은 미생물 필터링 성능을 제공할 수 있게 한다.

본 발명은 도면에 도시되고 특정적으로 기술된 상기 실시예들에 한정되지 않음은 명백하다. 반면, 이는 대응하는 수단들을 이용하는 어떤 변형예로도 확장될 수 있다.

Claims (15)

1. 유체 조절 용기의 내부와 외부 사이에서 유체의 배출과 공기 흡입을 조절하는 필터링 장치(26)를 포함하는 유체 배출 헤드에 있어서, 유체의 배출을 위하여 상기 필터링 장치는 관형 필터(30)를 포함하고, 상기 관형 필터(30)의 벽은 공기의 존재하에 선택적으로 유체를 투과시킬 수 있는 박막 재료로 형성되며, 상기 관형 필터(30)는 상기 용기에서 상기 헤드를 가로지르는 천공된 디스크 판(28)으로부터 길이방향으로 뻗어있으며 상기 디스크 판(28)을 관통하여 상기 용기의 외부로 드러나는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터링 장치(26)는, 유체의 존재하에 선택적으로 공기를 투과시킬 수 있는 박막면을 더 포함하고, 상기 박막면은 배출된 유체를 보상하기 위하여 외부 오리피스(22)를 통하여 용기로 유입되는 공기를 필터링하여 상기 용기의 내부 공간을 세균과 같은 오염물로부터 보호하도록 구성되고 배열되는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
3. 제2항에 있어서,
   상기 선택적으로 공기를 투과시킬 수 있는 박막면은, 선택적으로 유체를 투과시킬 수 있는 관형 필터와 동일한 천공된 디스크 판(28, 128)을 관통하여 드러나는 관형 필터(32, 132)의 벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
4. 제3항에 있어서,
   선택적으로 공기를 투과시킬 수 있는 박막의 벽을 가진 관형 필터는 상기 디스크 판(28)에 근접하여 연장되는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 필터링 장치의 관형 필터는, 유체 배출을 위한 친수성 벽(30)과 공기 흡입을 위한 소수성 벽(32)을 구별되게 가지는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
6. 제5항에 있어서,
   상기 관형 필터(30, 32)의 벽은, 유체 배출과 연계되는지 또는 공기 흡입과 연계되는지에 따라 다른 입자 필터링 성능을 가지고, 소수성 벽(바람직하게는 세균 필터링 박막)에 대해 더 미세하고 친수성 벽에 대해 더 거칠어 점성 용액의 배출을 가능하게 하는 입자 필터링 성능을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관형 필터는 U형상으로 굽어있고, 각 관형 필터의 양 단부(31)는 상기 디스크 판에 박혀 있으며, 상기 관형 필터의 내부 덕트는 상기 디스크 판의 상단면(29)에서 드러나 외부와 연통하는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관형 필터의 단부 위에서, 횡단 디스크 판(28)의 상단면(29)은 보호 다공성 스토퍼(24, 124)로 커버되는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필터링 장치는, 상기 용기의 길이방향으로 뻗어있는 길쭉한 덕트의 번들로 그룹화된 복수의 친수성 박막 관형 필터(30)를 포함하고, 상기 번들은 가이드 시스(34)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터링 장치는 소수성 박막 관형 필터(32)를 포함하고, 상기 소수성 박막 관형 필터(32)는, 조립체를 배출 헤드를 가로질러 설치하는데 사용되는 상기 디스크 판(28)의 근처에서, 상기 시스 둘레에 감긴 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스(34)는, 상기 배출 헤드가 뒤집어질 때 유체가 관형 벽을 통과할 수 있도록 하는 창(36)을 가지고, 상기 창은 상기 디스크 판(28)의 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 흡입을 위해 제공된 소수성 필터 튜브(32)는 횡단 디스크 판(28)과 상기 창(36) 사이에 위치되고, 유체 배출을 위해 제공된 친수성 관형 필터(30)를 둘러싸는 시스(34) 외부에서, 상기 벽의 축 둘레로 감긴 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
13. 제9항에 있어서,
    상기 친수성 관형 필터(30)를 둘러싸는 가이드 시스는 상기 헤드가 설치되는 상기 용기(10)의 목부와 동일한 직경을 가지고, 공기 흡입을 위해 제공된 소수성 관형 박막(32)은 상기 시스 내부에 있는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
14. 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 배출을 위한 친수성 관형 필터(30)와 공기 흡입을 위한 소수성 관형 필터(32)는 모두 U형이며, 내부 덕트의 양단은 횡단 디스크 판(128)을 관통하여 드러나며, 소수성 박막 필터(130)의 길이방향 높이는 소수성 박막 필터 보다 작은 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 조절 용기에 설치를 위한 환형 몸체는 상기 필터링 장치를 통하여 배출되는 유체를 위한 점적기 말단을 형성하고, 제거가능한 밀폐 캡(12, 112)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배출 헤드.

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