KR20180006867A

KR20180006867A - 밀봉 파우치와 진공 용기를 이용하는 멸균 장치

Info

Publication number: KR20180006867A
Application number: KR1020170095036A
Authority: KR
Inventors: 임유봉; 황제준
Original assignee: 주식회사 플라즈맵
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-01-19
Also published as: KR101843766B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 방법은 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계; 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지를 배기하는 단계; 상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 단계; 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함한다.

Description

밀봉 파우치와 진공 용기를 이용하는 멸균 장치{Sterilization Apparatus Utilizing Sealing Pouch and Vacuum Container}

본 발명은 멸균 장치에 관한 것으로, 진공 포장지의 내의 피처리물을 살균하는 멸균 장치에 관한 것이다.

화학적 멸균기(chemical sterilizer)는 과산화수소(H₂O₂), 이산화염소(ClO₂)등의 가스를 멸균제(sterilant)로 이용하여 상대적으로 저온에서 멸공 공정을 수행하는 장치이다.

과산화수소를 멸균제로 사용하는 종래의 화학적 멸균기에서는 멸균 챔버(sterilization process chamber)에 10 토르(Torr) 이하의 기초진공(base vacuum pressure)을 형성하고 상기 멸균제를 공급한다. 이와 같은 진공 상태에서는 섭씨 60 도 이하의 낮은 온도에서 멸균제는 공급되어 기화될 수 있다. 멸균제의 멸균 챔버 내부로의 확산을 통해 유지하는 압력은 일반적으로 약 30 토르(Torr) 수준이 될 수 있도록, 공급하는 멸균제의 양을 제어하고 있다. 이와 같이 진공을 유지하는 것은 과산화수소가 본 압력 및 온도에서 기체 상태로 유지될 수 있고, 기상의 멸균제가 멸균 챔버 내부에서 포장 필름을 투과하고 멸균 대상체(article)로 전달되어 멸균공정(sterilization process)을 수행하기 위함이다.

종래의 화학적 멸균기에서 멸균 대상체를 공정 온도로 승온시키기 위해서 멸균 챔버의 온도를 공정온도(예를 들어, 섭씨 60 도)로 승온시키고, 진공 형성과 가열된 공기 주입을 반복하여 대류(convention)를 중심으로 하는 낮은 열전달 효율(heat transfer efficiency)을 가지는 승온(heating)을 사용하고 있다. 공정 온도는 멸균공정에서 가장 중요한 공정 변수(process variable)로 신뢰성 확보를 위해 반드시 제어되어야 한다. 따라서 멸균챔버와 멸균 대상체가 열평형(thermal equilibrium)에 도달할 수 있도록 충분히 긴 승온공정(heating process)이 요구된다.

종래의 멸균기는 멸균 공정 후 이차감염 및 교차 감염을 방지하기 위해, 멸균 대상체를 파우치에 포장한 상태로 멸균 공정을 수행한다. 유효한 멸균 공정을 위해 파우치의 필름 한 면을 선택적 투과성을 가지는 TIVEK^®이 일반적으로 사용되고 있으며, 다른 한 면은 내부 멸균 대상체가 보일 수 있도록 투명한 필름(예를 들어, PE, PET 혹은 PE-PET 필름)을 사용한다. 여기서 선택적 투과성은 필름을 통한 멸균제의 투과가 가능하여 멸균 공정을 수행하고, 균의 불투과성으로 멸균 공정 이후의 무균성(sterility)을 유지할 수 있도록 한다. 하지만 멸균 공정 중에 멸균제가 TIVEK^®필름에 부분적으로 흡수되고, 결과적으로 멸균제가 손실되고, 멸균공정의 효율이 떨어지는 문제점을 가진다. 또한, 멸균제는 멸균 공정 후에 포장 파우치 필름에 흡수되거나 그 표면에 잔류한다. 이러한, 잔류 멸균제가 사용자에게 노출되는 현상을 방지하지 위해 충분한 정화공정(purification process)이 요구된다.

상기 정화공정은 멸균공정 이후에는 추가적으로 멸균 챔버에 진공형성, 에어레이션(aeration), 플라즈마(plasma) 방전 등을 통해 멸균챔버 내부표면 및 종래의 TIVEK^®을 이용하는 포장 파우치 내부, 필름, 그리고 필름 표면에 잔류하는 멸균제를 제거한다. 이에 따라, 상기 정화 공정은 사용자 안전성을 제공한다. 하지만 이와 같은 간접적인 정화공정은 멸균 대상체에 잔류하는 멸균제를 제거하는 효율이 떨어지며, 사용자 안전성 확보를 위해 장시간의 정화공정이 요구된다.

빠른 멸균이 가능하면서 사용자 안전성을 확보하는 기술이 요구된다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 멸균제는 비투과성 필름을 사용하는 밀봉형 파우치의 내부로 멸균제를 직접 주입시킨다. 밀봉형 파우치를 둘러쌓는 진공챔버는 압력 차이를 이용하여 파우치 내부에 부피를 제공한다. 이에 따라, 빠르고 효율적인 멸균공정이 가능하다. 또한, 밀봉 포장 파우치 내부로의 직접적인 멸균제 투입을 통해 사용자가 접촉하게 되는 파우치 외부 표면에 잔류할 수 있는 멸균제가 없다. 따라서, 추가적인 정화공정을 필요하지 않으며 사용자 안전성이 확보된다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 TIVEK^®과 같은 선택적 투과필름을 사용하는 기존의 멸균 파우치(sterile packaging)에서 멸균제의 제한적 투과와 이에 따른 느린 멸균 공정을 해결하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 TIVEK^®과 같은 선택적 투과필름에 흡수되고 표면에 잔류하는 멸균제에 의한 사용자 안전성 문제를 해결하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 선택적 투과필름을 사용하지 않고 비투과성 필름을 사용하여 진공 밀봉이 가능하고 이에 따른 멸균 공정 후 무균 보존성이 향상시키도록 하며, 포장 파우치로 직접적인 멸균제 주입과 파우치 외부에 진공 용기를 구성하여 파우치의 볼륨을 확보하고 효과적인 멸균 공정을 달성하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 파우치에 노즐 형성하여 멸균제를 파우치로의 직접적인 주입이 가능하게 하면서 진공 밀봉이 가능한 파우치를 구현하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 멸균 공정 후 파우치 내부에 잔류하는 멸균제를 제거하기 위해 파우치 내부표면에서의 플라즈마 방전이 가능한 파우치를 구현하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기 내에 배치된 상태에서 상기 진공 포장지로부터 주입된 멸균제를 배기하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 외부 가스가 상기 진공 포장기의 내부로 투과되지 않는 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 상기 피처리물을 수납한 상태에서 열압착에 의하여 밀봉될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 상기 멸균제를 주입하고 내부의 가스를 배기하기 위한 연결 부재를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지에 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력보다 높을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제가 배기된 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력과 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기의 내부에 설치된 히터에 의하여 상기 진공 포장지는 섭씨 50도 내지 섭씨 65도로 가열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지는 동시에 배기될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지에 멸균제의 공급 및 상기 진공 포장지의 배기는 상기 진공 포장지에 설치된 연결 부재를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 멸균제는 농도 50 중량 퍼센트 이상의 과산화수소(Hydrogen peroxide)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 방법은 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계; 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지를 배기하는 단계; 상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지의 내부에 플라즈마를 발생시키는 단계; 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의하여 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지로부터 주입된 멸균제를 배기하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는 진공 용기; 상기 진공 용기 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지; 상기 진공 용기 및 상기 진공 포장지를 배기하는 진공 펌프; 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부; 및 상기 진공 용기에 공기를 주입하는 공기 주입부를 포함한다. 상기 멸균제가 상기 진공 포장지에 주입된 후, 상기 진공 용기는 진공 생태의 기저 압력으로 유지되고, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 기저 압력 이상이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 차례로 적층된 접지층, 유전체층, 및 홀 어레이 패턴의 도전층을 포함할 수 있다. 상기 접지층은 상기 진공 포장지의 외부에 배치되고, 상기 도전층은 상기 진공 포장지의 내부에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기의 외부에 배치되고 상기 접지층과 상기 도전층 사이에 교류 전력을 공급하는 교류 전원을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 멸균제 제공부는 ,외부로부터 공급된 살균제를 가열하여 기화시키는 기화기; 상기 기화기의 출력단과 상기 진공 포장지의 연결부위 사이에 배치된 제1 밸브; 및 상기 기화기의 출력단과 상기 진공 펌프의 입력단 사이에 배치된 제2 밸브를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공기 주입부는, 외부의 공기를 제공받아 필터링하는 공기 필터; 상기 진공 용기의 입출력단과 상기 진공 펌프의 입력단 사이에 배치된 제3 밸브; 및 상기 공기 필터와 상기 진공 용기의 입출력단 사이에 배치된 제4 밸브;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기는, 상기 진공 포장지를 로딩하기 위한 도어; 상기 진공 용기에 배치되고 상기 진공 포장지를 장착하고 가열하기 위한 하부 히터; 및 상기 진공 용기를 가열하기 위한 상부 히터; 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지 내부의 가스를 배출하는 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 연결부재는 상기 진공 포장지에 열압착되고 관통홀을 구비하고, 상기 연결부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정이 완료된 후 열압착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지는 열압착에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름 및 상부 필름을 포함할 수 있다. 상기 도전층은 홀 어레이 패턴이 형성된 방전 영역 및 상기 방전 영역에서 연장되는 패드 영역을 포함하고, 상기 상부 필름은 상기 패드 영역을 마주보는 위치에 형성된 개구부를 포함하고, 상기 접착 필름은 상기 개구부와 정렬되어 배치되고, 상기 접착 필름의 일부는 상기 개구부 주위의 상부 필름과 접촉하여 밀봉하고, 상기 접착 필름의 다른 일부는 상기 패드 영역과 접촉하여 밀봉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기 내에서 상기 접착 필름을 관통하여 상기 패드 영역에 전기적으로 접촉하는 전원 전극 연결부; 및 상기 전원 전극 연결부의 주위에서 상기 접착 필름을 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공 포장지는 상기 진공 포장지에 열압착에 의하여 설치된 연결 부재를 포함한다. 상기 연결 부재는 상기 진공 용기 내에서 상기 연결 부재에 결합하는 결합 부재를 통하여 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제를 배기하는 통로를 제공하고, 상기 연결 부재는 상기 진공 용기 내에서 상기 결합 부재와 결합하고, 상기 연결 부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정 후에 상기 진공 용기 내에서 열압착되는 열압착 부위를 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공 포장지는 상부 필름 및 하부 필름을 포함한다. 상기 하부 필름은 차례로 적층된 접지층, 유전체층, 및 홀 어레이 패턴의 도전층을 포함하고, 상기 접지층은 상기 진공 포장지의 외부에 배치되고, 상기 도전층은 상기 진공 포장지의 내부에 배치되고, 상기 진공 포장지에 열압착에 의하여 설치된 연결 부재를 포함하고, 상기 연결 부재는 상기 진공 용기 내에서 상기 연결 부재에 결합하는 결합 부재를 통하여 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제를 배기하는 통로를 제공하고, 상기 연결 부재는 상기 진공 용기 내에서 상기 결합 부재와 결합하고, 상기 연결 부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정 후에 상기 진공 용기 내에서 열압착되는 열압착 부위를 가진다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전층은 홀 어레이 패턴이 형성된 방전 영역 및 상기 방전 영역에서 연장되는 패드 영역을 포함하고, 상기 상부 필름은 상기 패드 영역을 마주보는 위치에 형성된 개구부를 포함하고, 접착 필름은 상기 개구부와 정렬되어 배치되고, 상기 접착 필름의 일부는 상기 개구부 주위의 상부 필름과 접촉하여 밀봉하고, 상기 접착 필름의 다른 일부는 상기 패드 영역과 접촉하여 밀봉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비투과성 필름을 사용하여 밀봉이 가능한 포장 파우치로 멸균제를 직접 주입하여 멸균 효율을 향상시키고 멸균제가 파우치 필름에 흡수되거나 외부 표면에 잔류하여 발생하는 사용자 안전성 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래의 반투과성 필름을 사용하는 포장 파우치 대비 비투과성 필름을 사용하여 멸균 공정 이후에 포장 파우치가 진공밀봉이 가능하여 무균 보존성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파우치 내부에서 플라즈마를 발생시키고, 이를 이용하여 멸균 대상체를 효과적으로 승온시킬 수 있으며, 플라즈마는 멸균 공정 이후에 파우치 내부에 잔류하는 멸균제를 정화시켜 멸균공정의 효율성과 사용자 안전성을 확보가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 용기와 파우치 내부에서의 플라즈마 방전을 통해 승온 및 정화 공정을 포함하는 전체 멸균공정의 효율을 극대화시켜 빠른 멸균이 가능하고 사용자 안전성을 확보된 멸균기를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 용기는 기존의 멸균챔버가 아닌 진공 파우치의 부피를 확보하기 위하여 사용되고, 진공 파우치는 작은 공간으로 멸균 공정을 수행하므로 멸균제의 사용량을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 진공 포장지의 상부 필름, 하부 필름, 및 진공 포장지를 설명하는 평면도들이다.
도 3d는 도 3c의 진공 포장지의 I-I’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5는 도 4의 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 진공 포장지의 상부 필름, 하부 필름, 및 진공 포장지를 설명하는 평면도들이다.
도 6d는 도 6c의 진공 포장지의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6e는 도 6c의 진공 포장지의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.

멸균제를 사용하는 화학적 멸균은 통상적으로 피처리물을 멸균제가 투과할 수 있는 TIVEK^®과 같은 선택적 투과필름을 포함하는 포장지를 멸균 챔버의 내부에 배치한다. 상기 멸균 챔버에 멸균제를 주입하면, 상기 살균제는 상기 포장지를 투과하여 상기 포장지 내부의 피처리물을 살균한다. 이러한 살균 방식은 별도의 포장지에 의하여 멸균효율이 급격히 감소한다. 또한, 상기 포장지는 멸균 공정에서 흡착된 멸균제를 제거하기 위하여 추가적인 장시간의 정화 공정을 요구한다. 상기 멸균 챔버에 멸균제를 주입함에 따라, 다량의 멸균제가 사용된다. 상기 멸균제는 환경 오염을 유발할 수 있다. 또한, 통상적으로 상기 멸균제는 외부로 배기되기 전에 배기 정화 공정을 거친다. 이러한 배기 정화 공정은 진공 펌프의 성능을 악화시킨다. 따라서, 소량의 멸균제가 사용되는 새로운 멸균 방법이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 멸균 공정을 진행하기 위하여, 멸균 챔버 대신에 진공 포장지가 사용된다. 상기 진공 포장지는 멸균 공정이 완료된 후 사용자에 의하여 바로 전달되거나 장시간 보관될 수 있다. 멸균제를 상기 진공 포장지에 주입하는 경우, 상기 진공 포장지에 의하여 정의된 부피는 종래의 멸균 챔버에 비하여 현저히 작다. 따라서, 멸균제의 사용량이 현저히 감소할 수 있다.

상기 진공 포장지는 진공 펌프에 의하여 대기압 미만의 진공 상태로 배기된 후, 멸균제가 상기 진공 포장지 내부에 주입될 수 있다. 상기 진공 포장지가 대기압 환경에 있는 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 쪼그라들어, 멸균제가 확산을 위한 공간은 확보되기 어렵다. 상기 멸균제의 확산 공간을 제공하기 위하여, 상기 진공 포장지는 상기 진공 포장지의 압력보다 더 낮은 압력으로 유지되는 진공 용기에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 낮은 외부 압력에 의하여 팽창하여 확산을 위한 공간을 확보할 수 있다. 이에 따라, 확보된 공간은 멸균제가 확산할 수 있는 경로를 제공하여 루멘(lumen)과 같은 피처리물을 안정적으로 멸균할 수 있다. 상기 진공 용기는 상기 진공 포장지의 외부 압력을 제어하기 위한 것으로, 상기 멸균제는 상기 진공 용기의 내벽에 노출되지 않는다. 이에 따라, 상기 진공 용기에서 배기되는 공기는 별도로 정화되어 배기되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 진공 포장지에 주입된 멸균제만이 선택적으로 정화되어 배기될 수 있다.

상기 진공 포장지 내에서 멸균제에 의한 멸균 공정이 완료된 후, 상기 멸균제가 상기 진공 포장지에서 배기되는 경우, 상기 멸균제가 상기 진공 포장지 내부에 잔류할 수 있다. 잔류 멸균제를 효과적으로 제거하기 위하여, 상기 진공 포장지는 그 내부에 유전체 장벽 방전을 수행할 수 있는 접지층/유전체층/홀 어레이 패턴의 도전층을 포함한 유전체 장벽 필름을 할 수 있다. 상기 접지층과 상기 도전층 사이에 고전압이 인가된 경우, 상기 진공 포장지 내부에 유전체 장벽 방전이 발생할 수 있다. 상기 유전체 장벽 방전은 상기 살균제를 유해하지 않은 가스로 분해하는 정화 공정을 수행할 수 있다. 즉, 상기 유전체 장벽 방전을 이용한 정화 공정은 멸균 공정 후 실시간으로 진행되면서 배기될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전체 장벽 방전은 멸균제가 주입된 상태 또는 멸균제가 없는 상태에서 피처리물을 가열할 수 있다. 즉, 상기 진공 포장지가 진공 상태에 있는 경우, 대류에 의한 열전달이 어렵다. 따라서, 상기 피처리물을 최적의 멸균공정에 필요한 특정한 온도로 가열하기 위하여, 상기 유전체 장벽 방전이 사용될 수 있다. 상기 유전체 장벽 방전은 가스를 분해하여 가열된 중성 입자, 전자, 및 이온을 생성한다. 상기 가열된 중성 입자 또는 상기 이온은 상기 피처리물 또는 상기 진공 포장지의 내벽에 입사하여 상기 피처리물 및 상기 진공 포장지에 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 상기 피처리물의 가열은 상기 피처리물에 존재하는 물을 증발시킬 수 있다. 상기 피처리물에 잔류하는 물은 살균 효율을 감소시키기 일정한 압력의 안정적인 진공 상태의 유지를 방해한다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 유전체 장벽 방전은 산소 또는 오존과 같은 멸균제를 공급받아 멸균제를 활성화시키는 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 방전을 통해 포장재의 온도를 승온시키고, 일정 시간 동안 포장재의 압력을 외부 압력 대비 상대적으로 낮은 진공을 형성시켜 포장재를 쪼그라들게 할 수 있으며, 이를 통해 포장재로부터의 직접적인 열전도를 통해 상기 피처리물을 효과적으로 승온시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 불투과성 필름을 사용하여 진공 밀봉이 가능한 진공 포장지에 멸균제가 직접 주입되고, 제한된 멸균제 확산 공간에 의하여 멸균 효율이 향상된다. 또한, 멸균제가 상기 진공 포장지에 흡수되거나 상기 진공 포장지의 외부 표면에 잔류하여 발생하는 사용자 안전성 문제가 해결될 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지는 진공 포장되어, 멸균된 상태에서 장시간 보관을 제공할 수 있다. 상기 진공 포장지는 오염된 환경, 고온 환경, 및 고습한 환경에서도 멸균 상태를 유지할 수 있다. 상기 진공 포장지의 멸균제 주입구(또는 연결 부위)는 상기 진공 용기 내에서 열압착에 의하여 실시간으로 밀봉될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 엠보 패턴과 같은 유로를 형성하지 않고 진공 포장지 외부에 진공 용기를 이용하여 진공 포장지의 부피를 확보하여 멸균제의 확산 공간을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 포장지로의 직접적인 멸균제 공급 이후 진공 포장지 내부에서의 효과적인 멸균제의 확산 및 멸균 대상체로의 멸균제 공급을 위해 진공 포장지의 볼륨을 확보가 필요하며, 이를 위해 진공 포장지 외부에 진공 용기를 이용하여 효과적인 멸균공정이 가능하도록 하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, PE(Polyethylene) 재질의 필름을 사용하여 진공 포장지를 피처리물을 수납한 상태에서 밀봉하고, 진공 포장지에 설치된 멸균제 주입구를 통하여 진공 포장지의 진공형성 및 직접적인 멸균제 공급이 가능하도록 하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 포장지 필름에 플라즈마를 발생시키는 전극을 형성하고, 외부에서의 전원을 인가하여 진공 포장지 내부에서 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 플라즈마는 피처리물을 효과적으로 승온시킬 수 있으며, 멸균 공정 이후에 진공 포장지 내부에 잔류하는 멸균제를 정화시켜 멸균공정의 효율성과 사용자 안전성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 구체적으로 금속 재질의 전극패턴(patterned electrode)을 유전장벽층(dielectric barrier layer)에 합지하고, 반대편에 접지 전극(ground electrode)으로 구성된 한 면 이상의 합지 필름으로 구성된 진공 포장지에 전원을 인가하여 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge)한 플라즈마로 상기 승온과 정화 공정이 가능하도록 하였다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.

도 2는 도 1의 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.

도 3a 내지 도 3c는 진공 포장지의 상부 필름, 하부 필름, 및 진공 포장지를 설명하는 평면도들이다.

도 3d는 도 3c의 진공 포장지의 I-I’ 선을 따라 자른 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 멸균 장치(100)는 진공 용기(110); 상기 진공 용기(110) 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10); 상기 진공 용기(110) 및 상기 진공 포장지(10)를 배기하는 진공 펌프(140); 상기 진공 포장지(10)에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부(120); 및 상기 진공 용기(110)에 공기를 주입하는 공기 주입부(130)를 포함한다. 상기 멸균제가 상기 진공 포장지(10)에 주입된 후, 상기 진공 용기(110)는 진공 생태의 기저 압력(base pressure, P1)으로 유지되고, 상기 진공 포장지(10)의 압력은 상기 기저 압력 이상일 수 있다.

상기 진공 용기(110)는 고정된 형상을 가진 금속 챔버일 수 있다. 상기 진공 용기(110)는 상기 진공 포장지를 로딩하기 위한 도어(미도시); 상기 진공 용기에 배치되고 상기 진공 포장지를 장착하고 가열하기 위한 하부 히터(114); 및 상기 진공 용기를 가열하기 위한 상부 히터(112)를 포함할 수 있다.

상기 도어는 진공 용기의 상부면이 개방되도록 형성되거나, 상기 진공 용기의 측면에 배치될 수 있다. 상기 하부 히터(112)는 상기 진공 포장지(10)를 장착할 수 있다. 상기 하부 히터(114)는 상기 진공 포장지를 섭씨 60도 수준으로 가열할 수 있다. 상기 상부 히터(112)는 상기 진공 용기의 상부면에 배치되어 상기 진공 용기를 섭씨 60도 수준으로 가열 할 수 있다.

상기 멸균제 제공부(120)는 외부로부터 공급된 살균제를 가열하여 기화시키는 기화기(122); 상기 기화기(122)의 출력단과 상기 진공 포장지(10)의 연결 부위(116) 사이에 배치된 제1 밸브(126); 및 상기 기화기의 출력 라인과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치된 제2 밸브(128)를 포함한다.

상기 기화기(122)는 정량주입 장치(미도시)로부터 기화기(122)의 내부로 액체 상태의 멸균제가 공급될 수 있다. 상기 멸균제가 과산화수소인 경우, 상기 기화기(122)는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 상기 액체 상태의 멸균제는 기화될 수 있다. 상기 기화기(122)의 출력단을 통하여 기화된 멸균제는 제1 밸브(126)를 통하여 상기 진공 포장지(10)에 주입될 수 있다. 상기 진공 포장지(10)는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지 내부의 가스를 배출하는 연결부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결부재(17)와 결합하는 결합 부재(116)가 상기 진공 용기(110) 내에 배치된다. 상기 결합 부재(116)는 원터치 피팅 방식에 의하여 상기 연결 부재(17)와 결합할 수 있다.

제2 밸브(128)는 상기 기화기(122)의 출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 밸브(128)가 개방되고, 상기 제1 밸브(126)가 폐쇄된 경우, 상기 기화기에서 멸균제의 일부는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 배기될 수 있다. 이러한 공정은 액상의 과산화수소 멸균제가 상기 기화기에 공급된 경우, 기화된 물을 제거하여 상기 멸균제의 농도를 증가시키는 농축 공정에 사용될 수 있다.

상기 공기 주입부(130)는 외부의 공기를 제공받아 필터링하는 공기 필터(136); 상기 진공 용기(110)의 입출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치된 제3 밸브(132); 및 상기 공기 필터(136)와 상기 진공 용기의 입출력단 사이에 배치된 제4 밸브(134);를 포함한다.

상기 공기 필터(136)는 외부 공기에서 먼지와 균들을 제거할 수 있는 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter) 필터일 수 있다. 상기 제4 밸브(134)는 상기 진공 용기의 입출력단을 통하여 공기를 주입시켜 상기 진공 용기의 압력을 증가시킬 수 있다. 제3 밸브(132)는 상기 진공 용기(110)의 입출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3 밸브(132)가 개방되고 다른 밸브들이 폐쇄된 경우, 상기 진공 펌프는 상기 진공 용기의 입출력단을 통하여 상기 진공 용기를 기저 압력(base pressure; P1)까지 배기할 수 있다. 상기 기저 압력은 수십 토르 이하일 수 있다.

진공 펌프(140)는 상기 제3 밸브(132)를 통하여 상기 진공 용기를 배기하고, 상기 제1 밸브(126) 및 제2 밸브(128)를 통하여 상기 진공 포장지를 배기할 수 있다. 상기 진공 펌프는 로터리 펌프(142)와 미스트 트랩(141)을 포함할 수 있다.

상기 진공 포장지(10)는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지(10) 내부의 가스를 배출하는 연결부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결부재(17)는 상기 진공 포장지(10)에 열압착되고 관통홀(17b)을 구비할 수 있다. 상기 연결부재(17)의 주위(102)는 상기 멸균제의 배기 공정이 완료된 후 열압착될 수 있다. 상기 진공 포장지의 재질은 열압착에 의하여 용이하게 밀봉될 수 있는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장지의 재질은 열압착에 의하여 밀봉될 수 있는 한 다양한 플라스틱 재질로 변형될 수 있다.

상기 진공 포장지(10)는 피처리물을 수납한 후 열압착에 의하여 진공 밀봉될 수 있다. 상기 진공 포장지는 비투과성 재질로 구성되어 있어, 상기 외부 가스는 상기 진공 포장지를 투과할 수 없다. 상기 진공 포장지는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장지(10)는 가장 자리 열압착(19)에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름(11) 및 상부 필름(15)을 포함할 수 있다.

상기 진공 포장지(10)는 상기 진공 포장지에 열압착에 의하여 설치된 연결 부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 연결 부재에 결합하는 결합 부재(116)를 통하여 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제를 배기하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 결합 부재(116)와 결합하고, 상기 연결 부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정 후에 상기 진공 용기 내에서 열압착되는 열압착 부위(102)를 가질 수 있다. 상기 열압착 부위(102)는 상기 진공 용기 내에서 설치된 열압착 수단(101)에 의하여 형성될 수 있다.

상기 진공 포장지(10)는 연결 부재(17)를 통하여 그 내부에 진공을 형성하고 외부로부터 멸균제를 공급받을 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 포장지의 일면에 형성된 개구부에 삽입된 후 열압착되어 고정될 수 있다. 상기 연결부재(17)는 상기 진공 용기의 내부에서 결합 부재와 결합하여 배기 통로 및 멸균제 공급 통로를 제공할 수 있다. 상기 연결 부재의 주위의 상부 필름과 하부 필름은 멸균 공정이 완료된 후 진공 상태로 유지된 상태에서, 열압착에 의하여 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 진공 포장될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 연결 부재(17)는 진공 형성용 연결부재와 멸균제 공급용 연결부재로 분리될 수 있다.

이하, 본 멸균 장치의 공정이 설명된다.

멸균 방법은 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10)를 진공 용기(110)에 로딩하는 단계(S1); 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10)를 배기하는 단계(S2); 상기 진공 용기(110) 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지(10)에 멸균제를 주입하는 단계(S5); 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계(S8)를 포함한다. 상기 진공 포장지(10)는 외부 가스가 상기 진공 포장기의 내부로 투과되지 않는 재질로 형성된다.

우선, 피처리물은 의료용 기기일 수 있다. 상기 피처리물은 진공 포장지(10)에 수납된 후, 상기 진공 포장지의 가장 자리(19)는 열압착에 의하여 밀봉된다. 상기 밀봉된 진공 포장지(10)는 상기 진공 용기(110)에 로딩되고, 상기 진공 용기(110)는 밀폐된다(S1). 이 경우, 상기 진공 포장지(10)는 내부와 외부의 압력차이가 없어 일정한 부피를 확보할 수 있다. 상기 진공 용기(110)의 내부에 설치된 히터에 의하여 상기 진공 포장지(110)는 섭씨 50도 내지 섭씨 65도로 가열될 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10)를 배기한다(S2). 상기 진공 용기(110)는 기저 압력으로 배기되고, 상기 진공 포장지(10)는 대기압 미만의 낮은 압력으로 배기될 수 있다. 제4 밸브(134)는 폐쇄되고, 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)는 개방된다. 상기 진공 포장지는 상기 멸균제를 주입하고 내부의 가스를 배기하기 위한 연결 부재(17)를 구비한다. 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10)는 동시에 배기될 수 있다. 상기 진공 용기의 압력은 상기 진공 포장지의 압력은 실질적으로 동일하거나, 상기 진공 포장지의 압력이 상기 진공 용기의 압력보다 약간 높을 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이가 거의 없이 일정한 부피를 확보할 수 있다. 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지가 원하는 압력에 도달한 경우, 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)는 폐쇄될 수 있다.

이어서, 기화기(122)에 액상의 멸균제가 공급된다(S3). 상기 멸균제는 과산화수소일 수 있다. 상기 기화기는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 이에 따라, 공급된 멸균제 중에서 물이 먼저 증발할 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 용기(110)를 상기 진공 포장지(10) 대비 높은 압력을 유지하도록 하여 가열한 포장재로부터 피처리물의 열전달 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 진공 용기(110)에 연결되는 제3밸브(132)를 폐쇄하고 제4 밸브(134) 개방하여 외부공기를 상기 진공 용기(110)로 주입하여 압력을 높일 수 있다.

이어서, 기화기 응축 공정이 진행된다(S4). 외부에서 공급된 액상의 과산화수소의 농도는 50 질량 퍼센트 이하 수준일 수 있다. 과산화수소의 농도를 증가시기 위하여 기화기 응축 공정이 진행된다. 구체적으로, 상기 제2 밸브(128)를 개방하여 상기 기화기(122)에서 먼저 증발한 수증기를 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기한다. 응축 공정에 의하여 상기 과산화수소의 농도는 70 질량 퍼센트 이상으로 상승할 수 있다. 상기 과산화수소의 농도가 높을수록 멸균 시간이 감소할 수 있다. 상기 멸균제의 농도는 50 중량 퍼센트 이상의 과산화수소(Hydrogen peroxide)일 수 있다.

이어서, 상기 응축된 멸균제는 상기 진공 포장지(10)에 주입될 수 있다. 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄되고, 상기 제1 밸브(126)가 개방되면, 상기 기화기에서 기화된 멸균제는 상기 진공 포장지에 주입된다(S5). 상기 진공 포장지에 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 압력(P2)은 수 토로 내지 수십 토르 수준으로 상승할 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지(10)는 내부와 외부의 압력차이에 의하여 팽창하여 멸균제의 확산을 위한 충분한 부피를 확보할 수 있다. 상기 기화된 멸균제는 상기 피처리물을 멸균할 수 있다. 상기 멸균제가 공급된 후의 상기 진공 포장지의 압력은 수십 토르 수준일 수 있다. 상기 진공 포장지에 일정량의 멸균제가 공급된 후, 상기 제1 밸브(126)는 폐쇄될 수 있다.

이어서, 상기 진공 포장지(10)의 멸균제는 배기된다(S6). 상기 진공 포장지(10)에서 상기 멸균제가 배기된 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력과 동일할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 개방된다. 상기 진공 포장지 내부의 멸균제는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기된다. 이 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 기저 압력 수준으로 낮아질 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력차이가 거의 없어 수축할 수 있다. 상기 진공 포장지의 멸균제가 배기된 후, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄될 수 있다.

이어서, 상기 진공 포장지(10)의 연결 부위 주위(102)는 상기 진공 용기 내에서 열압착에 의하여 밀봉될 수 있다(S7). 상기 진공 포장지는 상기 피처리물을 수납한 상태에서 열압착에 의하여 밀봉된다. 상기 진공 포장지의 내부의 멸균제 및 공기는 배기될 상태에서, 상기 진공 포장지는 완전히 밀봉될 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기에 외부 공기는 대기압 상태에 도달하도록 주입될 수 있다(S8). 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)가 폐쇄되고, 상기 제4 밸브(134)가 개방된다. 이에 따라, 외부 공기가 상기 진공 용기의 내부에 유입된다. 상기 진공 용기의 압력은 대기압에 도달함에 따라, 상기 진공 포장지(10)는 압력차에 의하여 압착된다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 용기에 외부 공기가 주입됨과 동시에 상기 진공 포장지에도 외부 공기가 동시에 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 내부와 외부의 압력차가 거의 없도록 하여, 상기 진공 포장지는 대기압 하에서 일정한 부피를 유지할 수 있다. 상기 진공 포장지의 내부 압력이 낮아 대기압 환경에서 쪼그라드는 경우, 압력 차이에 의하여 상기 진공 포장지 내부에 수납된 피처리물이 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 진공 용기를 벤트하면서 동시에 상기 진공 포장지도 대기압으로 벤트(Vent)될 수 있다.

이어서, 상기 진공 포장지는 상기 진공 용기에서 언로딩된다(S9).

본 발명의 일 실시예에 따른, 멸균 방법에 따르면, 진공 포장지의 멸균제 확산 공간을 확보하기 위하여, 상기 진공 포장지는 진공 용기 내에서 배기되고, 상기 진공 포장지는 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제는 상기 진공 포장지로부터 배기된다. 또한, 상기 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 압력보다 높게 설정된다. 이에 따라, 작은 멸균 공간에 의하여 멸균 효율이 증가하고, 사용되는 멸균제의 량이 감소한다. 또한, 진공 포장지의 외피는 멸균제에 의하여 오염되지 않아 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지는 종래의 투과성 포장지에 비하여 장시간 보관할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.

도 5는 도 4의 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.

도 6a 내지 도 6c는 진공 포장지의 상부 필름, 하부 필름, 및 진공 포장지를 설명하는 평면도들이다.

도 6d는 도 6c의 진공 포장지의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.

도 6e는 도 6c의 진공 포장지의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 멸균 장치(200)는 진공 용기(110); 상기 진공 용기(110) 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10a); 상기 진공 용기(110) 및 상기 진공 포장지(10a)를 배기하는 진공 펌프(140); 상기 진공 포장지(10a)에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부(120); 및 상기 진공 용기에 공기를 주입하는 공기 주입부(130)를 포함한다. 상기 멸균제가 상기 진공 포장지에 주입된 후, 상기 진공 용기(110)는 진공 생태의 기저 압력으로 유지되고, 상기 진공 포장지(10a)의 압력은 상기 기저 압력 이상일 수 있다.

상기 도어는 진공 용기의 상부면이 개방되도록 형성되거나, 상기 진공 용기의 측면에 배치될 수 있다. 상기 하부 히터(112)는 상기 진공 포장지(10a)를 장착할 수 있다. 상기 하부 히터(114)는 상기 진공 포장지를 섭씨 60도 수준으로 가열할 수 있다. 상기 상부 히터(112)는 상기 진공 용기의 상부면에 배치되어 상기 진공 용기를 섭씨 60도 수준으로 가열 할 수 있다.

상기 멸균제 제공부(120)는 외부로부터 공급된 살균제를 가열하여 기화시키는 기화기(122); 상기 기화기(122)의 출력단과 상기 진공 포장지(10a)의 연결 부위(17) 사이에 배치된 제1 밸브(126); 및 상기 기화기의 출력 라인과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치된 제2 밸브(128)를 포함한다.

상기 기화기(122)는 정량주입 장치(미도시)로부터 기화기(122)의 내부로 액체 상태의 멸균제가 공급될 수 있다. 상기 멸균제가 과산화수소인 경우, 상기 기화기(122)는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 상기 액체 상태의 멸균제는 기화될 수 있다. 상기 기화기(122)의 출력단을 통하여 기화된 멸균제는 제1 밸브(126)를 통하여 상기 진공 포장지(10a)에 주입될 수 있다. 상기 진공 포장지(10a)는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지 내부의 가스를 배출하는 연결부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결부재(17)와 결합하는 결합 부재(116)가 상기 진공 용기(110) 내에 배치된다. 상기 결합 부재(116)는 원터치 피팅 방식에 의하여 상기 연결 부재(116)와 결합할 수 있다.

상기 진공 포장지(10a)는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지(10a) 내부의 가스를 배출하는 연결부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결부재(17)는 상기 진공 포장지(10a)에 열압착되고 관통홀(17b)을 구비할 수 있다. 상기 연결부재(17)의 주위(102)는 상기 멸균제의 배기 공정이 완료된 후 열압착될 수 있다. 상기 열압착 부위(102)는 상기 진공 용기 내에서 설치된 열압착 수단(101)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 열압착 수단(101)은 상기 진공 용기 내에서 열압착을 수행하기 위하여 하강할 수 있다. 상기 진공 포장지의 재질은 열압착에 의하여 용이하게 밀봉될 수 있는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장지의 재질은 열압착에 의하여 밀봉될 수 있는 한 다양한 플라스틱 재질로 변형될 수 있다.

상기 진공 포장지(10a)는 피처리물을 수납한 후 가장 자리 열압착에 의하여 진공 밀봉될 수 있다. 상기 진공 포장지는 비투과성 재질로 구성되어 있어, 상기 외부 가스는 상기 진공 포장지를 투과할 수 없다. 상기 진공 포장지는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장지(10a)는 가장 자리 열압착(19)에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름(11a) 및 상부 필름(15)을 포함할 수 있다.

상기 진공 포장지의 하부 필름(11a)은 차례로 적층된 접지층(12), 유전체층(13), 및 홀 어레이 패턴의 도전층(14)을 포함한다. 상기 접지층(12)은 상기 진공 포장지의 외부에 배치되고, 상기 도전층(14)은 상기 진공 포장지의 내부에 배치될 수 있다. 상기 도전층(14)은 홀 어레이 패턴이 형성된 방전 영역(14a) 및 상기 방전 영역에서 연장되는 패드 영역(14b)을 포함할 수 있다.

상기 상부 필름(15)은 상기 패드 영역(14b)을 마주보는 위치에 형성된 개구부를 포함할 수 있다. 상기 접착 필름(16)은 상기 개구부와 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 접착 필름(16)은 접착층(16b)을 포함할 수 있다. 상기 접착 필름(16)은 상기 패드 영역(14b)을 노출시키도록 워셔 형태일 수 있다. 상기 접착 필름(16)의 일부는 상기 개구부 주위의 상기 상부 필름(15)과 접촉하여 밀봉할 수 있다. 상기 접착 필름(16)의 다른 일부는 상기 패드 영역(14b)과 접촉하여 밀봉할 수 있다.

교류 전원(150)은 상기 진공 용기(110)의 외부에 배치되고 상기 접지층(12)과 상기 도전층(14) 사이에 교류 전력을 공급한다. 상기 교류 전원은 전원 전극 연결부(118a)를 통하여 상기 패드 영역(14b)에 전기적으로 연결된다. 상기 전원 전극 연결부(118a)는 상기 진공 용기 내에서 상기 접착 필름(16)을 관통하여 상기 패드 영역(14b)에 전기적으로 접촉한다.

가압부(118b)는 상기 전원 전극 연결부(118a)의 주위에서 상기 접착 필름(16)을 가압한다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 압력이 상기 진공 용기의 압력보다 높아, 상기 진공 포장지가 팽창한 경우에도, 상기 가압부(118b)는 안정적인 밀봉 및 전기적 접촉을 제공할 수 있다.

상기 진공 포장지(10a)는 상부 필름(15) 및 하부 필름(11a)을 포함한다. 상기 하부 필름(11a)은 차례로 적층된 접지층(12), 유전체층(13), 및 홀 어레이 패턴의 도전층(14)을 포함한다. 상부 필름(15) 및 상기 유전체층(13)은 폴리에틸렌 재질의 필름일 수 있다. 상기 접지층(12)은 알루미늄 재질이고, 상기 진공 포장지의 외부에 배치되고, 상기 도전층(14)은 알루미늄 재질이고 상기 진공 포장지의 내부에 배치된다. 상기 진공 포장지는 열압착에 의하여 설치된 연결 부재(17)를 포함한다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 연결 부재에 결합하는 결합 부재(116)를 통하여 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제를 배기하는 통로를 제공한다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 결합 부재(116)와 결합한다. 상기 연결 부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정 후에 상기 진공 용기 내에서 열압착되는 열압착 부위(102)를 가진다.

상기 도전층(14)은 홀 어레이 패턴이 형성된 방전 영역(14a) 및 상기 방전 영역에서 연장되는 패드 영역(14b)을 포함할 수 있다. 상기 상부 필름(15)은 상기 패드 영역을 마주보는 위치에 형성된 개구부를 포함한다. 접착 필름(16)은 상기 개구부와 정렬되어 배치되고, 상기 접착 필름(16)의 일부는 상기 개구부 주위의 상부 필름(15)과 접촉하여 밀봉하고, 상기 접착 필름(16)의 다른 일부는 상기 패드 영역(14b)과 접촉하여 밀봉한다.

상기 진공 포장지(10a)는 상기 진공 포장지에 열압착에 의하여 설치된 연결 부재(17)를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 연결 부재에 결합하는 결합 부재(116)를 통하여 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제를 배기하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 결합 부재(116)와 결합하고, 상기 연결 부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정 후에 상기 진공 용기 내에서 열압착되는 열압착 부위(102)를 가질 수 있다.

상기 진공 포장지(10a)는 연결 부재(17)를 통하여 그 내부에 진공을 형성하고 외부로부터 멸균제를 공급받을 수 있다. 상기 연결 부재(17)는 상기 진공 포장지의 일면에 형성된 개구부에 삽입된 후 열압착되어 고정될 수 있다. 상기 연결부재는 상기 진공 용기의 내부에서 결합 부재와 결합하여 배기 통로 및 멸균제 공급 통로를 제공할 수 있다. 상기 연결 부재의 주위의 상부 필름과 하부 필름은 멸균 공정이 완료된 후 진공 상태로 유지된 상태에서, 열압착에 의하여 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 진공 포장될 수 있다.

플라즈마 정화부(144)는 상기 제2 밸브(128)의 출력단에 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 상기 제2 밸브를 통하여 배출되는 멸균제를 분해하여 정화시킬 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 유전체 장벽 방전, 유도 결합 플라즈마, 또는 축전 결합 플라즈마를 사용할 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 보조 교류 전원(146)으로부터 교류 전력 또는 라이오주파수 전력을 공급받을 수 있다. 상기 플라즈마 정화부를 통하여 분해된 가스는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배출된다.

제어부(160)는 상기 제1 내지 제4 밸브를 제어하고, 상기 교류 전원(150) 및 보조 교류 전원(146)을 제어할 수 있다. 상기 제어부(160)는 압력 게이지를 통하여 상기 진공 용기 내부의 압력 및 상기 진공 포장지의 압력을 제공받아 제어할 수 있다.

이하, 본 멸균 장치의 공정이 설명된다.

멸균 방법은 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10a)를 진공 용기(110)에 로딩하는 단계(SS1); 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10a)를 배기하는 단계(SS2); 상기 진공 용기(110) 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지(10a)에 멸균제를 주입하는 단계(SS5); 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계(SS10)를 포함한다. 상기 진공 포장지(10a)는 외부 가스가 상기 진공 포장기의 내부로 투과되지 않는 재질로 형성된다.

피처리물은 의료용 기기일 수 있다. 상기 피처리물은 진공 포장지(10a)에 수납된 후, 상기 진공 포장지의 가장 자리(19)는 열압착에 의하여 밀봉된다. 상기 밀봉된 진공 포장지(10a)는 상기 진공 용기(110)에 로딩되고, 상기 진공 용기(110)는 밀폐된다(SS1). 이 경우, 상기 진공 포장지(10a)는 내부와 외부의 압력차이가 없어 일정한 부피를 확보할 수 있다. 상기 진공 용기(110)의 내부에 설치된 히터에 의하여 상기 진공 포장지(10a)는 섭씨 50도 내지 섭씨 65도로 가열될 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10a)를 배기한다(SS2). 상기 진공 용기(110)는 기저 압력으로 배기되고, 상기 진공 포장지(10a)는 대기압 미만의 낮은 압력으로 배기될 수 있다. 제4 밸브(134)는 폐쇄되고, 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)는 개방된다. 상기 진공 포장지는 상기 멸균제를 주입하고 내부의 가스를 배기하기 위한 연결 부재(17)를 구비한다. 상기 진공 용기(110)와 상기 진공 포장지(10a)는 동시에 배기될 수 있다. 상기 진공 용기의 압력은 상기 진공 포장지의 압력은 실질적으로 동일하거나, 상기 진공 포장지의 압력이 상기 진공 용기의 압력보다 약간 높을 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이가 거의 없이 일정한 부피를 확보할 수 있다. 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지가 원하는 압력에 도달한 경우, 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)는 폐쇄될 수 있다.

이어서, 기화기(122)에 액상의 멸균제가 공급된다(SS3). 상기 멸균제는 과산화수소일 수 있다. 상기 기화기는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 이에 따라, 공급된 멸균제 중에서 물이 먼저 증발할 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 용기(110)를 상기 진공 포장지(10) 대비 높은 압력을 유지하도록 하여 가열한 포장재로부터 피처리물의 열전달 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 진공 용기(110)에 연결되는 제3밸브(132)를 폐쇄하고 제4 밸브(134) 개방하여 외부공기를 상기 진공 용기(110)로 주입하여 압력을 높일 수 있으며, 이와 동시에 교류 전원(150)으로부터 교류 전력 또는 라이오주파수 전력을 공급받아 상기 진공 포장지(10) 내부에서 플라즈마가 형성될 수 있다. 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의하여 수행되고, 상기 플라즈마는 상기 진공 포장지(10) 내부의 가스를 활성화하여 멸균공정을 수행할 수 있으며, 이와 동시에 플라즈마로부터 발생하는 열을 이용하여 피처리물을 가열할 수 있다.

이어서, 기화기 응축 공정이 진행된다(SS4). 외부에서 공급된 액상의 과산화수소의 농도는 50 질량 퍼센트 이하 수준일 수 있다. 과산화수소의 농도를 증가시기 위하여 기화기 응축 공정이 진행된다. 구체적으로, 상기 제2 밸브(128)를 개방하여 상기 기화기(122)에서 먼저 증발한 수증기를 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기한다. 응축 공정에 의하여 상기 과산화수소의 농도는 70 질량 퍼센트 이상으로 상승할 수 있다. 상기 과산화수소의 농도가 높을수록 멸균 시간이 감소할 수 있다. 상기 멸균제의 농도는 50 중량 퍼센트 이상의 과산화수소(Hydrogen peroxide)일 수 있다.

이어서, 상기 응축된 멸균제는 상기 진공 포장지(10a)에 주입될 수 있다(SS5). 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄되고, 상기 제1 밸브(126)가 개방되면, 상기 기화기에서 기화된 멸균제는 상기 진공 포장지에 주입된다(SS5). 상기 진공 포장지에 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 압력은 수 토로 내지 수십 토르 수준으로 상승할 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지(10a)는 내부와 외부의 압력차이에 의하여 팽창하여 멸균제의 확산을 위한 충분한 부피를 확보할 수 있다. 상기 기화된 멸균제는 상기 피처리물을 멸균할 수 있다. 상기 멸균제가 공급된 후의 상기 진공 포장지의 압력은 수십 토르 수준일 수 있다. 상기 진공 포장지에 일정량의 멸균제가 공급된 후, 상기 제1 밸브(126)는 폐쇄될 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기에 공기가 주입되어 상기 진공 용기의 압력은 상기 진공 포장지의 압력보다 높게 유지될 수 있다(SS6). 상기 진공 용기의 압력이 상기 진공 포장지의 압력보다 증가함에 따라, 상기 진공 포장지는 압력 차이에 의하여 쪼그라들면서 압력이 변화될 수 있다. 이에 따라, 더 높은 압력에 의하여 멸균제는 상기 피처리물 내부에 더 깊숙이 확산하여 멸균 효율을 상승시킬 수 있다. 상기 진공 용기의 공기의 주입은 상기 제4 밸브를 개방하여 수행될 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기에 주입된 공기는 배기될 수 있다(SS7). 상기 진공 용기에 주입된 공기의 배기는 상기 제3 밸브를 개방하여 수행될 수 있다.

이어서, 상기 진공 포장지(10a)의 멸균제는 배기되면서 동시에 플라즈마가 형성될 수 있다(SS8). 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의하여 수행되고, 상기 플라즈마는 상기 멸균제를 유해하지 않은 가스로 분해할 수 있다. 이에 따라, 상기 멸균제의 제거와 정화 공정은 동시에 수행될 수 있다. 상기 진공 포장지(10a)에서 상기 멸균제가 배기된 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 베이스 압력과 동일할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 개방된다. 상기 진공 포장지 내부의 멸균제는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기된다. 이 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 기저 압력 수준으로 낮아질 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력차이가 거의 없어 수축할 수 있다. 상기 진공 포장지의 멸균제가 배기된 후, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄될 수 있다.

이어서, 상기 진공 포장지(10a)의 연결 부위 주위(102)는 상기 진공 용기 내에서 열압착에 의하여 밀봉될 수 있다(SS9). 상기 진공 포장지는 상기 피처리물을 수납한 상태에서 열압착에 의하여 밀봉된다. 상기 진공 포장지의 내부의 멸균제 및 공기는 배기될 상태에서, 상기 진공 포장지는 완전히 밀봉되고 수 있다.

이어서, 상기 진공 용기에 외부 공기는 대기압 상태에 도달하도록 주입될 수 있다(SS10). 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)가 폐쇄되고, 상기 제4 밸브(134)가 개방된다. 이에 따라, 외부 공기가 상기 진공 용기의 내부에 유입된다. 상기 진공 용기의 압력은 대기압에 도달함에 따라, 상기 진공 포장지(10a)는 압력차에 의하여 압착된다.

이어서, 상기 진공 포장지는 상기 진공 용기에서 언로딩된다(SS11).

본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 방법이 설명된다.

본 발명에 따른 멸균 방법은 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10a)를 진공 용기에 로딩하는 단계(SS1); 상기 진공 용기와 상기 진공 포장지(10a)를 배기하는 단계(SS2); 상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지의 내부에 플라즈마를 발생시키는 단계(SS9); 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계(SS10)를 포함한다. 상기 멸균 방법은 상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 단계(SS5)를 더 포함할 수 있다.

상기 진공 용기 내에 배치되고 진공 상태로 유지된 상기 진공 포장지(10a)의 내부에 플라즈마를 발생시키는 단계는 산소 또는 오존과 같은 멸균제를 공급된 상태에서 수행되거나, 멸균제가 공급되지 않은 상태에서도 수행될 수 있다. 상기 진공 포장지 내에 잔류하는 산소와 질소는 상기 플라즈마에 의하여 활성되어 상기 피처리물을 멸균할 수 있다. 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의하여 멸균제의 공급없이 수행되거나, 멸균제의 공급 후에도 수행될 수 있다.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 진공 포장지
100: 멸균 장치
110: 진공 용기
120: 멸균제 제공부
130: 공기 주입부
140: 진공 펌프

Claims

진공 용기;
상기 진공 용기 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지;
상기 진공 용기 및 상기 진공 포장지를 배기하는 진공 펌프;
상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부; 및
상기 진공 용기에 공기를 주입하는 공기 주입부를 포함하고,
상기 멸균제가 상기 진공 포장지에 주입된 후, 상기 진공 용기는 진공 상태의 기저 압력으로 유지되고, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 기저 압력 이상인 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제2 항에 있어서,
상기 진공 포장지는 차례로 적층된 접지층, 유전체층, 및 홀 어레이 패턴의 도전층을 포함하고,
상기 접지층은 상기 진공 포장지의 외부에 배치되고, 상기 도전층은 상기 진공 포장지의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제2 항에 있어서,
상기 진공 용기의 외부에 배치되고 상기 접지층과 상기 도전층 사이에 교류 전력을 공급하는 교류 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제1 항에 있어서,
상기 멸균제 제공부는:
외부로부터 공급된 살균제를 가열하여 기화시키는 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제4 항에 있어서,
상기 멸균제 제공부는:
상기 기화기의 출력단과 상기 진공 포장지의 연결부위 사이에 배치된 제1 밸브; 및
상기 기화기의 출력단과 상기 진공 펌프의 입력단 사이에 배치된 제2 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제1 항에 있어서,
상기 공기 주입부는 외부의 공기를 제공받아 필터링하는 공기 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제6 항에 있어서,
상기 공기 주입부는:
상기 진공 용기의 입출력단과 상기 진공 펌프의 입력단 사이에 배치된 제3 밸브; 및
상기 공기 필터와 상기 진공 용기의 입출력단 사이에 배치된 제4 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제1 항에 있어서,
상기 진공 용기는:
상기 진공 포장지를 로딩하기 위한 도어;
상기 진공 용기에 배치되고 상기 진공 포장지를 장착하고 가열하기 위한 하부 히터; 및
상기 진공 용기를 가열하기 위한 상부 히터; 중에서 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제1 항에 있어서,
상기 진공 포장지는 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지 내부의 가스를 배출하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제9 항에 있어서,
상기 연결부재는 상기 진공 포장지에 열압착되고 관통홀을 구비하고,
상기 연결부재의 주위는 상기 멸균제의 배기 공정이 완료된 후 열압착되는 것을 특징으로 멸균 장치.
제2 항에 있어서,
상기 진공 포장지는 열압착에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름 및 상부 필름을 포함하고,
상기 도전층은 홀 어레이 패턴이 형성된 방전 영역 및 상기 방전 영역에서 연장되는 패드 영역을 포함하고,
상기 상부 필름은 상기 패드 영역을 마주보는 위치에 형성된 개구부를 포함하고,
접착 필름은 상기 개구부와 정렬되어 배치되고,
상기 접착 필름의 일부는 상기 개구부 주위의 상부 필름과 접촉하여 밀봉하고,
상기 접착 필름의 다른 일부는 상기 패드 영역과 접촉하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
제11 항에 있어서,
상기 진공 용기 내에서 상기 접착 필름을 관통하여 상기 패드 영역에 전기적으로 접촉하는 전원 전극 연결부; 및
상기 전원 전극 연결부의 주위에서 상기 접착 필름을 가압하는 가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
진공 용기;
상기 진공 용기 및 상기 진공 용기 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지를 배기하는 진공 펌프;
상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부; 및
상기 진공 용기에 공기를 주입하는 공기 주입부를 포함하고,
상기 멸균제가 상기 진공 포장지에 주입된 후, 상기 진공 용기는 진공 상태의 기저 압력으로 유지되고, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 기저 압력 이상인 것을 특징으로 하는 멸균 장치.