KR101682033B1 - 배출 헤드를 갖는 액체 저장용 병 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 방울씩 배출되는 액체를 저장하고 있는 병에 관한 것으로서, 공기가 들어오면 탄성적으로 복원되는 가변형 벽을 구비하는 용기를 포함하며, 액체를 배출하는 헤드가 용기 위에 장착되며, 병에서 튀어나온 드롭퍼 단부와 부분적으로는 친수성이고 부분적으로는 소수성인 박테리아 차단 필터 막을 포함하며, 필터 막은 액체와 공기가 지나가는 공간을 횡단하면서 상기 드롭퍼 단부의 베이스에 배치되어 있다. 배출 헤드는 중공-본체를 갖는 인서트를 포함하며, 인서트는 다공성 패드를 구비하고 있고, 다공성 패드는 용기의 하류에 배치되어 있고, 액체의 유동을 조절하는 막의 하류에 형성된 챔버에 대하여서는 상류에 배치되어 있다. 병 내부의 인서트의 베이스에, 중앙 패드를 지지하는 길이방향 아치가 별 모양의 통로 구조로 배열되어, 다공성 패드를 통과한 후에 병으로 들어오는 공기를 방사상으로 가이드한다.

Description

배출 헤드를 갖는 액체 저장용 병{VIAL FOR PACKAGING A LIQUID HAVING A DRIP DISPENSING HEAD}

본 발명은 액체를 저장하고 배출하는 용기의 구조와 이를 제조하는 것에 관한 것이다. 특히 한 방울씩 배출하기 위해 제시되는 새로운 특징은, 보통 액체를 배출한 후에 병에 공기를 유입시켜 처음의 형태로 돌아갈 수 있는 탄성적으로 가변형인 벽을 갖는 병의 저장부로부터 액체를 배출시키는 상부구조와 관련이 있다.

본 발명은 의약용 액체 조성물 분야, 특히 안과 분야에 적용되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 분야는 바로 배출되는 물질의 청결도와 정확하게 배출하는 것이 중요한 논점이다. 이와 유사한 요구사항은, 예를 들어 필요한 경우에는 미리정해진 투여량에 따라 한 방울씩 배출되는 물질이 전달되는 위치에 있어서 정확도가 요구되는 화장품 또는 피부과 분야에서 찾을 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명은, 원래의 형태로 돌아오는 탄성적으로 형태가 변하는 벽을 갖는 저장부와, 외부의 오염물질로부터 저장부에 있는 액체를 보호하는 박테리아 차단 필터 막을 포함하는 병의 외측으로 튀어나와 있는 한 방울씩 배출하는 엔드-피스를 통해 액체를 배출하는 상부를 구비한 병에 관한 것이다.

출원인이 제조하는 병에 있어서, 제2 872 137호로 공개되어 있는 프랑스특허출원에 따르면, 병 내부의 액체를 위한 저장부와 배출 엔드-피스 사이에 막이 배치되어 있는데, 그 배치된 위치는 액체가 흐르는 덕트를 가로질러 액체를 배출하는 채널의 베이스 부분이고, 동일한 덕트가 병을 다시 팽창시키기 위한 외부 공기의 입구의 역할을 하여, 배출이 각각 이루어진 후에 이전에 배출된 액체를 대체하게 된다.

이러한 작용은 박테리아 차단 필터 막으로서 예를 들어 폴리에테르술폰-기재 중합체로 생성될 수 있는 것처럼 부분적으로는 친수성이면서 부분적으로는 소수성인 이중기능 막을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 막이 갖는 특징은, 저장부 쪽으로 향하는 막 쪽에 존해하는 압력과 배출 채널 쪽으로 향하는 막의 반대측에 존재하는 압력 사이의 압력차에 따라, 바람직하게는 병의 용액 또는 바람직하게는 외부의 공기가, 번갈아가면서 막을 횡단할 수 있다는 점이다.

이러한 막이 존재함으로써, 한편으로는 사용자가 저장부의 벽에 압력을 가할 때 액체가 배출 방향으로 지나가고 또 한편으로는 액체가 배출된 후에 병에 가한 압력이 없어졌을 때 바깥으로부터 저장부 쪽으로 공기가 반대방향으로 통과하게 되는데, 이는 조성물에 방부제를 넣을 필요없이 안약 용액을 여러번 사용하는 병에 저장할 수 있게 하는 한 요소가 된다.

그러나, 이러한 병을 정확히 사용하기 위해서는, 출원인이 생산하는 병과 앞서 언급한 특허에 기술되어 있듯이, 한 방울씩 정확히 조절해서 생성할 수 있어야 하는데, 이를 위해서는 유체 흐름을 조절하는 역할을 하는 다공성(구체적으로는 미세다공성) 패드를 포함하는 오목한 본체를 구비한 인서트를, 저장부와 막 사이에서의 흐르는 액체를 가로질러, 구비하는 배출 헤드를 사용할 필요가 있다. 따라서, 패드는 저장부로부터 배출 엔드-피스 쪽으로 액체가 흐르는 방향에 있어서 저장부의 하류에 그리고 이중기능을 갖는 막의 상류에 배치된다. 패드는 소수성 성질을 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

여러 경우에 있어서 만족스러울 지라도, 이러한 병을 사용하는 경우, 표면-활성 성질을 갖는 용액을 포함할 때 한 방울씩 나오게 하는 문제가 존재한다. 이 경우, 방부제를 사용하지 않도록, 제품을 낭비하는 결함(사용할 때마다 남아 있는 양)에도 불구하고 일회용 앰플을 사용할 수 있을 것이다. 특히 표면-활성을 갖는 활성소(active principle), 유화제로 사용되는 표면-활성 첨가제(예를 들어 폴리소르베이트(polysorbate), 글리세롤(glycerol), 폴리에틸렌 글리콜 리시노리에이트(polyethylene glycol ricinoleate)), 또는 폴리비닐 유도체 또는 폴리에틸렌 글리콜 계열의 비스코스 또는 윤활제와 같은 기타 첨가제를 함유하는 안약 조성물의 경우, 액체 조성물의 품질이 낮아지는 문제가 생긴다.

본 발명의 출발점에서 보면, 다공성 패드를 떠날 때 기포가 형성되고, 두 개의 상을 갖는 액체/가스 혼합물이 접촉하면 친수성/소수성 이중기능 막이 제대로 작동하지 못하게 되는 상황에서, 한 방울씩 배출하는 것은 어려워 보일 수 있다.

상술한 문제점을 해결하고, 기포가 없는 액체의 경우에 볼 수 있었던 한 방울씩 배출하는 것과 거의 동일한 효과를 달성하기 위해서, 병에서 방출되는 경우 액체의 흐름을 조절하는 것보다 배출한 후에 공기가 들어가는 상태에 대하여 작업을 하도록 하는 시도가 이루어졌다. 이런식으로 다공성 패드 내부에 공기가 존재하는 것을 방지하는 배출 헤드를 구성하였는데, 패드에 잔류하는 공기는 다시 반대방향으로 패드를 통과하는 액체 내에 기포를 발생시킨다.

본 발명에 의하면, 주요 본체의 외주부에 의해 저장부의 목에 밀봉식으로 장착된 배출 헤드의 인서트로서, 베이스가 병 안쪽으로 들어가는 다공성 패드를 넘어 뻗어나가고, 따라서 별 모양으로 공기의 통로를 형성하여 공기가 병의 외주부에 방사상으로 가이드되는, 인서트를 제공하고 있다. 압력손실을 유발하지 않도록 넓게 개방된 통로의 섹션에 의해 다공성 패드로부터 배출되는 공기를 더 잘 빨아들이기 위해, 통로는 저장부에 남아 있는 액체 표면 위에서 병의 전체 섹션에 대하여 균일하게 공기가 분배되도록 하는 효과를 갖고 있다. 또한, 인서트의 동일한 베이스는 방사상 통로를 지난 부분에 중앙 펠릿을 형성하고 있고, 이 펠릿은 병의 회전축에서 액체 표면에 대하여 공기가 직접 부딪히지 않도록 하는 장애물을 형성한다.

또한, 바람직하게 본 발명은 인서트의 주요 본체 내에, 다공성 패드가 축방향 높이 방향으로 이중기능 막과 소정거리만큼 이격되어 있어서, 표면-활성 성질을 갖는 조성물의 경우에도 기포가 막에 도달하기 전에 터질 수 있도록 충분한 여유를 패드에 제공한다. 이로써, 배출되는 액체에서 기포가 형성될 가능성이 배제된다. 나아가 액체를 방출할 때에, 막은 공기가 없는 액체의 막으로 덮여 있다. 막의 소수성 부분은 임계지점을 나타내는데, 왜냐하면 표면 영역들이 동일한 경우 소수성 부분의 공기의 유동률은 친수성 부분의 액체의 유동률보다 훨씬 더 크기 때문이다. 표면-활성 성질을 갖고 있지 않은 조성물에서, 병의 본체에 가해지는 압력에 의해 다공성 패드를 떠날 때 기포가 생성되자마자, 기포는 즉시 터진다. 한편, 거품 용액은 더 큰 거품을 잘 일으키는데, 이러한 거품의 특징은 터지기 전에 형태가 변형될 수 있고, 따라서 배출 헤드 내부에서 더 오랫동안 유지될 수 있다는 점이다.

배출되는 액체에서 두 개의 상으로 된 혼합물이 형성되는 경우 발생할 수 있는 악영향을 피하고 또한 이중기능의 막이 오작동하는 것을 막음으로써, 본 발명은, 각각 액체를 배출할 때, 액체의 부피를 배출되는 각각의 액체 방울로 생성할 수 있고, 이 액체의 성분을 보장할 수 있다. 소정의 투여량과 관련하여 안약의 경우 환자가 지켜야할 두 가지 핵심적인 사항이 있다. 이러한 본 발명의 이점은, 액체의 유동조건과 관련하여 정확하게 작동하는 조건을 유지할 때에 얻을 수 있는데, 특히 병 내부의 저장부 안쪽으로 공기가 들어갈 때, 즉 액체가 흐르는 방향을 기준으로 다공성 패드를 통과할 때 상류 지점에서, 공기의 흐름에 작업을 할 때 본 발명의 이점을 더욱 잘 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 한 방울씩 배출되는 액체를 저장하기 위한 본 발명의 병은, 아래에서 설명하는 특징을 갖고 있는데, 이러한 특징은 개별적으로 또는 기술적으로 달성할 수 있는 조합을 통해서 이루어질 수 있다. 병은 탄성적으로 복원력이 있는 벽을 갖는 저장부를 포함하고, 배출 헤드를 통해 공기가 상기 저장부에 유입됨으로써 복원되는 병으로서, 벽에 가해지는 압력에 의해 액체가 배출 헤드를 통해 배출되고, 배출 헤드는 오목한 본체를 갖는 인서트를 포함하며, 배출 헤드는 인서트에 의해 병의 목에 밀봉식으로 장착되어 상기 저장부와 연결된다. 배출 헤드는 병의 외부로 뻗어나가는 엔드-피스를 포함하며, 이 엔드-피스는 액체를 배출하기 위한 구멍으로 이르는 중앙 채널이 중심에 관통되어 있다. 또한, 배출 헤드는 부분적으로 친수성이고 부분적으로는 소수성으로 이루어진 박테리아 차단 필터 막을 포함하며, 이 필터 막은 엔드-피스와 인서트 사이에서 엔드-피스의 베이스 부분에 장착되어 있다. 필터 막을 통해, 액체가 배출 방향으로 통과하고, 반대 방향으로는 액체가 배출된 후 보충을 위해 병에 들어가야하는 공기가 지나가게 된다. 인서트는 저장부로부터 배출 채널로 빠져나가는 액체의 경로에서 액체의 흐름을 조절하는 다공성 패드를 포함하고 있다(병의 벽에 손으로 압력을 가하는 경우 내부의 부피가 감소할 때). 이 패드는 소수성 물질로 이루어져 있고 패드의 중앙 오목부에 의해 형성된 덕트를 가로질러, 축방향을 기준으로 저장부의 하류에 그리고 챔버의 상류에 배치되어 있는데, 챔버는 엔드-피스 상류에 있는 필터 막에 의해 하류 부분의 경계가 설정된다. "상류" 및 "하류"라는 용어는 액체가 흐를 때 그 액체의 유동방향을 기준으로, 즉, 저장부로부터 액체를 배출하는 채널 쪽으로의 방향을 기준으로 정해진 용어이다.

본 발명에 의하면, 오목한 본체를 갖는 인서트는, 저장부 쪽의 단부에서, 인서트의 내부 직경보다 직경이 작은 중앙 펠릿을 지지하는 길이방향 아치로 형성된 시트로 마무리되도록 형성되어 있고, 액체를 수용하는 저장부를 형성하는 내부 공간에서 병의 내부 외주와 소정간격만큼 떨어져 있다. 인서트의 형상은 액체가 저장부로부터 배출 헤드쪽으로 지나가도록 상당히 개방된 공간을 남겨 두고 있으며, 병 내에 방사상 방향의 넓게 개방된 통로를 둠으로써, 액체를 배출하는 두 개의 작업 사이에서 다공성 패드를 통해 흡입되는 보상용 공기가 더 쉽게 들어갈 수 있고, 이 경우 주위 벽의 부근을 포함하여 병의 전체 섹션에 대하여 골고루 퍼트릴 수 있다.

인서트의 베이스의 아치는 길이방향의 러그 형상을 취하고 있고, 이 형상은 중앙 펠릿을 지지하고 본체의 외측 링에 연결되도록 바닥부에서 방사상으로 접혀 있다. 이러한 형상에 의해 인서트는 베이스 부분에서의 압력에 대항하여 우수한 강성을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 형상은 길이방향에 대하여 인서트에 우수한 기기계적인 강성을 제공하여, 좌굴(buckling)을 막을 수 있다. 또한, 이러한 형상은 목의 축을 따라 길이방향으로 가압하여 병의 목 안으로 삽임함으로써 고정될 때 기계적인 강성을 제공하면서 조립체를 가이드할 수 있다. 또한, 이러한 형상은 작업시 병의 저장부 쪽으로 미끄러질 수 있는 다공성 패드를 잘 고정할 수 있다. 또한, 병에 끼우기 전에 벌크상태에 있을 때, 저장하고 이송하는 동안 배출 헤드 조립체의 요소들을 개별화할 수 있다. 인서트 베이스(아치 및 중앙 펠릿)에서 요구하는 공간에 의해, 엔드-피스가 인서트의 중앙 덕트에 들어감으로써 두 개의 배출 헤드가 서로 연결되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 서로 달라붙게 되는 상부들을 분리시켜야만 하는 점안액(collyria)을 제조하는 경우 응력이 발생하는 것을 막을 수 있다.

본 발명의 배출 헤드를 구비한 병은, 저장부의 목에 배치된 인서트의 시트의 특별한 구조와 흐름을 조절할 수 있는 미세다공성 패드를 포함하고 있는 구조에 의해, 배출되는 액체 방울을 부피를 조절하고 흐름을 조절할 수 있는 매우 큰 이점을 갖고 있다. 이러한 구조에 의해, 매번 액체를 배출한 후에, 공기는 막과 소정 거리만큼 떨어져서 액체를 저장하고 있는 저장부로 쉽게 돌아갈 수 있다. 공기와 액체의 유동을 균일하게 함으로써, 액체의 방울, 특히 표면-활성 액체의 방울이 배출될 때 막쪽으로 흐르는 액체 내에 기포가 발생하는 양을 줄일 수 있다. 또한, 다공성 패드와 막 사이의 중간 챔버에 대하여, 패드의 출구의 경계면에 있을 수 있는 기포가 터지는 데 필요한 적절한 거리가 제공되며, 이 기포는 두 개의 배출 작업 사이에서 패드 내에 흡수되어 남아있는 액체의 유동이 공기를 수반할 때 발생할 수 있는 것이다. 이 챔버는, 빠져나가는 액체의 유동에 대하여, 패드를 보완하여 유동속도를 조절하는 패드의 역할을 할 수도 있고, 또한 막이 친수성 영역과 소수성 영역을 균일하게 갖는 경우 막을 통과하기 전에 횡단방향에 대하여 균일하게 분배하는 역할을 할 수 있다. 또한, 챔버는 공기 쿠션을 형성하기 때문에, 공기가 들어가도록 하는 엔드-피스와 패드의 외부표면 사이에서 공기가 들어갈 때 횡단면에 대하여 분배를 하는 역할도 하고, 따라서 공기가 유입되는 상태를 매우 우수하게 할 수 있다. 또한, 챔버는 액체의 배출량도 균일하게 할 수 있다. 이 챔버는 또한, 이미 알고 있듯이, 용기가 일반적인 위치에 있을 때, 즉 베이스에 안착되어 배출되지 않은 남은 액체를 내부에 수용하고 있을 때, 두 개의 배출 작용 사이에서 막을 건조하게 유지시켜준다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 또한 개별적으로 또는 기술적으로 실현할 수 있는 조합을 통해서 적용할 수 있는 아래의 특징들을 만족시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 아치는 3개로 되어 있고, 병에 들어가는 공기에 대하여 제공되는 통로 섹션을 넓게 개방하도록 서로 같은 간격으로 배치되어 있으며, 인서트의 베이스 부분을 견고하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 병에 들어가는 공기에 대하여 압력 손실이 일어나지 않도록, 아치의 높이는 1 내지 5 mm이고, 특히 2 내지 4 mm이다.

본체 내에 있는 소수성 미세다공성 패드는 본체의 전체 섹션을 차지하며 패드를 통해 압력 손실이 발생하고, 액체의 흐름을 조절한다. 이런식으로, 액체 방울을 조절하여 배출할 수 있다. 또한, 벽에 압력이 가해지지 않을 때에는 저장부 내의 액체가 유동하지 않도록 한다.

본 발명의 한 특징에 의하면, 패드는 구멍에 공기를 최소로 가두도록 고안되어 있다.

패드의 구멍은 들어오는 유동(공기)와 나가는 유동(액체)에 대하여 압력 손실이 지나치게 크지 않도록 되어 있고, 또한 기포가 막의 표면에 도달하기 전에 쉽게 터질 수 있도록 적절한 크기로 되어 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 소수성 미세다공성 패드의 상응하는 다공도는 20 내지 120 ㎛이다.

패드는 바람직하게 소수성 성질을 갖는 저밀도의 폴리에틸렌으로 이루어져 있어, 흡수성이 떨어진다. 미세다공성 성질에 의해, 액체는 저장부와 외측 사이에서 사용자가 가변형 벽에 가하는 압력에 의해 발생하는 충분한 압력차가 있는 경우 통과할 수 있다. 이러한 특성은, 액체의 조성, 더 구체적으로는 활성소와 상호작용하지 않도록 되어 있다.

챔버는 기포가 막에 도달하기 전에 터지는데 필요한 높이(패드의 상부면과 막 사이의 거리)를 얻기 위해, 길이방향의 두께(높이) 및/또는 패드의 배열구조에 작업을 할 수 있다.

본 발명에 특징에 의하면, 패드의 길이방향 두께는, 막과 패드 사이에 있는 챔버가 상당한 높이를 갖게 함에 있어서는 충분히 작으면서도, 오염을 방지할 수 있도록 병을 처음 사용하기 전에 액체가 막을 적시는 것을 막을 수 있는 압력 손실을 형성할 수 있을 정도로 크게 되어 있다. 따라서, 병을 사용할 때, 패드의 상부면에, 즉 챔버 쪽으로 향하는 표면에 형성될 수 있는 기포는, 이중기능을 갖는 막에 도달할 염려없이 챔버 내부에서 터질 수 있는 공간을 갖고 있다. 따라서, 막은 공기의 기포로부터 보호된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 챔버의 높이, 즉 다공성 패드의 상부면과 막 사이의 거리는, 2 mm 보다 크다. 바람직하게는, 높이가 약 3 mm 이상이다. 더 바람직하게는, 높이가 4 내지 10 mm, 특히 5 내지 9 mm이다.

바람직하게, 인서트에 삽입되었을 때 패드의 길이방향 두께는 0.3 내지 0.8 mm이다. 패드는 오목한 본체 내에 놓여 있을 때 압축되고, 그 두께는 50% 만큼 줄어들 수 있다. 패드는 인서트 내에 배치되어, (액체가 흘러가는 방향으로) 하류에서 패드를 둘러싸는 챔버는 위에서 언급한 것처럼, 패드를 떠나면서 액체 내에 형성될 수 있는 기포는 막에 도달하기 전에 터질 수 있다.

이중기능을 갖는 막은 일반적인 막이다. 막은 예를 들어 폴리아미드-수지-기재 또는 폴리에테르술폰-수지-기재 중합체로 이루어져 있다. 기본적으로 친수성 성질을 갖고 있어서, 배출하는 동안 액체가 선택적으로 통과할 수 있다. 표면의 일부분에서는 부분적으로 소수성으로 되어 있어서, 구조를 수정함으로써, 특히 라디칼 반응 개시제(radical reaction initiator)가 존재할 때의 그라프트(grafting)를 통해서, 액체를 배출한 후에 외부로부터 저장부쪽으로 공기가 선택적으로 통과할 수 있다. 이러한 과정은, 액체의 경로를 가로질러 형성된 표면의 20 내지 50%를 차지하는 중간 밴드에서 실행할 수 있다. 또한, 막은 평균 구멍의 직경이 0.1 내지 0.2 ㎛이고, 따라서 외부에서 유입되는 생물학적 오염물로부터 병의 내부에 여전히 남아 있는 액체를 필터링을 통해 보호함으로써 박테리아를 차단하는 기능을 할 수 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 오목한 본체를 갖는 인서트는, 길이방향 축에 압력을 가함으로써 병의 목에 끼워질 수 있는 구조를 갖고 있다. 바람직하게, 인서트는 꽉 접촉시켜 끼움으로써 용기 내부에 결합된다.

인서트의 주요부로부터 이격되어 있는 아치에 의해 지지되는 중앙 펠릿은, 용기를 제조할 때, 용기의 목에 인서트를 강제로 삽입하는 동안 강성을 갖도록 함에 있어서 매우 유용하다. 인서트를 제조하는 방법이 플라스틱 사출성형에 의해 이루어질 때에도 매우 유용한데, 그 이유는 주입 지점을 그 레벨에 배치할 수 있고 인서트 본체의 외주부에 있는 플래시(flash)를 성형할 때 발생하는 밀봉 문제를 해결할 수 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 인서트 본체는 외주부가 탄성적으로 가변적으로 되어 있어서, 용기의 목에 강제로 밀어 넣음으로써 쉽게 고정될 수 있다. 인서트 본체는 용기의 목의 엣지와 접하는 직경이 더 큰 링을 상부 엣지에 포함하고 있어서, 목에 인서트를 잘 배치할 수 있다. 조립하는 동안, 이 링은 또한 인서트를 목에 밀어넣기 위한 지지면의 역할도 한다.

인서트는 그 외부 표면에 하나 이상의 O-링, 바람직하게는 인서트와 용기의 목 사이의 접촉부가 밀봉되도록 축을 따라 분포된 복수의 O-링이 형성되어 있다. 이러한 O-링은 둥근 주름(flute)이라고 부르며, 인서트와 단일품 조립체를 형성한다.

인서트는, 본 발명의 용기를 구성하는 다른 구성요소와 마찬가지로, 조조(moulding)에 의해 제조된 후 함께 조립되는 것이 바람직하다.

본 발명의 용기는 또한, 출원인의 특허와 특히 FR 2 872 137로 공개된 특허에 기술되어 있듯이, 가역적으로 변하는 벽을 갖는 저장부와, 박테리아를 차단하는 막과, 유동을 조절하는 패드와, 패드와 막 사이에 삽입되어 있는 챔버가 갖는 장점을 제공한다. 구체적으로, 가변형 벽에 의해 저장부에 담겨 있는 모든 액체를 사용할 수 있다: 저장부는 배출한 후에 배출압력을 처음의 값으로 돌아가게 하도록 공기가 들어오게 함으로써, 연속적으로 배출하는 동안 배출능력을 유지한다. 막은 외부의 오염원으로부터 저장부에 있는 액체를 보호한다. 또한, 막은 압력손실의 원인이 되는데, 이러한 압력손실은 미세다공성 패드가 생성하는 것에 부가되어, 액체의 흐름을 더 잘 조절하고 또한 벽에 가하는 압력이 없을 때 저장부로부터 누출되는 것이 없게 한다.

배출하는 액체의 부피를 조절하고, 저장부에 액체를 보존하고, 또한 액체의 전체 부피를 사용하는 것을 최적화할 수 있는 효과 뿐만 아니라, 본 발명의 용기는 또한, 구조가 간단하고, 제조비용이 저렴하고 또한 사용 후 버려지는 소비재 분야에서 비용이 매우 합리적이며, 소비자가 매우 간편하게 사용할 수 있는 장점을 갖고 있다.

보다 구체적으로, 본 발명은 활성-표면 성질을 갖는 화합물을 함유하는 액체, 특히 점안액을 저장하고 배출하는데 사용되는 병에 적용된다.

본 발명은 한 방울씩 배출하는 병이 사용되는 모든 분야에서 사용할 수 있고, 더 구체적으로는 배출되는 물질이, 기포를 잘 일으키는 표면-활성 성질을 갖는 화합물을 함유하는 거품을 생성하는 물질인 상황에서 사용할 수 있다.

본 발명은 또한, 한 방울씩 배출하는 병의 탄성을 갖는 벽으로 이루어진 저장부에 끼울 수 있도록 고안된 상술한 배출 헤드에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 바람직한 특징과 이점에 대해 상세하게 설명하도록 한다:
도 1은 본 발명에 따른 병의 축방향 단면도이다;
도 1a는 도 1의 병의 축방향 단면도의 전개도이다;
도 2는 도 1의 병의 배출 헤드의 오목한 형태의 인서트를 나타내는 사시도이다;
도 3은 도 2의 인서트에 대한 평면도이다.

액체를 한 방울씩 배출하는 액체 포장용 용기가, 특히 점안액(collyrium)을 담을 수 있도록 고안된 병(bottle)의 형태로 되어 있는 용기가 도 1 및 도 1a에 도시되어 있다. 이 용기를 구성하는 요소들은 보통 안약을 보존할 수 있도록 하는 기술분야에 적합한 플라스틱으로 구성되어 있다. 이 요소들은 각각 폴리에틸렌 계열의 중합체로 이루어져 있다.

병은 액체-저장부(2)를 포함하며, 액체-저장부의 원통형 벽은 탄성적으로 형태가 복원될 수 있도록 되어 있어, 사용자가 손으로 눌렀을 때 액체(1)가 배출되며, 그 후 손으로 누르는 힘을 제거하였을 때 공기가 안쪽으로 들어가도록 함으로써 처음의 형상으로 순간적으로 돌아가도록 되어 있다. 액체가 각각 한방울씩 배출되면 이를 보상하기 위해 공기가 들어가게 되는데, 공기가 들어가는 경로는 액체가 배출되는 경로의 반대 경로로서 병의 목을 차지하는 배출 헤드를 통해 이루어진다. 다른 입구를 통해서 공기가 들어가는 일은 없다; 구체적으로, 병의 벽과 목의 베이스부분을 통과하는 압력의 균형을 맞추는 구멍은 없다. 원통형 외주 벽은 그 자유단부 쪽에, 폭이 좁아지는 부분(20)을 갖고 있고, 이 폭이 좁아지는 부분은 목(10)으로 이어진다.

액체를 한방울씩 배출하는 배출 헤드는, 병의 목(10) 내부에 놓이는 본체의 형태가 오목한 인서트(4)와 배출 엔드-피스(end-piece)(노즐)(5)를 포함하고 있는데, 선택적으로 분리되는 캡(6)을 포함할 수도 있고, 이 캡은 엔드-피스를 밀폐하며 보통 병의 목 주위에 놓이게 된다. 또한, 배출 헤드는, 인서트(4) 안에 들어가는 미세다공성 패드(8)와, 엔드-피스(5)의 베이스(base)에 있는 박테리아를 차단하는 막(7)을 포함하고 있다.

박테리아를 차단하는 필터 막(7)은 부분적으로는 친수성을 띠고 부분적으로는 소수성을 띠며, 저장부로부터 배출 엔드-피스 쪽으로 액체가 흘러가는 방향에 있어서 엔드-피스(5)의 상류에 설치되어, 외부의 오염물질, 특히 박테리아를 여과함으로써 액체(1)를 보호한다. 이 필터 막(7)은 엔드-피스(5)의 시트에 대하여 가압됨으로써 작동시 자유롭게 지지된다. 필터 막은 그 외주부가 부착되는데, 특히, 시트의 외주 링(두 부분 사이에서 밀봉하는 동안 줄어드는 팽창부를 갖고 있음)과 인서트(4)의 단부 표면에 있는 상호작용 지지면과의 사이에서 가열 접합(heat-sealing)을 통해서, 부착된다. 필터 막은 예를 들어 표면의 일부분이 부분적으로 소수성으로 되어 있는 폴리에테르술폰(polyethersulphone)으로 이루어져 있다. 필터 막의 다공성은 0.1 내지 0.2 ㎛정도이다. 엔드-피스의 시트는 오목한 디스크 형태로 되어 있어서, 오목한 본체(4)에 끼워질 수 있다; 엔드-피스의 시트는 내측면에 마이크로 채널(3)을 포함하고 있어, 액체가 배출구멍 쪽으로 더 쉽게 빠져나갈 수 있다.

인서트(4)는 보통 내경이 대략 1 cm 정도인 원통형 형상으로 되어 있고, 인서트의 상단 단부는 개방되어 있으며 대략 1.5 cm 정도의 직경으로 되어 있어 상호작용하는 지지면을 형성하고, 이 지지면에는 핀(fin)(16)이 구비되어 있어 인서트와 엔드-피스 사이에서 가압될 때 막(7)을 지지한다. 이 실시예에서, 인서트의 높이는 주요 본체 내에서(아치(arch)와 펠릿(pellet)으로 형성된 베이스에서) 대략 1.5 cm 정도이다. 인서트는 내부의 오목한 공간에 미세다공성 패드(8)를 수용하며, 이 패드는 오목부의 형상과 거의 일치하는 원통형 형상으로 되어 있고 소수성 물질로 이루어져 있다. 인서트는 폴리에틸렌으로 채워진 펠트(felt)로 이루어져 있다. 인서트는 액체의 흐름을 조절하는 효과를 가지는데, 액체의 흐름을 조절하기 위해 용기의 벽이 가압되지 않는 경우에 액체가 저장부(2)로부터 엔드-피스(5)로 흐르는 것을 방지한다. 패드(8)는 막(7)에서 소정거리만큼 떨어진 곳으로서 저장부로부터 엔드-피스로 액체가 흐르는 방향을 기준으로 막(7)의 상류에 놓여 있어서, 막과 패드 사이에 중간 챔버(9)를 형성하고 있다. 챔버(9)에 의해서, 액체의 기포가 막(7)에 도달하기 전에 터지게 된다. 챔버는 또한 배출되지 않고 남아 있는 액체를 모을 수 있다.

패드(8)의 다공성은 약 100 ㎛정도이다. 패드의 높이는 인서트(4)에 설치된 경우 압축되어 있을 때 대략 0.5 cm정도로서, 즉 인서트 본체의 높이의 약 33% 정도가 된다. 내부에 설치되기 전에, 패드의 높이는 대략 1 cm정도이다. 패드는 인서트 본체의 바닥부에 놓여 있게 되며, 패드와 막(7) 사이에 있는 챔버(9)의 높이는 상당한 데, 이 경우에는 대략 6 mm정도이다. 액체가 배출되고 나서 공기가 흡입된 후에 패드에 갖혀 있는 기포의 크기는, 그 다음번에 액체를 배출하는 동안 패드로부터 기포가 액체와 동시에 배출될 때, 이중기능을 갖는 막에 도달하기 전에 중간 챔버(9)에서 터질 수 있을 정도이다.

인서트(4)는 베이스 부분에, 특히 액체를 담고 있는 저장부의 내부쪽으로 향하는 단부에, 도 2에 상세히 도시되어 있는 것처럼 중앙 펠릿(11)을 포함하고 있고, 펠릿의 직경은 인서트의 주요 원통부의 직경보다 훨씬 더 작은데, 이 경우 대략 0.4 cm정도 이다. 펠릿은 길이방향 아치(13)에 의해 지지된다. 아치들은 비교적 길이가 길고 길이방향으로 향하는 러그(lug)의 형태로 되어 있고, 인서트(4)의 원통형 부분의 한쪽 단부에 결합되고 맞은편 단부에서는 인서트의 축을 향해 방사상으로 휘어져 있어서, 축의 중심에 있는 펠릿(11)을 지지한다.

아치(13)는 배출 헤드의 축방향 덕트를 통해 병의 저장부로 공기가 들어가도록 넓게 개방된 통로를 아치들 사이에 배치할 수 있을 정도의 충분한 높이로 되어 있다. 이러한 높이는 대략 3.5 mm정도이다. 아치를 형성하는 각각의 러그의 전체 길이는 약 5mm 정도이다. 아치는 인서트의 베이스에서 약 0.40 cm³ 정도의 부피를 갖는 공간을 제공하게 되는데, 이 공간으로부터 조립체의 축을 중심으로 방사상으로 공기가 빠져나간다. 중요한 사실은, 아치들 사이에 형성된 통로에 의해, 한편으로는 저장부로부터 외부쪽으로 패드를 경유하여 액체가 흘러나가서 베이스는 액체가 배출되는 것을 방해하지 아니하고, 또 한편으로는 통로에 의해 돌아오는 공기가 저장부의 벽 쪽으로 향할 수 있게 된다는 점이다. 따라서, 돌아오는 공기는 벽에 대하여 방사상으로 향하게 되며, 저장부에 여전히 들어 있는 액체 쪽으로 직접 향하는 것이 아니다. 이를 위해, 중앙 펠릿은 디스크 형상으로 되어 있고, 직경은 패드로부터 나오는 공기의 축방향 통로를 차단하여 공기가 저장부의 벽 쪽으로 향하여 직접 들어가기에 충분할 정도로 크게 되어 있다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 인서트가 병의 목에 장착되어 있을 때, 중앙 펠릿은 주위의 벽이 수직이 아닌 병의 좁아지는 부분(20)이 있는 정도의 높이로 설치되어 있다. 펠릿에 의해 막혀서 방사상으로 향하여 들어오는 공기는, 병의 주위 벽으로서 경사진 부분에 도달하게 되고, 따라서 들어오는 공기는 벽의 헤드에 충격을 주지 않고, 대신 벽을 따라서 라미나 유동(laminar flow)의 형태로 가이드되어 저장부에 여전히 남아 있는 액체 쪽으로 유입된다.

도 3에서 볼 수 있듯이, 아치(13)는 3개로 되어 있는데 서로 같은 간격으로 배치되어, 인서트의 이 부분을 견고하게 만들고 있는데, 견고하다는 의미는 길이방향으로의 가압할 때 저항할 수 있다는 뜻이다. 액체를 배출하고 공기가 들어오는 개방된 통로를 형성할 때, 아치의 개수와 배열구조를 다르게 할 수 있다.

중앙 펠릿(11)에 의해 인서트를 병의 목(10)에 더 쉽게 넣을 수 있다. 중앙 펠릿은 중심부의 외측면에 스팟(12)을 포함하고 있는데, 이 스팟은 조립체를 형성할 때 중합체를 주입하는 지점으로부터 생성되는 자국이다. 중앙 펠릿은 인서트를 병의 목에 삽입할 때 지지부의 역할을 하며, 아치에 의해 쉽게 인서트를 축방향으로 가이드할 수 있다. 중앙 펠릿은 엔드-피스를 갖는 배출 헤드가 움직이는 동안 다공성 패드가 손상되거나 제거되는 것을 방지한다. 또한, 사출성형으로 인서트를 제조하는 바람직한 방법에 있어서, 중앙 펠릿이 존재한다는 사실은 매우 유용하다. 중앙 펠릿은 중합체를 몰드에 주입하는 지점으로서 도면부호 12로 표시된 흔적(trace)을 포함하고 있다. 인서트의 외측면에 있어야 하는 주입 지점이 인서트와 병의 목 사이에 형성되는 경우, 이 주입 지점은 인서트와 병의 목 사이에서 필요한 밀봉을 함에 있어서 방해가 되는 누출 지점을 형성하게 되는 문제가 있는데, 이러한 문제는 위에서 설명한 것처럼 주입 지점을 중앙 펠릿의 중심부의 외측면에 형성함으로써 해결할 수 있다.

직경이 더 큰 주변 링(14)이 인서트(4)의 상부 엣지에 형성되어 있는데, 이 직경은 예를 들어 약 2 cm정도이다. 이 링은 지지부의 역할을 하여, 조립하는 동안 병의 목(10)에 인서트(4)를 배치하는 것을 용이하게 한다.

조립하는 동안, 인서트(4)는 병의 목(10)에 억지로 끼움으로써 결합된다. 이러한 결합은 인서트를 형성하는 물질의 특성이 살짝 탄성적으로 변형할 수 있게 되어 있을 때 가능하다. 이렇게 끼우는 것은 인서트의 외부에 형성된 둥근 주름(flute)이라고 부르는 원형의 O-링(15)에 의해 이루어진다. 이러한 밀봉부는 몰딩에 의한 동일한 제조단계에서, 인서트와 함께 하나의 부품으로 이루어진다. 밀봉부에 의해 목(10)의 내벽과 접촉하면서 밀봉을 할 수 있다. 밀봉부는 또한 조립시에 축방향 압력에 의해 인서트를 가이드하기 때문에, 기울어져서 삐뚤게 배치될 염려 없이 확실하게 접촉하면서 끼워질 수 있게 도와준다.

본 발명에 따른 병을, 위에서 설명한 세부사항을 충족하는 소정의 인서트와 소정의 다공성 패드 구조에 대하여, 챔버의 높이에 따라, 용액이 얼마나 균일하게 조절되어 배출되는 지를 검증하기 위해, 표면-활성의 성질을 갖는 유화제(emulsifying agent) 내에 유화된 활성소(emulsified active principle)를 포함하는 소량의 용액으로 테스트를 하였다. 한 방울씩 배출되는 용액이 얼마나 균일한지는 배출된 열 개의 물방울의 무게를 측정함으로써 그리고 각각의 테스트를 세 번 반복함으로써 입증하였다. 이 테스트의 결과를 보면, 높이가 적어도 3 mm인 챔버에 대하여, 배출된 물방울의 부피 변화량이 10% 미만이 되었는데, 이는 대부분의 경우 실제로 충분히 만족스러운 것이다. 높이가 6 mm인 경우, 실험결과는 더욱 좋게 나왔는데 부피 변화량이 5% 미만이었다.

상술한 내용은 본 발명이 추구하는 목적이 어떻게 달성될 수 있는지를 설명하고 있다. 구체적으로, 공기를 흡입하고 이중기능을 갖는 필터 막을 갖는 유형의 용기로서 액체, 특히 안약을 저장하고 배출하는 용기를 제시하고 있고, 이 용기는 액체가 표면-활성 성질을 갖는 경우에도 배출되는 물방울에 공기가 존재하지 않도록 하면서 배출을 잘하고 있다. 본 발명에 의하면, 물방울의 양을 정확하게 조절할 수 있고 또한 배출되는 투입량을 정확하게 반복할 수 있어서, 약의 효과를 확실하게 하면서, 적당하지 않게 투입하는 경우 발생할 수 있는 부작용이 발생하지 않도록 할 수 있다. 그러나, 본 발명은 위에서 상세하게 제시한 실시예로 제한되는 것은 아니며, 균등한 수단을 통해서 이루어질 수 있는 여러가지 경우의 다른 실시예도 포함한다.

Claims (14)

1. 액체가 한 방울씩 배출되는 액체 포장용 병으로서,
   배출 헤드를 통해 공기가 유입됨으로써 탄성적으로 복원가능하게 변형될 수 있는 벽을 가진 저장부를 포함하고, 상기 벽에 가해지는 압력에 의해 액체가 상기 배출 헤드를 통해 배출되며,
   상기 배출 헤드는 중공 본체를 갖는 인서트를 포함하고, 상기 인서트에 의해 병의 목에 밀봉식으로 장착되어 상기 저장부와 연통하며, 상기 중공 본체의 연장부로서 병의 외부로 돌출되고 액체 방출 개구로 향하는 중앙 채널이 제공되는 배출 엔드-피스를 포함하며,
   부분적으로 친수성이고 부분적으로는 소수성인 박테리아 차단 필터 막이 상기 엔드-피스의 베이스에 상기 인서트를 가로질러 장착되어, 배출 방향으로 액체를 통과시키고 반대 방향으로는 액체가 배출된 후 보충을 위해 병에 유입되는 공기를 통과시키고,
   상기 인서트는 상기 필터 막의 방향으로 통과하는 액체의 흐름을 조절하는 다공성 패드를 포함하는, 병에 있어서,
   상기 인서트(4)는 단부가 상기 패드를 초과하여 상기 저장부의 내부에서 중앙 펠릿(11)을 지지하는 길이방향 아치(13)들을 형성하는 베이스까지 뻗어있고, 병으로 유입된 공기가 패드를 통과한 후 저장부의 외주부 쪽을 향하여 방사상으로 순환하도록 상기 아치들 사이에 개방된 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 병.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중앙 펠릿의 둘레에 공기가 통과하는 개방된 공간을 형성하면서 인서트로부터 들어오는 공기가 직접적으로 축방향으로 분사되는 것을 방지하도록, 상기 중앙 펠릿은 인서트(4)의 내부 직경 보다 작은 직경을 가지고 병의 축의 중심에 놓여 있는 것을 특징으로 하는 병.
3. 제2항에 있어서,
   상기 인서트(4)는 병의 목(10)에 장착되며, 상기 인서트의 베이스는 병의 주위 벽의 폭이 좁아지는 부분(20) 까지 연장되어, 중앙 펠릿에 의해 차단되어 병의 주위 벽쪽을 향해 방사상으로 유입되는 공기가 병의 주위 벽을 따라 라미나 유동식으로 가이드되는 것을 특징으로 하는 병.
4. 제2항에 있어서,
   병의 목의 축 둘레에 서로 동일한 각도 거리로 배열된 3개의 아치(13)가 있는 것을 특징으로 하는 병.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 패드는 소수성 물질로 이루어진 미세다공성 패드로서, 구멍의 직경이 20 ㎛ 내지 120 ㎛인 펠트 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 병.
6. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 패드(8)의 상부면과 필터 막(7) 사이의 간격은 2 mm를 초과하는 것을 특징으로 하는 병.
7. 제6항에 있어서,
   상기 다공성 패드(8)의 상부면과 필터 막(7) 사이의 간격은 4 mm 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 병.
8. 제2항에 있어서,
   상기 아치(13)는 높이가 2 mm 내지 4 mm인 것을 특징으로 하는 병.
9. 제1항에 있어서,
   상기 인서트(4)는 병의 목(10)의 안쪽에 억지 끼움 방식으로 병에 결합되고, 상기 인서트(4)가 병의 목(10)에 배치될 수 있도록, 상기 인서트(4)의 상부 엣지에는 병의 목(10)의 상부 엣지에 안착하도록 직경이 증대된 링(14)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 병.
10. 제7항에 있어서,
    상기 인서트(4)의 외부면에는 축방향으로 배열된 복수의 O-링이 제공되는 것을 특징으로 하는 병.
11. 제2항에 있어서,
    상기 다공성 패드(8)는 저밀도의 폴리에틸렌으로 형성되는 것을 특징으로 하는 병.
12. 제2항에 있어서,
    표면-활성 성질을 갖는 물질을 함유하는 액체 포장을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 병.
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