KR100878215B1 - 액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체를 담아 보존하면서 그 액체를 한 방울씩 분배할 수 있는 장치(디스펜서)에 관한 것이다. 본 장치는 손으로 압박 시 변형이 가능한 벽면부를 포함하고 있는 용기(1)를 포함하고 있으며, 상기 용기의 상단부는 견고한 병 목(3)을 포함하고 있으며, 상기 병 목 내에는 액체 분배 역할을 수행하는 병 머리(4)가 장착되어 있다. 흡수성과 소수성의 특성을 동시에 갖추고 있으며, 더욱이 항균막이기도 한 하나의 막(31)이 상기 병 머리(4) 내에 장치되어 있으며, 이 막을 통해 용기 내에 있는 액체가 외부의 배출관 쪽으로 통과하게 된다.

매 사용시 일정량의 액체가 빠져나가고 난 후 본 장치가 탄성에 의해 본래의 형태로 돌아오려고 할 때 상기 막을 통해 용기(1) 안으로 외부 공기가 들어오므로 본 장치는 제 모습을 되찾게 된다. 파열 가로막(7)이 있어 최초 사용시 상기 병 머리(4)에 결합되어 있는 격침이 이 가로막을 파열시켜 뚫기 전까지는 병 안에 담긴 액체는 상기 막을 통과하지 못한다.

Description

액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서{Drip liquid dispenser}

본 발명은 액상 제품용 용기 제작에 관한 것으로, 특히 스포이드식 헤드부위를 포함한 채 액체를 한 방울씩 분배할 수 있게끔 되어 있는 병의 설계, 제조에 관한 것이다.

이와 같은 병들은 수많은 응용분야에서 사용되는데 액체형태, 특히 수용액 형태의 의약품이나 화장품용 용기로 사용될 뿐만 아니라, 식품 분야에서 윤활제, 색소, 첨가액 등과 같은 제품의 용기로도 사용된다. 문제는 극히 소량으로 액체를 사용한다는 점에 있는데, 매 사용시 액체를 담고 있는 병으로부터 액체를 단지 몇 방울만 나오게 하고 나머지 액체는 오랫동안 보관하는 것이 관건이다. 흔히, 병 안에서 오래 보존되는 제품, 특히 제약성분은 외부에서 침투하는 박테리아나 그 외의 요인으로 인한 오염 가능성으로부터 안전하게 보존되어야 한다. 이들 중 안과 질환 수용액에 있어서 그 필요성이 더욱 크므로 안약을 본 발명의 적절한 산업적 활용예로 사용하도록 한다.

이러한 제품 사용 시 유의해야 할 점은 매번 용기에서 액체가 빠져나온 후 생성되는 빈 공간에 공기가 들어가 그 액체가 차지하던 부피를 메우게 되는데, 물질의 순수성을 그대로 보존해야 한다는 측면에서 공기가 병 안으로 자유로이 들어 가는 것을 막아야 한다. 이런 류의 병에 있어서, 제품이 최종 소비자에게 판매되기 전까지 상점에서 보존되는 기간동안 한번도 개봉된 적이 없음을 증명하는 장치인 개봉안전장치 장착이 점점 더 요구되고 있다. 하지만 이 개봉안전장치는 병을 최초 사용하는 시점까지만 의미가 있으므로 액체를 일정 분량씩 수 차례 배출해야 하는 용기에 있어서 사용 도중에도 물질의 순수성을 보존해야 한다는 기술적 해결책은 여전히 요구되고 있는 실정이다.

해당 분야의 산업적 이용에 따른 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 핵심 구성요소로 사용할 액체를 새지 않게 담는 병의 용기 부분과 상기 용기 외의 부분 사이에 두 가지 밀폐수단을 제안한다. 병의 용기 부분은 기계적 원리를, 용기 외 부분은 물리 화학적 원리를 따르는데 이러한 형태를 통해 매번 제품 사용을 위해 액체를 짜내는 단계에서 외부로부터의 공기 주입이 이루어지되 이 공기 내의 물질에 의한 오염의 위험을 피할 수 있게 된다. 감안해야 할 오염 요인들로서, 특히 의약품이나 화장품 제품에 있어서는 박테리아, 바이러스, 여타 유기물질 종류 등이 피해야 할 오염 요인이다. 하지만 용기에 담긴 제품을 변질 혹은 부식 시킬 수 있는 여러 다른 형태의 해로운 물질 역시 피해야 할 오염 요인으로 다루어져야 한다.

본 발명에 따른 병은 액상 제품을 담아 보존하면서 사용 시 액체를 한 방울씩 나오게 하는 기존의 장치에 비해 매우 중요한 기술적 발전을 포함하고 있는 발명이다. 기존 장치의 경우, 액체를 담고 있는 플라스틱 용기는 손으로 압력을 가하면 그 형태가 변형되며, 만일 용기 형태가 주름 모양의 원통형이라면 매번 제품을 짜낼 때마다 용기에서 액체가 나오면서 그만큼 용기 내부 부피가 점점 줄어들게 할 수 있다. 그런데 이러한 주름 장치를 갖는 용기는 견고한 외장으로 보호되어야 한다. 병 머리는 용기 윗부분에서 병 목을 차단하며 병 머리의 끝은 용기 밖으로 나와 있는 스포이드식 배출관으로 마무리되는데 이 병 머리가 해당 외장 위에 부착된다. 그리고 병 머리에서 스포이드식 배출관의 시작부분에 위치한 항균필터장치에 의해 제품이 오염으로부터 보호된다.

견고한 외장을 형성하기 위해 용기를 추가적으로 포장하는 장치는 손쉽게 구상할 수 있으므로 여기서 언급하지 않아도 될 것이다. 그런데, 상기의 경우, 전체를 구성하는 각각의 부품을 구현하는 관점에서나 또는 그 부품들을 조립하는 관점에서 볼 때 제작이 복잡하고 비용이 많이 든다는 단점을 내포하고 있다. 게다가, 산업적 제조차원에서, 제품을 담는 병의 용량을 변경하고자 한다면 생산 설비의 막대한 변경을 수반하게 되므로 그 결과 상당한 추가 비용을 요구하게 된다.

뿐만 아니라, 이러한 형태를 갖는 기존의 병 구조로는 병에 액체를 주입하는 작업이 병 머리를 씌우기 전, 즉 병을 조립하는 동안 조립공장에서 이루어질 수 밖에 없다. 그러므로 이 병에 담을 액체를 생산하는 업체는 (병)제작 현장에 병을 구성하는 모든 요소들을 보내어 판매직전의 거의 완성된 형태의 병으로 조립해낸 뒤 액체를 주입하고 마지막으로 병을 최종 조립할 수 있는 특수기계를 마련해야 하는데 여기서 발생하는 비용은 사용횟수가 매우 잦을 때에만 겨우 수익을 낼 수 있을 정도다. 그러므로 병 안에 액체를 주입하는 작업은 병 제작공장이 아닌, 액상 제품을 만들어내는 업체에 의해서, 또 가령 일반적인 주입기구를 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 위에서 강조한 대로 스포이드식 용기에 액체를 담는 산업 영역의 기대에 부응하는 것이다. 그러므로 특히 병의 구성이 간단하며 병의 제작에 있어 독립적이며 자동화된 곳에서 내용물을 주입할 수 있으며 병의 용량이 변하더라도 제작 과정에 커다란 변화를 초래하지 않는 새로운 병을 제안하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는 스포이드 식 병을 대상으로 삼는다. 용기 상부는 견고한 병 목이 자리하고 있으며 병 목 위로는 병 머리가 위치하는데 병 머리의 끝단 밖으로 액체를 짜내는 배출관이 뚫려있다. 특징을 살펴보면 상기 용기에서 외부와 경계를 이루는 벽이 탄성을 지니고 있어 형태 변화가 가능하므로 용기 내에 저장된 액체의 일부만을 배출할 수 있다는 점, 그리고 상기 병 머리는 용기 밖으로 나오는 액체의 통로에 있어 가로로 설치되는 막을 갖는데 이 막은 부분적으로 흡수성을 나타내므로 용기에 압력을 가해 용기 벽면을 변형시킬 때 흘러나오는 액체에 통로를 내어주는 한편, 부분적으로는 소수성(hydrophobic)을 띠므로 사용시 손으로 눌러 변형된 용기 벽면이 다시 제 형태를 되찾으려 할 때 배출된 액체로 젖은 막을 통해 외부 공기가 어느 정도 들어오도록 한다는 점이 특징이다. 구성상의 또 다른 특징은 최초 사용 전까지 상기 막을 용기 내 액체와 격리시킬 목적을 갖는 파열이 가능한 가로막이 있다는 점이다. 이 가로막은 병 머리가 사용 전 위치에서 사용 위치로 오게 되면 파열된다.

본 발명에 따른 병의 구현 형태로 권장되는 것은 특히 의약품이나 화장품 분 야의 수용액을 담도록 고안된 형태, 특히 안과 질환 수용액을 담는 용기의 형태로서 흡수성과 소수성을 동시에 갖는 막이 용기 안에 있어 외부 공기에 존재하는 오염 요인들이 병 안으로 들어가는 것을 방지하는 특성을 나타내게 된다. 이 막이 곧 항균막으로서 막의 미세공 크기에 따라서 이동하는 박테리아들을 잡아낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 일반적으로 병은 원통형 혹은 원통형에 매우 가까운 형태이며(즉, 일반적으로 오른쪽 부분이 원형이거나 길쭉한 형태), 그 원통형 측면 벽은 손으로 가한 압력에 의해 유연하게 전체 혹은 부분 변형이 가능한 형태로서 사용자는 사용시 배출할 용액의 양에 따라 적절한 압력을 가할 수 있다. 본 발명에 따른 병의 용기 형태는 원통형의 형태를 나타내고 있으므로 이에 상응하여 상기 가로막과 하부쪽으로 마주하고 있는 부위인 용기 하부 바닥이 견고한 캡슐 형태로 이루어질 수 있다. 이 캡슐은 액체 주입작업 종료 후 원통형 병에 부착되므로 내용물이 새지않도록 하는 특징을 부여해줄 수 있다.

이하에서는 안약 병 같이 본 발명을 적절하게 구현하는 방법의 차원으로 넘어가 본 발명의 특성 및 장점을 상세히 기술할 것이다. 이를 위해, 상기에서 언급된 작동 조건을 갖춘 본 발명에 따른 병을 고려하면서, 아울러 용기 내용물의 순수성을 보존하는데 매우 중요한 역할을 하는 탐폰구역(tampon compartment)이 상기에서 설명된 파열 가능 가로막과 흡수성/소수성을 동시에 갖는 막 사이에 위치한다는 점을 강조하고자 한다.

흡수성/소수성을 동시에 나타내는 막을 설치하면 매 사용시 용기를 눌러 용액을 짜낸 다음 다시 용기가 본래의 형태로 돌아가려 할 때 외부 공기가 들어와 빠 져나간 용액의 부피를 채우는 형태를 나타내는 일반적인 용기를 사용할 수 있다. 왜냐하면 용기 안으로 들어오는 이 공기는 상기 막의 항균 특성에 의해 무균상태가 되므로 용기 내용물이 오염으로부터 안전하게 보존될 수 있기 때문이다. 이렇게 되면 용기의 주름장치를 없앨 수 있고, 단 하나의 부품으로 용기를 구성할 수 있으므로 전체적으로 둥근 원통형의 용기 위에 필요한 사항을 기록할 수도 있게 된다.

본 발명을 통해 병을 구성하는 요소들의 갯수를 줄이는 것이 가능하므로 제조비용이 현저히 감소한다. 게다가, 이러한 구성을 통해 약간의 비용만 추가로 들이면 병의 용량을 다양하게 하여 여러가지 용도로 사용할 수 있다.

용기에 파열 가로막을 설치함으로서, 용기내로의 내용물 주입 작업과 상관없이 병 제작시 용기 위 병 목 내에 병 머리를 위치시킬 수 있다. 그런데 이 작업은 병의 아래 위를 거꾸로 위치시킨 다음 이루어진다. 이러한 방법을 사용하면, 용기 제작 자체가 용이해지며 용기의 원통 측면의 벽, 병 목, 파열 가로막 일체를 하나의 일체화된 형태로 주형 제작하는 것 또한 가능하다. 중간에 위치하는 이 가로막은 양면에서 접근이 가능하기 때문이다. 게다가 이를 통해, 결과적으로 병을 구성하는 요소의 갯수를 줄일 수 있는데 그 이유는 기존의 기술에 따라 용기 측면 벽의 유연한 변형에 의해 점진적으로 부피 변화를 가능하게 하는 주름장치와 견고한 외피로 이루어졌던 용기의 이중포장을 제거했기 때문이다.

본 발명에 따른 병의 또 다른 특징은, 용기 바닥의 캡슐을 제외하고는 병의 모든 구성요소들을 전부 공장에서 조립할 수 있으며, 조립후 전체가 완성된 형태로서 용기내에 내용물 주입 작업을 책임지는 주입공장에 보내어 질 수 있다는 점이 다. 이 주입공장은 자동화 장치를 갖춘 작업장으로서 일반적으로 흔히 이용하는 주입장치를 이용하여 내용물 주입공정을 실행할 수 있을 것이다. 주입을 위해 병은 거꾸로 위치시킨다. 파열 가로막 덕분에 용액은 막으로부터 안전하게 격리된다. 그 다음 병이 아직 거꾸로 위치한 상태에서 병의 바닥을 밀폐한다. 이는 위에서 기술한 바닥 캡슐을 고정함으로서 이루어지는데, 이렇게 새지 않도록 고정하는 작업은 가령 용접, 접착 및/혹은 역류 방지장치 등 그 어떤 기존의 기술로도 이루어 질 수 있다. 이 밀폐작업의 또 다른 형태로서, 탄성이 있는 용기 벽을 용기의 지름에 따라 접착시켜 밀폐시킬 수도 있다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 병 머리는 상기 병 목 내에서 사용전 위치와 사용 위치라는 서로 다른 두 가지 위치를 갖는데 병 머리가 두 위치 사이에서 미끄러져 내리면서 병 목 내에서 축을 따라 상하로 이동할 수 있도록 설치된다는 점이다. 상기 사용전 위치에서는 (항균)막을 통한 용기와 배출관 간의 내용물 소통이 차단되어 있으며, 반면 상기 사용 위치에서는 파열 가로막이 파열됨으로서 상기에서 기술된 내용물 소통이 자유롭게 이루어지게 된다. 이의 효과를 위해, 제품의 최초 사용을 위해 병 머리를 병 목 안으로 밀어넣을 때 상기 가로막을 파열하여 찢을 수 있는 격침(擊針 : firing pin)을 병 머리가 갖고 있다.

본 발명의 부차적인 특징으로서, 병 머리를 밀어넣는 방법은 이미 잘 알려진 방법인 병 목 위에서 제품의 마개를 돌려 여는 것만으로 이루어 질 수 있다는 장점이 있다.

한편, 파열 가로막에 관한 것으로서, 가로막은 용기로부터 흘러 나오는 액체 의 배출 조건을 조절할 수 있도록 제작된다. 예를 들어, 가로막이 한번 뚫리면 액체의 통과 구간이 열리게 되는데 이 때 상기 통과 구간은 최소한 흡수성/소수성 막 표면의 1/4에 해당하는 면적을 차지하게 된다.

가로막은 쉽게 파열되어질 수 있도록 다수의 약한 선이나 미리 절단된 선을 갖추고 있다. 이들은 각기 방사형으로 나 있어 별* 모양을 이루고 있으며 선들은 원을 따라 일정 간격을 유지하고 서로 거의 같은 각을 이루며 퍼져있다는 점이 장점이다. 이의 효과를 위해, 하지만 경우에 따라서는 독립적으로, 격침은 우선 회전 대칭 기하학 원칙을 준수하며 제작된다. 이렇게 하여 격침은 병의 세로 축을 중심으로 주변으로 일정한 간격을 두고 방사형으로 배치된 다수의 삼각형 모양의 날개로 구현된다. 가로막의 미리 절단된 선들의 수는 격침의 날개 수와 다른 것이 장점이다. 이러한 배치를 통해 격침의 날개와 가로막의 미리 절단된 선들이 각기 서로 맞아떨어지는 것을 방지할 수 있으며, 이렇게 함으로서 가로막의 파열된 틈으로 용기와 연결되는 통로가 확실히 확보될 수 있다.

발명의 또 다른 특징으로서, 병 머리가 사용 전 위치에 있을 때 제품의 개봉안전장치인 안전고리가 병 머리의 내부 본체와 병 목의 상부 사이에 위치하고 있다는 점이다. 이 개봉안전고리를 병 머리와 병 목 사이에 위치시킴으로서 병 머리와 병 목의 위치가 사용 전 위치로 고정될 수 있어 병 조립 과정에서 파열 가로막이 사고로 뚫릴 수 있는 위험요소를 사전에 제거한다. 이 개봉안전고리의 높이는 첫 사용시 병 머리를 눌렀을 때 병 머리의 피스톤 운동이 유효하게 실현될 수 있는 높이이다. 이 개봉안전고리를 떼어낸 후 병 머리는 매우 섬세한 움직임으로 사용위치 까지 이동한다. 이 사용위치에서 가로막은 액체가 드나드는 통로가 된다.

다른 실시예로서, 개봉안전고리는 보호 마개에 연결된 채 힘을 가하면 부서지는 가늘고 얇은 보조핀(flap)의 형태를 나타낼 수도 있다. 이러한 개봉안전장치는 최초 사용시 사용자가 마개를 힘주어 돌려서 열 때 병 마개의 얇은 보조핀들이 떨어진 후에도 병의 본체 위에 고정된 상태로 남아 있게 된다.

개봉안전고리를 위한 위의 이러한 해결책은 본 발명에 따른 장치에서 권장되는 구현 방식의 또 다른 특징과 연계해 볼 때, 특히 보호 마개를 돌려서 열 때 그 회전으로 인해 병 머리가 병 목의 세로축을 따라 이동하는 특징을 갖는 장치에 있어서 유리하다.

이와 같은 병 머리의 움직임은 파열 가로막을 파열하여 병 내용물이 병 머리의 배출관으로 서로 통하도록 만든다. 이와 같은 유통은 병 머리의 내부 본체 안에 설치된 탐폰구역을 거쳐 이루어진다.

- 도 1은 병 머리가 사용전 위치에 있는 본 발명에 따른 병의 세로축 단면도이다.

- 도 2는 용기와 사용 위치에 와 있는 병 머리의 내부 본체를 나타내는 세로축 단면도이다.

- 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 횡단면도이다.

- 도 4는 병 머리 내부 본체의 하부와 격침을 나타내는 사시도이다.

- 도 5는 병의 조립 이전의 병 머리를 나타내는 세로축 부분 단면도이다.

- 도 6은 선호되는 구현방식에 따른 본 발명의 세로축 단면도이다.

하기에서는 도면 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 특징과 장점을 좀 더 완전하게 기술할 것이다.

본 발명에 따른 병의 용도는 한 방울씩 나오게 해야만 하는 의약품, 특히 안과질환 수용액을 담는 것이며, 특히 상기 도면에서는 이점이 부각된 하나의 실시예가 소개되었다.

액체를 담아 보존하기 위해 병은 도 1과 2 상에서 병의 세로 수직축을 따라 존재하는 일반적 유형의 원통형 용기(1)를 갖는다. 이 용기 하부는 바닥 캡슐(2)로 밀폐되어 있으며, 상부는 병 목(3)으로 연장되어 있다. 병 목 안에는 병 머리(4)가 삽입되어 있으며, 병 머리는 세로 축을 따라 아래 위로 이동이 가능하도록 설치된다. 마개(5)로 전체가 마무리 되며 이 마개는 병 목(3) 위에서 돌려 조여진다.

원통형 측면부분에서 외부와 경계를 이루는 용기(1)의 벽(6)은 탄성이 있고 형태가 유연하게 변형이 가능하여 용기 벽면을 눌렀을 때 일시적으로 용기 내부 부피를 감소시킬 수 있으며 손으로 압력을 가하던 힘을 놓으면 벽면이 본래의 원통 모양으로 되돌아오려는 탄력에 의해 용기 내부 부피가 원래 값으로 돌아오게 된다. 반면 바닥 캡슐(2)과 병 목(3)은 견고하다.

한편 용기(1)는 중심 세로축(8)에 중심이 모이는 방사형의 가로막(7)을 포함하고 있다. 이 방사형 가로막은 병 목(3) 하부에 위치한다. 이러한 중간 가로막은 차후에 기술되는 바대로 본 스포이드식 용기를 최초 사용할 때 자동으로 파열되어 용기(1) 내로 연결되는 병 목(3) 상부에 통로를 만들게된다.

병 머리(4)는 서로 긴밀하게 접한 두 부분, 즉 병 머리 내부 본체(9)와 병 머리 끝단(11)부로 이루어진다. 병 머리 내부 본체는 환형의 골이 나 있으며 병 목(3) 내에서 축을 따라 아래 위로 이동이 가능하도록 설치된다. 병 머리 끝단은 병 머리 내부 본체의 윗면에 고정되어 있으며, 병 밖으로 용액을 배출시키는 배출관(12)이 뚫려있다. 병 목(3)의 내벽과 병 머리 내부 본체(9) 사이에는 병 머리 내부 본체 바깥으로 달린 환형의 틈막이가 세 줄 있어서 용액이 밖으로 새지 못한다. 이 세 줄의 틈막이 중 둘은 병 머리 내부 본체와 병 목 사이에서 용액이 새지 않도록 하는 역할을 항상 수행하고 있다. 병 머리 내부 본체 상부에 돌출부(14)가 있는데 병 머리(4)가 도 2에서 보이는 바처럼 사용 위치에 오면 이 돌출부는 병 목(3)의 윗면에 닿게 된다. 상기 돌출부(14)의 상부면에는 환형의 홈(16)이 파져 있으며, 이 환형 홈 안으로 병 머리 끝단(11)의 하부 테두리(17)가 자리잡게 된다.(도 5 참조)

병 머리 내부 본체(9)는 그 하부에 격침(18)을 포함하고 있는데 (도 4 및 도 5 참조), 그 기능은 최초 사용시 가로막(7)을 완전히 파열시킴으로써 가로막에 통로를 내는 것이다. 이 격침은 4개의 방사형 날개(19)로 구현된다. 날개의 모양은 삼각형이며, 서로 직각으로 배치되어 있으며, 병의 중심축을 중심으로 서로 맞닿아 있으며, 각각의 날개는 병 머리 내부 본체(9)의 하부(21)를 이룬다. 도 1에서 나타난 사용전 위치에서는 개봉안전고리(22)가 병 목(3)의 윗면(15)과 병 머리 내부 본 체(9)의 돌출부(14) 아랫면 사이에 삽입되어 있다. 이 고리는 기존 제품의 사용전 개봉안전을 보장하는 역할을 하며, 병을 최초로 개봉할 때 손쉽게 찢거나 떼어내기 쉬운 형태로 되어 있고, 병 목(3) 윗면과 병 머리 내부 본체 돌출부 중 한 부분에 긴밀히 결합되어 있다. 실 제작 시 이 고리는 용기(1) 및 병 목(3)과 함께 주형으로 제작된다.

마개(5)는 중심의 조그마한 돌출부분(23)을 갖고 있어 배출관(12)의 입구가 벌어진 끝 안으로 살짝 들어가서 위치하도록 되어 있다. 마개의 환형 크라운(24)은 병 머리 끝단의 바닥(26)의 원뿔 모양으로 연장된 부분(25)의 바깥면에 접하여 배출관을 중심으로 모아준다. 마개의 또 다른 환형 크라운(27)은 상기 환형 크라운 보다 반경이 좀 더 큰 것으로 병 머리 끝단의 바닥(26)을 눌러 지지한다. 마개(5)는 내부 골(28)을 갖는데 이 내부 골은 병 목(3)의 외부 골(29)과 긴밀하게 맞물려 작용한다.

본 발명에 따라 그리고 도 5에서 볼 수 있는 것처럼, 스포이드식으로 배출하는 병 머리(4)를 통과한 후 용기(1) 외부로 배출되는 용액의 순환장치 중간에 하나의 막(31)이 삽입된다. 이 막은 병 머리 내부 본체(9)와 병 머리 끝단(11) 사이에, 좀 더 자세히 기술하자면 돌출부(14)의 윗면과 병 머리 끝단(11)의 바닥(26) 아랫면 사이에 위치한다.

병 머리 끝단(11)의 바닥(26) 아랫면은 주변을 둘러싸는 받침대(32)를 포함하고 있으며, 이 받침대의 지름은 병 머리 내부 본체(9)의 안쪽 지름을 초과하며, 이 받침대 내부로 배출관(12)의 하부가 연결되어져 있다. 이러한 방법으로 상기 막(31)은 병 머리 내부 본체(9)와 병 머리 끝단(11) 사이의 테두리 상에서만 고정되므로, 막의 표면적 대부분은 병 머리 내부 본체(9)의 안쪽과 통하는 공간 내에서 용액 흐름에 자유로이 접하게 된다.

본 발명에 따라, 상기 막(31)은 우선적으로 항균성 보유 특성을 나타낸다. 이 항균성 덕분에 박테리아를 걸러 낼 수 있으며, 용기 내에 보존된 용액이 무균상태로 유지될 수 있다. 게다가, 이 막은 흡수성과 소수성을 동시에 지니고 있어 용기 밖으로 안약 용액이 나오는 것, 사용시 과다 배출된 용액이 다시 들어가는 것, 그리고 액체가 몇 방울 빠져 나간 다음 외부 공기가 용기 안으로 들어와 빠져나간 액체가 차지하던 부피를 상쇄하는 것을 가능하게 한다.

병 머리는 다음과 같은 방법으로 제작된다. 우선 병 머리 끝단(11)과 병 머리 본체(9)를 따로 구현한다. 막(31)을 병 머리 끝단(11)의 아래 부분에 고정하는데 이는 막 주변을 초음파나 고주파를 통해 접합함으로써 이루어진다. 막(31)은 병 머리 끝단의 테두리(17)에 의해 보호되므로 병 머리 끝단(11)을 조작하더라도 막은 변질되는 것을 방지할 수 있다. 병 머리 끝단(11)과 막(31)이 서로 고정되어 하나가 되면 그 다음 병 머리 내부 본체(9)의 환형으로 도려낸 부분(16) 안으로 들어와 맞물려 결합한다. 이러한 결합은 가령 초음파나 열융합 접합을 통해 용액이 새지 않도록 처리된다. 그러면 완전한 병 머리(4)가 구현되며 이 병 머리는 그 다음 위에서부터 용기(1)의 병 목(3) 안으로 삽입될 것이다.

도 3에서는 용기 내벽(6)의 윗부분, 병 목(3)과 가로막(7)이 나타나고 있다. 이 가로막 위에는 약하게 만들어졌거나 미리 절단된 6개의 선이 60°의 각도로 일 정한 간격을 유지하며 방사형으로 퍼져 있어서 그 중심이 약화되어 있다. 이러한 방법을 통해 가로막(7) 중심에 압력이 가해지면 가로막은 선(33)을 따라 찢어지므로 가로막 중심이 용기(1) 안에 든 용액이 드나드는 통로가 된다.

이를 위해, 병 머리 내부 본체(9) 하부에 격침이 있는데 이 격침은 삼각형 모양으로 생긴 4개의 방사형 날개(19)로 이루어져 있다. 이 날개들의 끝은 하나의 단부(34)를 형성하며, 병 머리(4)가 아래로 이동할 때 이 단부에 의해 가로막(7)의 중심이 뚫린다. 도면을 통해 볼 수 있듯이, 격침(18)은 4개의 날개를 갖는 반면 가로막(7)은 6개의 파열선을 갖는다. 이 숫자가 불일치함으로써 회전대칭식 분할시 상호 다른 주기성(periodicity)이 발생한다. 그래서 날개들은 결코 파열선과 일치할 수 없게 되며, 그 결과 날개들이 파열된 공간에 머무른 채 용액이 드나드는 통로를 막는 위험이 사라지게 되는 것이다.

본 발명에 따른 병의 제작은 매우 간단하다. 그 이유는 용기 전체, 즉 용기 측면 내벽(6), 병 목(3), 제품이 사용전임을 나타내는 개봉안전고리(22), 가로막(7) 등이 합성 재료의 주입 혹은 사출가공을 통해 하나의 일체화된 형태로 구현된다. 예를 들어 고압 혹은 저압의 폴리에틸렌이 그 재료로 사용될 수 있다. 하지만 이와 아울러, 수분에 대하여 충분한 막을 형성할 수 있으며, 원통의 벽면이 수행해야 하는 압축 기능을 수행할 수 있도록 (두께에 따라) 충분한 탄성을 지니고 있는 다른 종류의 폴리머 혹은 복합재료 또한 사용될 수도 있다. 그 바닥이 아직 형성되지 않은 용기 상태에서 원통 벽면에 파열 가로막 부착을 위해 용기의 좌우 양쪽에서 접근이 가능하다는 점으로 인해 이처럼 하나의 일체화된 형태로의 주형 제작은 상당히 쉬운 제작 형태를 띄게 된다.

병 머리 끝단과 병 머리 내부 본체는 따로 제작되며 이후 동그랗게 주변을 둘러싸는 받침대(32) 안쪽에 초음파나 고주파 용접을 통해 막이 부착된다. 이후 일체를 이룬 병 머리 끝단과 막은 병 머리 내부 본체에 놓여지게 된다. 테두리(17)는 병 머리 내부 본체의 환형으로 도려낸 부분(16)과 맞물려 결합한다. 이후 병 머리 끝단과 병 머리 내부 본체는 용액의 누출이 생기지 않도록 하기 위해, 예를 들어 용접으로 결합하여 병 머리(4)를 이루도록 한다.

병 머리(4)는 병 목(3) 안에서 위치하되 사용전 위치에서는 사용안전고리인 개봉안전고리 위에 받쳐지는 형태로 존재한다. 도 1에서 보듯이 이 사용전 위치에서는 격침(18)이 가로막(7) 약간 위에 위치한다. 마개(5)를 병 목(3) 위에서 돌리면 마개가 병 머리 끝단(11)의 바닥(26) 위에 닿게 된다.

이렇게 구현한 일체와 바닥 캡슐(2)은 제품을 판매할 제약업체에 보내어질 수 있다. 이 제약업체는 기존 형태의 주입기구에 병 머리가 아래로 향하도록 병을 거꾸로 위치시킨 다음 내용물을 주입하며, 이 때 가로막(7)이 있으므로 내용물이 막(31)과 접촉하지 않게 된다. 병이 채워지면 병의 내벽(6) 바닥에 밀폐용 바닥 캡슐(2)을 고정하여 용접 등의 방법을 통해 새지 않도록 한다. 용액이 채워진 병은 판매 준비가 완전히 끝난 상태에 놓이게 된다.

최초 사용시 마개(5)를 돌려 열고 개봉안전고리(22)를 떼어내고 다시 마개(5)를 병 목(3) 위에서 돌려 닫기만 하면 된다. 이렇게 돌리면 도 2에서 볼 수 있듯이, 병 머리(4)가 사용위치까지 들어가는데 이 때 격침(18)이 미리 절단된 선(33)을 따라 가로막(7)을 파열시킨다. 가로막(7)에서 절단된 삼각형 모양의 부분들은 격침(18)의 날개에 의해 벌려져서 용기(1) 안에 보존된 용액이 지나는 통로를 만들게 되는데, 이 통로는 최소한 용액이 자유로이 드나드는 막(31) 표면의 1/4 크기에 해당하는 통로이다. 격침(18)의 중심부(34)는 막(31) 위로 용액이 직접적으로 분출되는 것을 막아준다.

매번 사용시 사용자는 병을 거꾸로 한 채 용기(1)의 내벽(6)을 눌러 배출관(12)를 통해 한 방울 혹은 여러 방울의 용액을 짜낼 수 있도록 한다. 내벽(6)을 누르고 있던 힘을 놓으면 막(31) 밖으로 배출되었던 용액의 남은 부분이 병 안으로 재흡입된다. 이는 막(31)이 지니고 있는 흡수성을 가진 미세공 덕분이다. 게다가, 이 막이 용액으로 젖어있으므로 이 막의 소수성을 지닌 미세공들은 방울 형태로 빠져나간 용액이 차지하던 부피를 대신 메꾸러 들어오는 공기를 들여보내준다. 막(31)은 항균성을 지니고 있으므로 용액과 공기가 용기(1) 안으로 재흡입되어도 무균 상태로 유지되므로 이 용기 안의 용액은 장기간에 걸쳐 오염되지 않고 사용될 수 있다.

막은 기존의 방법을 통해 하나의 폴리머(가령 폴리아미드, 불소를 함유한 폴리비닐, 설폰 폴리에테르 등과 같은 합성수지를 기초로 한 것)로 구현될 수 있는데, 이 폴리머는 그 조성으로 인해 흡수성을 갖고 있지만 막 표면 일부의 구조를 변화만시키면 소수성을 갖게 된다. 이러한 구조 변화는 기존에 일반적으로 사용하고 있는 방법인 급진적 반응을 일으키는 반응물질을 이용하는 이식방법을 통해 이루어진다. 이러한 이식법을 통해, 배출된 용액으로 인해 젖은 막의 표면에서 지름 을 따라 띠 형태로 존재하는 20 내지 50%에 해당하는 표면 부분은 소수성 막이 된다. 예를 들어 한 경우로서, 여기서는 폴리아미드 수지를 기초로 한, 직경 0.2 마이크로미터 미세공을 갖는 막을 사용되었다. 한가지 다른 경우로서, 해당 수용액이 시간당 동일한 유량을 갖기 위해 설폰 폴리에테르를 기초로 한, 직경 0.1 마이크로미터 미세공을 갖는 막을 사용되었는데 이렇게 되면 변형과 이동이 좀 더 자유로운 박테리아들을 잡아내는 항균필터 기능을 향상시킬 수 있다.

하기에서는 도 6을 참조하며 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예 즉, 앞서 기술된 실시예에 비해 소비자들의 병 사용을 더욱 용이하게 하는 장점을 지닌 실시예를 기술하고자 한다. 사실 병 머리 부위에 있는 장치들은 최초 사용시 소비자들이 뚜껑이나 마개(5)를 돌려서 열도록 되어 있다. 이렇게 하면 제품의 개봉안전고리(42)를 지탱하는 보조핀(41)이 떨어져나가고, 뒤이어 중간에 위치한 가로막(43)에 구멍이 뚫리게 된다. 이후 마개(5)를 열면 마개는 병 머리 끝단(11)으로부터 완전히 분리되게 된다.

도 6에서 경사면(45)을 살펴보면, 경사면은 상기에서 기술된 효과를 획득하기 위해 병 머리 내부에 만들어져 있으며, 이 경사면은 병 머리 내부 본체(46)가 병 목(47)의 내부 경사면에 맞물리도록 하는 역할을 한다. 이 경사면은 마개(5)의 나사형 회전을 위한 골마루에 비교해 볼 때, 그 골마루가 반대 방향으로 나 있으며 경사는 훨씬 더 크다. 이 경사면은 마개를 돌려서 열면서 병 머리 내부 본체가 회전하는 마개에 의해 같이 회전하게 될 때 그 기능을 수행하게 된다.

도면에서 나타난 위치 상에서, 병 머리 내부 본체(46)은 아직 높이 위치하고 있다. 이 병 머리 내부 본체는 격침(44) 둘레에 돌기부(51)를 갖고 있는 크라운(48)을 형성하고 있으며, 이 크라운은 병의 본체로부터 튀어 나와 있는 틈막이(52)와, 그리고 가로막(43) 둘레에서 틈막이가 형성하고 있는 작은벽의 내벽과 결합되어 용액의 역류를 막게 된다.

한편으로는 바깥쪽에 있는 마개(5)의 골마루와 함께 긴밀하게 작용하며, 또 한편으로는 안쪽의 경사면(45)을 통해 병 머리 내부 본체(46)와 함께 긴밀하게 작용하는 지점에서, 병의 본체는 두 개의 환형 크라운을 형성한다. 이 환형 크라운들 사이로 병 머리 내부 본체의 외부 측면이 와서 자리하게 된다. 반면 크라운(48)에 의해 단절되는 병 머리 내부 본체의 내부 측면은 내부 크라운(55)의 안쪽에 자리하게 된다. 내부크라운은 병 머리 내부 본체와 공통되는 축 상에 놓여져 있는 상기 두 개의 측면 사이에 끼워넣어져 있다. 경사면(45)이 만들어지는 것은 바로 이 지점에서이다. 이 경사면은 병의 반지름 정도되는 크기를 차지하고 있으며, 이렇게 함으로서 병 머리 내부 본체와 함께 작용하는 부분은 경사면의 최초 회전위치가 어디든 상관없이 병 머리와 연계될 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세부사항들을 나타내고 있다. 특히 마개(5) 돌출부와 맞닿아 긴밀히 작용하는 외부측면(54)부에 형성되어 있는 캠에 관한 것으로서, 병 목과 맞물려 돌아가는 병 머리 내부 본체의 회전은 외부측면(54) 상에 있는 상당한 두께의 홈의 존재 때문에 좁은 부위 상에서만 이루어지도록 제한되어 있다.

또한 상기 도면 상에서 탐폰구역(56)을 볼 수 있는데, 이 탐폰구역은 도 1과 2에서 기술된 실시예에서처럼 병 머리 내부 본체의 안쪽, 즉 격침(44) 주위에 넓게 개방되어 있는 구역을 통해 형성된 입구부와 병 머리 끝단의 배출관 입구에 놓여져 있는 흡수성/소수성 막 사이에 위치하고 있다. 격침(44)은 도 1의 격침(18)과는 조금 다르게 구성된다. 여기서의 격침은 병 머리 내부 본체(46)의 내부측면에 의해 축에서 어긋난 위치에서 지탱되어지는 삼각형 모양의 뽀족한 형상을 나타내고 있다.

도 6에 의하면, 움푹 들어간 바닥부(57) 덕택에 더 작은 용량의 병 제작 시에도 동일한 병 몸체와 병 머리를 사용할 수 있다는 장점을 나타내고 있다. 다른 실시예와 마찬가지로 이 경우의 실시예에서도, 병과 바닥부의 고정은 용액 주입 직후 두 부위에 대한 용접을 통해 이루어진다.

도 1의 경우와는 상반되게 도 6의 경우에서는, 제품의 개봉안전고리가 병본체에 고정되어 있는 이음고리 상의 자리에 놓여져 있다. 병본체의 이음고리 위에 제품의 개봉안전고리가 설치되어 있는데, 이 안전고리는 마개(5)의 끝 돌출부분에 자신을 고정시키고 있는 힘을 가하면 부서질 수 있는 보조핀들로부터 자유로운 상태에 놓여져 있다는 점 역시 상이한 점이다.

앞서 기술된 내용에 따라, 본 발명은 상기 예에서 기술된 특수 활용 방식에만 한정되지 않으며, 오히려 유사한 방식을 통해 만들어낼 수 있는 모든 종류의 변이형에까지 확장되어진다. 예를 들면, 격침을 대신하여 병 머리 내부 본체(9) 하부에 고정되어지는 중앙 노즐이 사용될 수도 있다.

뿐만 아니라, 바닥 캡슐은 용액이 새는 것을 충분히 방지할 수만 있다면 그 고정 방식이 어떠하든 상관없다. 예를 들어, 역류방지장치에 의한 고정을 예상할 수도 있다. 또한 용기의 원통형 벽을 꽉 집어서 죄는 방식을 통해 바닥을 밀폐하면 바닥 캡슐의 존재가 필요치 않을 것이다.

본 발명은 위에서 도면을 통해 확인되고 기술된 대로만 사용하도록 제한되지 않는다. 특히, 흡수성을 지녀서 수용액이 통과할 수 있는 특성을 가지고 있는 막을 장착하고 있는 장치는 물보다는 극성을 지닌 용매제(polar solvent)에 용액을 스포이드 식으로 배출하는데에도 사용될 수 있음은 자명한 사실이다.

Claims (11)

1. 상부에 단단한 병 목(3)을 갖는 용기(1)와,

   상기 병 목 위에 설치되며, 외부 끝단(11)에 상기 용기(1)로부터 액체가 밖으로 나갈 수 있는 배출관(12)이 뚫려 있는 병 머리(4)를 포함하며,

   상기 용기는 하부가 견고한 캡슐(2)로 폐쇄된 변형 가능한 원통형 벽면으로 구성되고, 상기 캡슐은 용기에 액체 주입작업이 끝난 후 부착되며,

   상기 용기는 탄성 변형 가능한 벽면(6)을 가지고 있어 각 배출 작동시마다 용기 내에 저장된 액체 일부를 배출시키며,

   상기 병 머리는 용기의 액체가 흘러나오는 통로에 막(31)을 구비하며, 상기 막은 부분적으로 흡수성을 띄어 용기 벽면에 변형을 가할 때 액체가 배출될 수 있고 부분적으로 소수성을 띄어 액체 배출이 끝나고 용기가 탄성에 의해 본래 모습을 회복할 때 막이 배출된 액체로 젖어 있더라도 용기 내로 공기가 유입될 수 있으며,

   상기 막(31) 아래에 배치되어 최초 사용 전까지 상기 막(31)을 상기 용기에 들어 있는 액체와 격리시킬 수 있도록 상기 용기는 상기 병 목(3) 하부에 결합된 파열될 수 있는 가로막(7)을 포함하고, 상기 가로막은 병 머리가 사용전 위치에서 사용 위치로 이동할 때 파열되는 것을 특징으로 하는 스포이드식으로 액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 막(31)은 폴리아미드나 설폰 폴리에테르를 기초로 하는 흡수성을 갖는 폴리머로 이루어지며, 막 표면의 20 내지 50%에 해당하는 영역이 소수성을 띠며 해당 막은 지름 0.1 혹은 0.2 마이크로미터 대의 미세공으로 이루어져 있어 외부 공기에 존재하는 오염요인들이 병 안으로 침투하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서.
3. 제 1항에 있어서, 상기 용기 벽면은 원통형이며 손으로 누르면 탄성적으로 변형되므로 각 배출 작동시에는 벽면에 압력을 가해 액체를 배출시키며, 벽면이 탄성으로 본래 모습으로 회복될 때에는 병 머리 밖으로 빠져나가지 못한 액체는 흡입되고 빠져나간 액체의 부피를 상쇄하기 위해 외부 공기가 유입되고,

   상기 용기의 병 머리 반대편의 바닥은, 병 내부에 액체 주입이 완료된 후 견고한 캡슐에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 병 머리(4)는 병 목(3) 안에서 두 가지 위치 즉, 사용전 위치와 사용 위치 사이를 상하로 움직일 수 있도록 설치되며, 상기 사용전 위치에서는 상기 막(31)을 가운데 두고 용기(1)와 상기 배출관(12) 사이에서 이루어질 수 있는 용액의 소통이 차단되지만, 상기 사용 위치에서는 파열될 수 있는 가로막(7)이 찢어짐으로써 용액의 소통이 자유롭게 이루어지는 것을 특징으로 하며,

   최초 사용시 상기 병 머리(4)가 병 목(3) 안으로 삽입되면서 상기 가로막(7)을 파열시키는 역할을 하는 격침(18)이 상기 병 머리(4) 하부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 액체를 한 방울씩 분배하는 디스펜서.
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