안전한 화학약품 용기에 대하여
단순해 보이는 병에 담긴 첨단기술
연구실의 테크니션은 보통 하루에도 몇 번씩 화학 물질이 담긴 플라스틱 병을 취급하지만, 그중 많은 이들은 특별할 것 없어 보이는 이 용기에 수년간의 복잡한 개발 작업이 수반된다는 사실을 알지 못합니다.
독일 다름슈타트에 있는 거대한 산업 건물 R22에 들어서면 상상할 수 있는 모든 모양과 크기로 만들어진 1950년대의 호박색 유리병부터 오늘날 전 세계 연구실에서 사용하는 현대식 플라스틱병으로 가득찬 진열장이 있는 벽을 마주하게 됩니다.
이곳에서 숙련된 개발자와 전담 패키징 엔지니어로 구성된 팀이 독일 다름슈타트에 소재한 Merck가 새로 개발한 패키징 재료의 품질 관리 및 발송을 담당합니다. 그들은 항상 안전, 취급, 경제적인 솔루션을 고려한 결정에 의거하여 새로운 솔루션을 찾고 기존 패키징 시스템을 개선하기 위해 노력합니다.
50여 명의 직원으로 이루어진 부서 전체가 포장에 전념하고 있습니다. Supelco® 분석 제품을 채우고 운송하는 데 병, 스테인리스 스틸 드럼, 큐벳, 상자, 충전재 등 300여 개의 다양한 포장재가 사용됩니다.
장기적인 품질과 뛰어난 순도
품질관리의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 분석 화학에 사용되는 Supelco® 화학제품은 채우는 과정뿐만 아니라 수개월 후 연구실에서도 그 순도가 유지되어야 합니다. ppt 범위의 정확도는 물론 화학물질의 안전한 사용이 보장되어야 합니다.
일반적인 병은 이처럼 높은 요건을 충족할 수 없습니다. 시중에서 쉽게 구할 수 있는 용기도 Supelco®의 정밀도와 품질기준을 충족하지 못합니다. 그래서 다름슈타트의 전문가들은 화학물질 제조 관계자를 비롯한 전 세계 고객의 피드백을 바탕으로 직접 병을 개발합니다.
개발 과정에는 아이디어, 디자인, 3D프린팅 시제품부터 안전성 테스트와 사전 시리즈 생산까지 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 소재 선택도 중요합니다. 유리병이 표준이었지만 오늘날에는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 매우 특수한 유형으로 만들어진 고품질 플라스틱병이 대다수 화학물질의 표준 포장이 되었습니다.
개발진의 자부심이자 기쁨인 2.5리터 병
Supelco® 화학물질용 2.5리터 HDPE 병.
현재 전 세계적인 Supelco® 제품에 사용되는 최신 2.5리터 병도 이 특수한 HDPE로 만들어졌습니다. 이는 다름슈타트 개발진의 자부심이자 기쁨으로, 그 이유는 쉽게 알 수 있습니다.
국제화된 비즈니스 세계에서 개발의 첫 번째 과제는 운송입니다. 미국, 아시아, 중남미 등 고객의 위치와 관계없이 운송된 화학물질이 생명 공학 회사의 제조 현장을 떠날 때와 같은 순도와 품질을 유지함을 확신 수 있습니다.
이를 위해서는 고순도 물질을 손상하지 않으면서 더 큰 하중을 견딜 수 있는 특수 용기가 필요합니다. 한 패키징 엔지니어는 “화학물질을 운송에 일주일이 걸리는 아시아 또는 남미로 이동하다 보면 컨테이너 내부 온도는 섭씨 70도에 가뿐히 도달할 수 있습니다. 자사의 병은 당연히 이 조건을 견딜 수 있습니다.”라고 했습니다. 여기서 문제는 온도 자체가 아니라 메탄올, 아세톤, 염산과 같은 액체를 가열할 때 발생하는 엄청난 압력입니다.
유리병은 그러한 압력을 쉽게 견뎌냅니다. 그러나 다름슈타트의 개발자는 화학물질 안전성 관점에서 유리병은 항상 최우선적인 선택이 아님을 알고 있습니다. 예를 들어, 양이온은 유리병에서 비교적 쉽게 분리되기 때문에 유리병 샘플에서 추출한 철, 알루미늄, 기타 양이온의 함량은 신뢰할 수 있는 정확도로 측정할 수 없습니다.
압력 안정화, 누출 방지와 사용자 편의성을 지닌 새로운 병
압력 안정화: 압력 안정화한 특수한 밑면의 HDPE 병
팀은 연구실에서 고품질의 화학물질을 안전하고 정확하게 사용하기 적합한 완전히 새로운 2.5리터 플라스틱 병을 개발해야 했습니다.
시중에 유통되는 다른 병과의 차이는 확연합니다. 우선 고압의 안정성이 있습니다. 한 엔지니어는 “일반적인 플라스틱병은 뜨거운 운송 컨테이너에서 압력을 받으면 흡사 춤을 춥니다. 오목한 밑면은 0.5바의 압력만 받아도 불룩해지기 때문에 당연히 이 플라스틱병은 더 이상 안전하게 똑바로 세울 수 없다는 뜻입니다.
“현재는 디자인에 따라 병 밑면이 바깥쪽으로 휘어지게 하고, 밑면에 있는 네 발이 병의 안정성을 보장합니다.” 이 디자인으로 병은 2.5바의 압력까지 안정 상태를 유지합니다.
연구실의 품질, 안전성과 정밀도
안정성만이 전부는 아닙니다. 모든 형태의 누출을 방지하는 뚜껑은 화학물질의 순도를 유지하고 연구실에서의 안전하고 정밀한 작업을 보장하는 것 또한 못지않게 중요합니다. 엔지니어는 “뚜껑이 누출 방지가 되지 않는 경우 화학물질의 일부가 흘러나오거나 공기와 반응할 수 있습니다. 이 두 가지 문제는 모든 수단을 동원해서 피해야 하며, 특히 분석 및 안전상의 목적을 위해서라도 조치가 필요합니다.”라며 Supelco® 브랜드 화학물질 제품의 품질에서 뚜껑이 가지는 중요성을 강조하면서 이를 지적했습니다.
그래서 이 특수한 “S40” 스레드가 Supelco® 병에 사용됩니다. 표준 ‘Gl45’보다 스레드가 더 많고 내용물을 더 단단하게 밀봉합니다. 기존의 스크루 캡은 캡의 한쪽 가장자리에만 접촉 압력을 가해 밀봉하는 반면, S40 스레드는 병목에 홈을 추가하여 동시에 세 지점에서 밀봉합니다.
제품 개발에 반영된 실제 경험
S40 스크루 캡의 추가된 실링 홈
연구실의 실용적인 용도는 개발진이 특별히 초점을 두었다는 것이 안전성과 편리성을 높인 완전히 새로운 2.5리터 병의 사소한 디테일에서 확연히 드러납니다. 예를 들어 액체를 쉽게 부을 수 있는 작고 날렵한 가장자리가 있습니다. 이 테두리에 방울이 남아도 병의 바깥으로 흘러내리지 않고 다시 병 안으로 들어갑니다. 이상적인 크기의 통합 손잡이도 병의 안전성에 기여합니다.
많은 안전성 측면이 화학 산업에 의해 공식적으로 규제를 받습니다. 예를 들어 산 또는 용제에 닿더라도 라벨에 쓰인 글은 읽을 수 있어야 합니다. 그러나 다름슈타트 개발 및 포장 팀에게 산업 표준은 최소 요건에 불구합니다.
매일 Supelco®고객으로부터 항상 가치 있는 피드백을 받아 포장의 최적화에 힘쓰고 있습니다. 예를 들어 고객이 연구실의 병이 안전상의 이유로 너무 단단하게 밀봉되어 있어서 개봉하기 어렵다고 했습니다. 그 솔루션은 실용적이고 간단했습니다. 스크루 캡의 특수한 모양에 맞는 키를 사용해 병을 쉽고 안전하게 개봉하는 것입니다.
고객에게 도착하는 화학물질이 다름슈타트 공장을 떠날 때와 같은 품질을 보장하기 위해 모든 조치를 다합니다.
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