CN110290774A - 含有利用微流体通道瞬时乳化的乳化物质的化妆品组合物制备装置 - Google Patents

含有利用微流体通道瞬时乳化的乳化物质的化妆品组合物制备装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有利用微流体通道瞬时乳化的乳化物质的化妆品组合物制备装置。根据本发明的一方式，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，包括：壳体，用于形成外形且在一侧设置有供使用者操作的泵；外相容器，设置于所述壳体，用于容纳外相流体，所述外相流体用于组成乳化物质的外相；分散相容器，设置于所述壳体，用于容纳分散相流体，所述分散相流体用于组成所述乳化物质的分散相；流体通道，提供所述外相流体和所述分散相流体流动的路径，且能够使所述外相流体与所述分散相流体汇合以形成所述乳化物质；以及管，从所述流体通道排出所述乳化物质。

Description

含有利用微流体通道瞬时乳化的乳化物质的化妆品组合物制 备装置
技术领域
本发明涉及一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，所述制备装置用于向外部排出乳化物质，所述乳化物质通过外相流体和分散相流体沿微流体通道流动而被瞬时乳化来制备，更具体而言，涉及一种利用沿微流体通道流动的流体的特别流体流动性质，在使用者需要时，通过瞬时乳化方式能够便利地制备O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子等乳化物质的含有乳化物质的化妆品组合物制备装置。
背景技术
通常，流体乳化技术是指如水和油等不相容的两种流体中将其中一液体分散成小粒子，使该小粒子以稳定状态分散至另一液体内的技术。在化妆品领域，乳化技术广泛应用于乳液、乳霜、精华液、按摩霜、清洁霜、化妆基底、粉底霜、眼线膏、睫毛膏等。即，为了制备如上所列举的化妆品，通过将如油等疏水性流体以小粒子状态均匀分散于如水等亲水性流体内，以制备O/W(Oil in Water)型乳化粒子，或者将亲水性流体以小粒子状态均匀分散于疏水性流体内，以制备W/O(Water in Oil)型乳化粒子。这种O/W型乳化粒子和W/O型乳化粒子称为乳剂(emulsion)或乳化物质。
为了制备这种乳化物质，现有技术中利用物理方法，制备使用亲水性流体和疏水性流体的乳化物质。例如，如韩国授权专利公报第10-0222000号中所公开，现有技术中，将亲水性流体和疏水性流体置于一个大容器内后，使用搅拌器使一流体的粒子分散于另一流体中。例如，作为搅拌器，使用高速乳化分散机或微射流器等。即，将亲水性流体和疏水性流体置于大容器内，然后利用搅拌器混合这些流体，从而制成O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子。
在如上所述的作业基础上，容器内添加表面活性剂，以降低亲水性流体与疏水性流体间的界面能，以容易地形成乳剂，例如O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子，更稳定地维持界面膜，以防乳化粒子结合。具体而言，通过搅拌器作业形成乳剂例如O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子，若停止搅拌器作业并经过规定时间时，乳剂结合，会再分离成亲水性流体和疏水性流体。为了避免这种现象，添加表面活性剂，使乳化的小粒子稳定化，从而长时间维持乳剂状态。
另外，容器内还添加增稠剂，以降低乳化物质的流动性，避免乳化物质的结合和分离，提高化妆品的黏度。通过容器内添加增稠剂，确保产品的长期稳定性，提高产品的黏度，从而能够改善皮肤涂抹感。
然而，根据如上所述的现有技术，在制备含有乳化物质的化妆品组合物时，预先制备大量乳化物质之后，根据使用者的需要，销售已生产的产品，因此乳化物质的制备时间与使用者实际使用时间之间存在较长时间间隔。
而且，长时间存放大量乳化物质时，考虑到产品的长期稳定性，在乳化物质的制备、包装和输送等过程中不可避免地收到各种限制。
另外，化妆品领域的消费者对尽可能较少地使用属于化学物质的表面活性剂和增稠剂而制备的产品的要求不断增加，但现有技术中只考虑产品的长期存放，完全不考虑消费者的这种需求。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，所述制备装置利用沿微流体通道流动的流体的流动性质，在使用者需要时，通过瞬时乳化的方式制备O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子等乳化物质(或乳剂)，能够实现在制备乳化物质的同时能够供使用者使用产品。
用于解决问题的手段
根据本发明的一方式，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，包括：壳体，用于形成外形且在一侧设置有供使用者操作的泵；外相容器，设置于所述壳体，用于容纳外相流体，所述外相流体用于组成乳化物质的外相；分散相容器，设置于所述壳体，用于容纳分散相流体，所述分散相流体用于组成乳化物质的分散相；流体通道，提供所述外相流体和所述分散相流体流动的路径，且能够使所述外相流体与所述分散相流体汇合以形成所述乳化物质；以及管，从所述流体通道排出所述乳化物质。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述流体通道包括：外相流体流动管，是从所述外相容器流入的外相流体的流动路径；分散相流体流动管，是从所述分散相容器流入的分散相流体的流动路径；汇流部，是连通所述外相流体流动管和所述分散相流体流动管的部分，且使沿所述外相流体流动管流动的外相流体和沿所述分散相流体流动管流动的分散相流体汇合；以及乳化作用部，与所述汇流部连通，使所述外相流体和所述分散相流体乳化，来形成乳化物质。
并且，提供一种化妆品组合物制备装置，其特征在于，以流体的流向为基准，在所述汇流部的下游形成有乳化物质流动管，所述乳化物质流动管的一侧与所述汇流部连接且另一侧与所述管的端部连接，从而提供所述乳化物质的流动路径；所述乳化作用部设置于所述乳化物质流动管的上游。
并且，提供一种化妆品组合物制备装置，其中，所述乳化作用部是具有小于所述汇流部的宽度的孔口。
并且，提供一种化妆品组合物制备装置，其中，所述乳化作用部使所述外相流体和所述分散相流体向同一方向流动并乳化；或所述乳化作用部使所述外相流体和所述分散相流体以相互交叉的方式流动并乳化；或所述乳化作用部通过调整所述外相流体流入所述汇流部的流入口以及所述分散相流体流入所述汇流部流入口的长宽比，使所述外相流体和所述分散相流体乳化；或所述乳化作用部使所述外相流体或者所述分散相流体与所述外相流体的混汇流体通过膜的孔洞，来形成乳化粒子；或所述乳化作用部通过利用能够产生电场、磁场、离心力、激光、振动中一种或一种以上的动力源，来形成乳化粒子；或所述乳化作用部通过改变流体的黏度、界面张力及潮湿程度，来形成乳化粒子。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述乳化物质随着所述泵的工作而产生的负压向外排出，所述管由透明材料制得，使得使用者能够从外部进行确认。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述流体通道具有与所述外相流体的亲水性相对应的性质的内壁。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，如果所述外相流体为亲水性流体，则所述流体通道由亲水性材料制作，使所述亲水性流体向所述流体通道的内壁流动。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述外相流体对所述流体通道的内壁的水接触角在0度至50度之间，添加至所述乳化物质的表面活性剂的HLB值大于7。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，如果所述处该外相流体为疏水性流体，则所述流体通道用疏水性流体制得，使所述疏水性流体向所述流体通道的内壁流动。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述外相流体对所述流体通道的内壁的水接触角在70度至120度之间，添加至所述乳化物质的表面活性剂的HLB值小于7。
并且，提供一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述流体通道的一部分设置有具有与所述外相流体的亲水性相对应的性质的内壁，所述流体通道的一部分包括所述外相流体与所述分散相流体汇合的部分，所述流体通道的另一部分设置有具有与所述分散相流体的亲水性相对应的性质的内壁，所述流体通道的另一部分位于所述流体通道的一部分的下游侧。
并且，提供一种化妆品组合物制备装置，其中，所述外相容器与所述分散相容器在所述壳体的内部被隔膜隔开设置。
并且，提供一种化妆品组合物制备装置，其特征在于，所述泵是按钮弹簧泵、注射泵、软管泵、齿轮泵、多孔泵、螺纹嵌入泵、利用毛细管现象吸收或排出流体的泵以及通过控制电力或振动或音波或压电材料来吸收或排出流体的泵中的一种。
发明的效果
根据所提出的本发明，通过使用者抽吸操作制备乳化物质(乳剂)的同时，向外排出制作的乳化物质，因此能够在使用者需要时制作并供应乳化物质。
由此，无需长时间存放大量乳化物质，因此本发明中不再适用考虑到产品的长期稳定性的存放、运输等各种制约条件。
另外，本发明利用沿微流体通道流动的流体的特别流体流动性质，在使用者需要时，通过瞬时乳化方式，能够从水相和油相的原材料保存的状态便利地制备O/W型乳化粒子或W/O型乳化粒子等乳化物质。
另外，根据本发明，在使用者需要时能够制作并供给乳化物质，因此能够充分满足使用者希望最小限度地使用属于化学物质的表面活性剂和增稠剂的要求。
附图说明
图1是表示本发明一实施例的含有乳化物质的化妆品组合物制备装置的立体图。
图2是表示所述装置中流体通道的结构的俯视图。
图3是放大表示图2的A部分的图。
图4是表示所述流体通道的乳化物质流动管上涂覆有亲水性材料的图。
图5是表示所述流体通道的乳化物质流动管上涂覆有疏水性材料的图。
图6a及图6b是表示所述乳化物质流动管的其他例的图。
图7是表示通过使用者的抽吸操作而沿所述装置流动的流体流动的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行说明。本发明参考附图所示的实施例进行了说明，但仅作为一实施例进行说明，并非由此限定本发明的技术思想、其核心结构和作用。图1是表示本发明一实施例的含有乳化物质的化妆品组合物制备装置的立体图。而且，图2是表示所述装置中流体通道的结构的俯视图，图3是放大表示图2的A部分的图。
参照附图，本发明的化妆品组合物制备装置1的外形由壳体10形成。在壳体10的一侧设置有供使用者操作的泵70，通过使用者对泵70的加压，能够向外排出壳体10内的物质。例如，当使用者对泵70加压时，壳体10内物质的流动路径的压力升高。在这种状态下，使用者解除对泵70的加压时，物质的流动路径上产生负压(negative pressure)而向外排出物质。
泵70作为提供能量使流体从容器21、22排出而被瞬时乳化后通过壳体10外侧上形成的排出口排出的构件，所述泵70设置于壳体10的一侧，供使用者操作的操作部露在壳体10的外侧，用于向外排出混合液的连接部设在壳体10的内部。通过泵70形成的压力使容纳于外相容器21和分散相容器22内的原材料供给到流体通道50，供给到流体通道50的原材料沿预定路径流动而被瞬时乳化之后，通过管60向泵70排出。为此，可形成从泵70相互连通到各容器21、22的一系列流路。
在本实施例中，对泵70为露在壳体10的外部，且包括用于排出化妆料的排出部的结构为例进行了说明，但这不过是一例，并非由此限定本发明的思想。例如，排出部可以与泵70分开设置，泵70可以与从容器21、22连接至排出部的一系列流路中任一点连接并提供压力。
在本实施例中，作为例子，示出泵70为按压式泵，通过使用者按压再松开操作部的动作，使壳体10内部的流体的流动路径上产生负压。在这种情况下，通过由泵7形成的单一方向的压力，能够实现从容器21、22排出原材料、流体通道50内的流动以及化妆料的排出，因此具有能够简单实现装置结构的优点。
然而，本发明的思想并非限定于此，作为泵70可以使用各种方式的泵。例如，作为手动操作泵，使用例如按钮弹簧(button-spring)泵、注射(syringe)泵、软管(flexibletube)泵、齿轮(gear)泵、多孔(porous)泵、螺纹嵌入(thread inserting)泵等，或使用在排出口设置孔口(orifice)、滚珠(rollerball)、笔状物(pencil)等来利用毛细管现象(capillary action)吸收或排出流体的泵。另外，作为动力泵，可使用控制电力、振动、音波、压电材料(piezoelectric material)来吸收或排出流体的泵。
在壳体10上设置有用于容纳外相流体的外相容器21和用于容纳分散相流体的分散相容器22。例如，外相容器21和分散相容器22可以以形成一个流体容纳部20的方式设置在壳体10的内部。具体而言，在流体容纳部20的中央设置隔膜23，所述隔膜23在上下方向上延伸来划分流体容纳部20的内部空间。并且，以隔膜23为中心，在隔膜23的一侧形成有用于容纳外相流体的外相容器21，在另一侧形成有用于容纳分散相流体的分散相容器22。
外相容器21和分散相容器22分别与外相流体注入管30和分散相流体注入管40连接，所述外相流体注入管30和分散相流体注入管40作为分别储存于外相容器21和分散相容器22的外相流体和分散相流体的流动路径。即，容纳于外相容器21内的外相流体可沿外相流体注入管30向外相容器21外排出。与此类似，容纳于分散相容器22内的分散相流体可沿分散相流体注入管40向分散相容器22外排出。
外相流体注入管30和分散相流体注入管40的一侧分别与流体通道50连接。流体通道50例如可以以用于使流体流动的流动通路的形态形成在壳体10的底部。然而，流体通道50的设置位置和形状并不限定于此。
在此，可在各容器21、22与流路30、40的连接部位设置如瓣膜的开闭调节构件，以便能够仅在施加压力时，向流路30、40排出内容物。
本发明中，作为化妆品组合物制备装置，采用利用单一负压的流体通道50，来代替现有的利用正压的注射泵。即，本发明中，作为乳化物质的排出方式，采用对流体通道50施加单一负压的方式，由此本发明的装置能够直接应用于通常化妆品容器和泵结构。
现有技术中，由于外相流体与分散相流体的界面张力高，流体不容易混合，因此不使用过量的表面活性剂(1％～5％)等则不易形成并维持乳化粒子。然而，根据本实施例，在具备微小特定长度(毫米以下)的微流体通道50中，表面作用力(surface force)作用于流体的影响远远大于体积作用力(body force)，因此具有不使用表面活性剂或通过添加少量就能够快速实现乳化作用的优点。而且，不相溶的两种流体中一流体切断另一流体的流动而形成乳化粒子的原理也有助于减少表面活性剂的使用。虽然利用微流体通道50的乳化方式具有如上所述的多个优点，但与使用大型槽体和搅拌器的现有乳化装置相比，其生产速度有限，因而难以应用于化妆品制备装置。为了解决这种生产速度问题，本发明开发可应用于容器的微流体通道50，采取使用者需要时能够以一次排出量为基准进行乳化的瞬时乳化方式。
在流体通道50形成有与外相流体注入管30和分散相流体注入管40连通的注入口。即，流体通道50包括：外相流体注入口51，作为沿外相流体注入管30流动的外相流体的流入通路；以及分散相流体注入口54，作为沿分散相流体注入管40流动的分散相流体的流入通路。
通过外相流体注入口51流入流体通道50的外相流体被分成第一支管52和第二支管53，并向朝向泵70的下游侧流动。在本说明书中，“下游”是指通过使用者的抽吸操作，储存于流体容纳部20的流体经过流体通道50和管60通过泵70向外排出的方向。而且，由于第一支管52和第二支管53提供外相流体在流体通道50中的流动路径，因此可称作外相流体流动管。
与此类似，通过分散相流体注入口54流入流体通道50的分散相流体可沿分散相流体流动管55向下游侧流动。而且，沿外相流体流动管，即，第一支管52和第二支管53流动的外相流体和沿分散相流体流动管55流动的分散相流体在汇流部56汇合。即，汇流部56是外相流体与分散相流体在壳体10内第一次汇合的地点。
在汇流部56汇合的外相流体和分散相流体通过乳化作用部58成为乳剂，即乳化物质。在本实施例中，对作为乳化作用部58提供宽度相对于汇流部56窄的孔口58为例子进行了说明。在汇流部56汇合的外相流体和分散相流体经过孔口58，外相流体向孔口58内侧变窄的方向(垂直方向)和流体流动方向(水平方向)的合力方向(朝向孔口58中心侧集合的对角线方向)对分散相流体作用切力，切断分散相流体流动并形成乳化物质。具体而言，当两种不相溶的流体以界面不稳定的状态通过孔口58时，毛细管不稳定性(capillaryinstability)增加，与未设置孔口58的通道相比，具有孔口58的通道即使通过小能量也能够切断分散相流体的流动，由此被切断的分散相流体为了维持稳定状态而形成为球形状。
乳化作用部58用于外相流体切断混汇流体的流动，以将混汇流体以粒子状态分散于外相流体内，本实施例中，以将孔口作为乳化作用部58为例进行了说明，但本发明的思想不限定于此。具体而言，如本实施例，利用孔口的乳化方式可称作流动聚焦(Flow-focusing)方式乳化，这是通过使不同相的流体沿同一方向流动，且在汇流部设置孔口，从而使外相流体能够切断分散相流体(Flow-Focusing方式)。如此，使用孔口时，外相流体的流动以孔口内侧对角线方向转向，而能够向混汇流体传递更强的切力，由此更容易地形成乳化粒子，同时能够形成具有规定大小的乳化粒子。
除此以外，作为乳化作用部58可适用各种实施例，例如可利用如下方法：共伴流(Co-Flow)方式,使不同相的流体向同一方向流动并乳化的方法；交错流(Cross-Flow)方式，使不同相的流体以交叉的方式流动并乳化的方法；分段乳化(Step Emulsification)方式，通过调整朝向汇流部的外相流体流入口与分散相流体流入口的长宽比，在汇流部形成乳化粒子的方法；以及膜乳化(Membrane Emulsification)方式，使分散相流体或两个不同相的混汇流体通过膜(Membrane)的孔洞，来形成乳化粒子的方法。
另外，乳化作用部58可利用动力源，例如可利用通过使用电场(电气控制，Electrical control)、磁场(磁力控制，Magnetic control)、离心力(离心控制，Centrifugal control)、激光(光学控制，Optical control)、振动器(振动控制，Vibrationcontrol)、压电材料(压电控制，Piezoelectric control)等形成乳化粒子的方式的通道。
另外，乳化作用部58可通过改变流体的黏度、界面张力及潮湿程度来形成乳化粒子，例如可适用电流变(Electrorheological，ER)或磁流变(Magnetorheological，MR)流体(Fluids)或光敏性(Photo-sensitive)流体(Fluids)。
通过孔口58形成的乳化物质沿乳化物质流动管57朝向管60流动。此时，在乳化物质流动管57的端部形成乳化物质排出口59，所述乳化物质排出口59与管60连通，发挥使乳化物质从流体通道50排出的通路作用。
在本说明中，“上游”是“下游”的相反方向，是基于使用者的抽吸操作的流体流动方向的相反方向，即，是指朝向泵70、管60、流体通道50及流体容纳部20的方向。
现有技术中，为了调整乳化物质的大小，利用控制添加至乳化物质的表面活性剂量的方式。然而，根据本发明，可仅通过调整孔口58的宽度来调整乳化物质的大小。但孔口58的宽度存在设计最小值，因而乳化物质的大小存在最小限定值。
尤其，使用乳化装置来制备的化妆品的情况下，乳化粒子的大小和含量是决定化妆品品质的重要因素。通常，为了形成乳化粒子，需要相对于分散相流体注入的外相流体的注入比相等或更高。例如，外相流体的注入量可以为分散相流体注入量的1倍至30倍。
如本发明，在使用单一负压的微流体通道50的情况下，流体的流入速度取决于流体通道50的结构因素和流体流动条件，因而乳化粒子的大小和含量有所不同。作为流体通道50的结构因素可举出通道高度、孔口宽度及各流体的注入通道的宽度比。而且，作为流体的流动条件，可举出负压强度、两种流体的流量比及两种流体的黏度比。
当通道高度越低，孔口宽度越窄、负压强度越高、外相流体相对于分散相流体的流量比越大以及分散相流体黏度相比外相流体黏度越高时，乳化粒子的大小越小，在与此相反的条件下，乳化粒子的大小越大。
在本发明中，作为调整分散相流体与外相流体的流量比的方法，利用调整分散相流体和外相流体的各注入口内径的方法。具体而言，当外相流体注入口的内径制作成分散相流体注入口内径的2倍宽的情况下，在单一负压下，外相流体流的流量相比分散相流体流增加至2倍。通过这种方法，能够调整分散相流体流与外相流体流的流量比。另外，为了提高乳化粒子的含量，需要尽可能使两种流体的流量比相同。但分散相流体相比外相流体流动更快时，外相流体不具有足够的力来切断分散相流体的流动，因而难以形成乳化粒子。
为了解决该问题，本发明通过调整外相流体通道与分散相流体通道的宽度比，从而即使不调整两种流体的注入流量比，通过调整两个流体汇合的部分(汇流部)的速度，也能够调整乳化粒子的含量。例如，外相流体通道的宽度制作成分散相流体通道宽度的一半时，即使分散相流体的注入速度快至2倍，外相流体在两个流体汇合的汇流部的速度快至2倍，因此，不仅以与以相同流量比注入外相流体和分散相流体时相同效果形成乳化粒子，而且由于注入2倍的分散相流体，因此其含量也增加2倍。
乳化物质通过形成有孔口58的乳化物质流动管57，并通过乳化物质排出口59向管60流动。管60可由透明材料制得，使得使用者能够从外部确认通过管60的乳化物质。此时，壳体10中包围管60的部分也用制作成能够从外部视觉确认的材料，才能从外部确认通过管60流动的乳化物质。
在管60的端部设置有泵70，使用者能够通过泵70的排出口提取经过化妆品组合物制备装置1的乳化物质。
流体通道50的制造材料性质取决于外相流体的亲水性而有所不同。以下，对流体通道50的制造材料进行说明。
图4是表示所述流体通道的乳化物质流动管上涂覆有亲水性材料的图。而且，图5是表示所述流体通道的乳化物质流动管上涂覆有疏水性材料的图。
首先，参照图4进行说明，在置于外相容器21内的外相流体为亲水性流体，置于分散相容器22内的分散相流体为疏水性流体的情况下，通过流体通道50的乳化物质成为O/W型乳化粒子。
此时，优选乳化物质流动管57用亲水性材料制得，或在与流体接触的管的内壁涂覆亲水性材料。具体而言，由于乳化物质具有外部为亲水性流体，其内部分散有疏水性流体的结构，因此用亲水性材料制作乳化物质流动管57时，乳化物质中亲水性流体部分被吸引到乳化物质流动管57的壁体。由此如上所述的O/W型乳化粒子能够维持自身形状和结构沿乳化物质流动管57畅通地流动。
本实施例中对乳化物质流动管57用亲水性材料制得进行了说明，但考虑到制作上的便利性，整个流体通道50可以用亲水性材料制得。作为另一例，如果是确保稳定地形成O/W型乳化粒子的状态，则也可以只有部分乳化物质流动管57用亲水性材料制得。另外，也可以适用用亲水性材料涂覆乳化物质流动管57的内壁的例子。
在此，当乳化物质流动管57呈亲水性时，水接触角(water contacet angle，WCA)可设定为0度至50度。该情况下，O/W型乳化粒子能够更畅通地流动。
如此，当乳化物质流动管57用亲水性材料制得时，乳化物质中的亲水性流体部分被吸引到乳化物质流动管57的壁体。因此，能够稳定地制备O/W型乳化粒子。在此基础上，为了O/W型乳化粒子的稳定性，优选在O/W型乳化粒子中添加小量的高亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance，HLB)值的表面活性剂。亲水亲油平衡值是表示亲水性与疏水性的平衡的指数，优选添加至乳化物质的表面活性剂的HLB值大于7。即，HLB值大表示亲水性比率高。当该值大于7，优选为8至16时，容易生成O/W型乳化粒子。
在现有的乳化装置中，外相流体与分散相流体之间的界面张力是形成乳化粒子的重要因素。即，在现有技术中，乳化粒子的相取决于表面活性剂的HLB值，而非取决于通道或容器的内壁亲水程度。
然而，本发明中，由于窄通道的宽度，通道内壁与流体间的界面张力成为形成乳化粒子的重要因素。即，通道内壁的亲水程度成为决定乳化粒子的相的重要因素，辅助这一重要因素，使用具有符合乳化粒子的相的HLB值的表面活性剂来构成整个乳化装置。
一方面，如图5所示，在置于外相容器21内的外相流体为疏水性流体，置于分散相容器22内的分散相流体为亲水性流体的情况下，通过流体通道50的乳化物质成为W/O型乳化粒子。
此时，优选乳化物质流动管57用疏水性材料制得，或在流动管的内壁涂覆疏水性材料。具体而言，由于乳化物质具有外部为疏水性流体，其内部分散有亲水性流体的结构，因此乳化物质流动管57用疏水性材料制得时，乳化物质中疏水性流体被吸引到乳化物质流动管57的壁体。由此如上所述的W/O型乳化粒子能够维持自身形状和结构沿乳化物质流动管57畅通地流动。
本实施例中对乳化物质流动管57用疏水性材料制得进行了说明，但考虑到制作上的便利性，整个流体通道50可以用疏水性材料制得，或也可以只有部分乳化物质流动管57用疏水性材料制得。
在此，当乳化物质流动管57呈疏水性时，水接触角(WCA)可设定为70度至120度。该情况下，W/O型乳化粒子能够更畅通地流动。
如此，当乳化物质流动管57用疏水性材料制得时，乳化物质中的疏水性流体部分被吸引到乳化物质流动管57的壁体。因此，能够稳定地制备W/O型乳化粒子。在此基础上，为了更稳定的W/O型乳化粒子，优选在W/O型乳化粒子中添加小量的低亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance，HLB)值的表面活性剂。具体而言，优选添加至乳化物质的表面活性剂的HLB值小于7。即，HLB值大表示疏水性比率高，而其值小于7，优选为3至6时，容易生成W/O型乳化粒子。
通常，O/W型乳化粒子中作为分散相流体的疏水性流体含量为0％至30％。这种疏水性流体通过分散相流体注入口54注入流体通道50内，作为外相流体的亲水性流体通过外相流体注入口51注入流体通道50内。
与此不同，作为本发明的另一例，W/O型乳化粒子中作为分散相流体的亲水性流体的含量为50％至80％。在这情况下，与如前所述的O/W型乳化粒子不同，通过作为外相流体的疏水性流体注入分散相流体注入口54内，作为分散相流体的亲水性流体注入外相流体注入口51内，从而能够提高含量。即，外相流体通道分成两个支管，因此乳化粒子的形成过程和速度成为2倍。可实现这种方式的理由为，流体通道50中影响乳化粒子形成的最大因素是通道内壁(乳化物质流动管57的内壁)的亲水程度，因此即使亲水性流体被注入外相流体注入口51内，亲水性流体通过乳化物质流动管57作为分散相流动。
作为又一例，图6a、图6b是表示图4所示的乳化物质流动管的变形例的图。
首先，如图6a所示，为了制备O/W型乳化粒子，乳化物质流动管57的上游部分用亲水性材料制作，或其内壁涂覆亲水性材料，且下游部分用疏水性材料制作，或其内壁涂覆疏水性材料。此时，外相流体为亲水性流体，分散相流体为疏水性流体。
根据本实施例，流入乳化物质流动管57的乳化物质在乳化物质流动管57的上游部分，以疏水性流体位于亲水性流体内的状态形成O/W型乳化粒子。以这种状态稳定的O/W型乳化粒子通过乳化物质流动管57的下游部分，所述下游部分的内壁用疏水性材料制作或涂覆疏水性材料。此时，亲水性流体位于稳定的O/W型乳化粒子的内壁，因此其与乳化物质流动管57的下游部分的壁体接触面积最小。因此，通过乳化物质流动管57的上游而稳定的O/W型乳化粒子以承受最小摩擦力的状态流入乳化物质排出口59，因此O/W型乳化粒子能够持续、牢固地维持自身形状和结构。
与此类似，参照图6b，为了制备W/O型乳化粒子，乳化物质流动管57的上游部分用疏水性材料制作，或其内壁涂覆疏水性材料，且下游部分用亲水性材料制作，或其内壁涂覆亲水性材料。此时，外相流体为疏水性流体，分散相流体为亲水性流体。
根据本实施例，流入乳化物质流动管57的乳化物质在乳化物质流动管57的上游部分形成W/O型乳化粒子。以这种状态稳定的W/O型乳化粒子通过乳化物质流动管57的下游部分，所述下游部分的内壁用亲水性材料制作或涂覆亲水性材料。此时，疏水性流体位于稳定的W/O型乳化粒子的内壁，因此其与乳化物质流动管57的下游部分的壁体接触面积最小。因此，通过乳化物质流动管57的上游而稳定的W/O型乳化粒子以承受最小摩擦力的状态流入乳化物质排出口59，因此W/O型乳化粒子能够持续、牢固地维持自身形状和结构。
以下，对流体的流动进行详细说明。
图7是表示通过使用者抽吸操作沿所述装置流动的流体流动的立体图。
首先，对提取O/W型乳化粒子的过程进行详细说明如下。
为了提取O/W型乳化粒子，外相流体可以是如同水的亲水性流体，分散相流体可以是如同油的疏水性流体。而且，亲水性流体和疏水性流体储存于不同容器内。例如，亲水性流体储存于外相容器21内，疏水性流体储存于分散相容器22内。
在这种状态下，当使用者对泵70加压时，壳体10内的流体容纳空间和流体流动路径的压力升高。随后，当使用者解除对泵70的加压时，在流体容纳空间和流体输送路径产生负压(nagative pressure)，而亲水性流体和疏水性流体向各容器外引出。
具体而言，亲水性流体沿外相流体注入管30朝向流体通道50的外相流体注入口51流动，疏水性流体沿分散相流体注入管40朝向流体通道50的分散相流体注入口54流动。流至流体通道50的亲水性流体沿第一支管52和第二支管53朝向汇流部56流动，疏水性流体沿分散相流体流动管55朝向汇流部56流动。即，亲水性流体和疏水性流体在流体通道50的汇流部56汇合。
分散相流体和外相流体通过孔口58产生乳化现象，通过孔口58的乳化物质沿乳化物质流动管57流动。根据这种过程形成的乳化物质是油分散于水的结构，因此称作O/W(Oilin water)型乳化粒子。即，形成亲水性流体包围疏水性流体的形态的乳化物质。
根据这种过程，通过流体通道50的乳化物质排出口59的O/W型乳化粒子通过管60，可通过泵70的注入口被使用者提取。
与此类似，对提取W/O型乳化粒子的过程进行说明如下。
为了提取W/O型乳化粒子，外相流体可以是如同油的疏水性流体，分散相流体可以是如同水的亲水性流体。而且，疏水性流体储存于外相容器21内，亲水性流体储存于分散相容器22内。
在这种状态下，当使用者对泵70加压再解除时，在流体容纳空间和流体流动路径产生负压(negative pressure)，而疏水性流体和亲水性流体向各容器外引出。
具体而言，疏水性流体沿外相流体注入管30朝向流体通道50的外相流体注入口51流动，亲水性流体沿分散相流体注入管40朝向流体通道50的分散相流体注入口54流动。流至流体通道50的疏水性流体和亲水性流体在流体通道50的汇流部56汇合。
分散相流体和外相流体通过孔口58产生乳化现象，通过孔口58的乳化物质沿乳化物质流动管57流动。根据这种过程形成的乳化物质是水分散于油的结构，因此称作W/O型乳化粒子。即，形成疏水性流体包围亲水性流体的形态的乳化物质。
根据这种过程，通过流体通道50的乳化物质排出口59的W/O型乳化粒子通过管60，可通过泵70的注入口被使用者提取。
如此，根据本发明，通过使用者抽吸操作制作乳化物质(乳剂)的同时，所制备的乳化物质向外排出，因此可以在使用者需要时制备并供给乳化物质。
另外，根据本发明，能够通过瞬时乳化的方式制备结合亲水性流体与疏水性流体而成的乳化物质，因此能够将制备乳化物质时使用的表面活性剂或增稠剂的用量减至最低。
以上的说明仅仅是对本发明的技术思想的例示说明，本领域技术人员在不脱离本发明的本质特性的范围内可以进行各种修改和变形。因此，本发明中公开的实施例用于说明，而并非意图限定本发明的技术思想，并非通过这些实施例限定本发明的技术思想的范围。本发明的保护范围通过权利要求书解释，与其等同范围内的所有技术思想因解释为属于本发明的保护范围内。
产业上的可利用性
本发明涉及一种含有利用微流体通道瞬时乳化的乳化物质的化妆品组合物制备装置，在化妆品产业具有利用可能性。

Claims (14)

1.一种含有乳化物质的化妆品组合物制备装置，其特征在于，包括：
壳体，用于形成外形且在一侧设置有供使用者操作的泵；
外相容器，设置于所述壳体，用于容纳外相流体，所述外相流体用于组成乳化物质的外相；
分散相容器，设置于所述壳体，用于容纳分散相流体，所述分散相流体用于组成乳化物质的分散相；
流体通道，提供所述外相流体和所述分散相流体流动的路径，且能够使所述外相流体与所述分散相流体汇合以形成所述乳化物质；以及
管，从所述流体通道排出所述乳化物质。
2.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述流体通道包括：
外相流体流动管，是从所述外相容器流入的外相流体的流动路径；
分散相流体流动管，是从所述分散相容器流入的分散相流体的流动路径；
汇流部，是连通所述外相流体流动管和所述分散相流体流动管的部分，且使沿所述外相流体流动管流动的外相流体和沿所述分散相流体流动管流动的分散相流体汇合；以及
乳化作用部，与所述汇流部连通，使所述外相流体和所述分散相流体乳化，来形成乳化物质。
3.根据权利要求2所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
以流体的流向为基准，在所述汇流部的下游形成有乳化物质流动管，所述乳化物质流动管的一侧与所述汇流部连接且另一侧与所述管的端部连接，从而提供所述乳化物质的流动路径；
所述乳化作用部设置于所述乳化物质流动管的上游侧。
4.根据权利要求2所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述乳化作用部是具有小于所述汇流部的宽度的孔口。
5.根据权利要求2所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述乳化作用部使所述外相流体和所述分散相流体向同一方向流动并乳化；或
所述乳化作用部使所述外相流体和所述分散相流体以相互交叉的方式流动并乳化；或
所述乳化作用部通过调整所述外相流体流入所述汇流部的流入口以及所述分散相流体流入所述汇流部的流入口的长宽比，使所述外相流体和所述分散相流体乳化；或
所述乳化作用部使所述外相流体或者所述分散相流体与所述外相流体的混汇流体通过膜的孔洞，来形成乳化粒子；或
所述乳化作用部通过利用能够产生电场、磁场、离心力、激光及振动中一种或一种以上的动力源，来形成乳化粒子；或
所述乳化作用部通过改变流体的黏度、界面张力及潮湿程度，来形成乳化粒子。
6.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述乳化物质随着所述泵的工作而产生的负压向外排出，所述管由透明材料制得，使得使用者能够从外部进行确认。
7.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述流体通道具有与所述外相流体的亲水性相对应的性质的内壁。
8.根据权利要求7所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
如果所述外相流体为亲水性流体，则所述流体通道用亲水性材料制得，使所述亲水性流体向所述流体通道的内壁流动。
9.根据权利要求8所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述外相流体对所述流体通道的内壁的水接触角在0度至50度之间，
添加至所述乳化物质的表面活性剂的HLB值大于7。
10.根据权利要求7所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
如果所述外相流体为疏水性流体，则所述流体通道用疏水性流体制得，使所述疏水性流体向所述流体通道的内壁流动。
11.根据权利要求10所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述外相流体对所述流体通道的内壁的水接触角在70度至120度之间，
添加至所述乳化物质的表面活性剂的HLB值小于7。
12.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
在所述流体通道的一部分设置有具有与所述外相流体的亲水性相对应的性质的内壁，所述流体通道的一部分包括所述外相流体与所述分散相流体汇合的部分，
在所述流体通道的另一部分设置有具有与所述分散相流体的亲水性相对应的性质的内壁，所述流体通道的另一部分位于所述流体通道的一部分的下游侧。
13.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述外相容器与所述分散相容器在所述壳体的内部被隔膜隔开设置。
14.根据权利要求1所述的化妆品组合物制备装置，其特征在于，
所述泵是按钮弹簧泵、注射泵、软管泵、齿轮泵、多孔泵、螺纹嵌入泵、利用毛细管现象吸收或排出流体的泵以及通过控制电力或振动或音波或压电材料来吸收或流出流体的泵中的一种。
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