CN111495223A - 化妆品制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化妆品制备装置。化妆品制备装置包括:壳体,形成外形;内相容器,储存未含有表面活性剂的内相流体;外相容器,储存未含有表面活性剂的外相流体;通道部,将内相流体和外相流体混合而生成乳状液;以及启动部,基于使用者的操作而提供在通道部中的乳状液的生成和排出所需要的外力,在启动部的工作下,比内相流体更多量的外相流体向通道部供应,通道部包括:内相流体注入口,从内相容器接收内相流体;外相流体注入口,从外相容器接收外相流体;汇合部,供内相流体和外相流体汇合;以及混合区间,从汇合部延伸,并包括多个混合部,混合部通过转换流体的行进方向而在流动中形成涡流从而生成乳化颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及一种化妆品制备装置。
背景技术
流体的乳化技术指的是将如水和油那样互不相溶的两种流体中的一种液体分散为小的颗粒,使其在另一种液体中以稳定状态布置的技术。这样的乳化技术广泛应用在乳液、面霜、精华、按摩霜、卸妆膏、隔离霜、粉底、眼线膏、睫毛膏等化妆品的制备领域中。
具体地,化妆品可以包括O/W(水包油,Oil in Water)乳状液(emulsion,乳化液)或者W/O(油包水,Water in Oil)乳状液,O/W乳状液通过将油之类疏水性流体以小颗粒状态均匀分散在水之类亲水性流体内制备而成,W/O乳状液通过将亲水性流体以小颗粒状态均匀分散在疏水性流体内制备而成。在这样的乳状液的制备过程中,以提高生产性、提高产品质量等为目的,使用表面活性剂或增稠剂。
在如此生成乳状液的化妆品的制备过程中,通常为了使彼此不易溶的两种流体乳化而使用表面活性剂。表面活性剂是与化妆品的固有功能没有太大关系的化学物质。最近呈现出消费者不喜好表面活性剂之类与化妆品的功能没有关系的添加物的倾向。因此,提出了不使用表面活性剂就能够制备化妆品的几种方法。
例如,作为不使用表面活性剂就制备化妆品的方法,提出了将特殊原料(亲水性聚合物、硅聚合物)添加于乳状液,或者利用特殊步骤(皮克林(Pickering)、胶囊化(capsulation)、凝聚(coacervation)、层层自组装(Layer-By-Layer))或者特殊设备(高频集束超声波)的方法等。
但是,在这样添加特殊原料,或者利用特殊步骤和设备的情况下,具有制备过程变复杂,生产单价高的问题点。
现有技术文献
专利文献:韩国授权专利公报第10-0222000号(1999.06.30授权)
发明内容
本发明的实施例为了解决上述那样的问题而提出,提供一种能够制备不添加表面活性剂的化妆品的化妆品制备装置。
另外,提供一种能够满足消费者对新鲜化妆品的使用需求的化妆品制备装置。
另外,提供一种能够以低廉的生产单价制备不添加表面活性剂的化妆品的化妆品制备装置。
根据本发明的一实施例,可以提供一种化妆品制备装置,其包括:壳体,形成外形;内相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的内相流体;外相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的外相流体;通道部,将从所述内相容器提供的所述内相流体和从所述外相容器提供的所述外相流体混合而生成乳状液;以及启动部,基于使用者的操作而提供在所述通道部中的乳状液的生成和排出所需要的外力,在所述启动部的工作下,比所述内相流体更多量的所述外相流体向所述通道部供应,所述通道部包括:内相流体注入口,从所述内相容器接收所述内相流体;外相流体注入口,从所述外相容器接收所述外相流体;汇合部,供从所述内相流体注入口提供的所述内相流体和从所述外相流体注入口提供的所述外相流体汇合;以及混合区间,从所述汇合部延伸,并包括多个混合部,所述混合部通过转换流体的行进方向而在流动中形成涡流从而生成乳化颗粒。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述内相容器和所述外相容器分别提供一个以上,在所述通道部提供有供流体从所述内相容器和所述外相容器流入的引入部,向所述引入部流入的流体被引导至所述汇合部而混合。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,在所述启动部的一次工作下,从所述外相容器排出的所述外相流体的排出量之和大于从所述内相容器排出的所述内相流体的排出量之和。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述化妆品制备装置还包括:功能性容器,提供于所述壳体的内侧,并储存功能性流体,所述通道部包括从所述功能性容器引入所述功能性流体的功能性流体注入口,向所述功能性流体注入口流入的所述功能性流体被引导至所述汇合部而与所述内相流体和所述外相流体混合。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,多个所述混合部以所述汇合部为中心布置于所述汇合部的缘边。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述通道部形成于一个或多个板内部,所述汇合部和所述混合区间提供为连续的单层路径。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述通道部形成于一个平板形状的板内部,所述汇合部和所述混合区间在所述板内部位于相同平面上。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述混合部包括:第一旋转路径,引导进入的流体向一方向旋转;第二旋转路径,引导向所述一方向旋转的流体向其它方向旋转;以及方向转换路径,在所述第一旋转路径和所述第二旋转路径之间改变流体的旋转方向。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述混合部还包括:涡流促进路径,用于促进在所述第一旋转路径的上游侧或者所述第二旋转路径的下游侧形成涡流。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述混合部提供3个以上。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述混合区间包括:第一混合部,与所述汇合部连接;第三混合部,以所述汇合部为基准位于所述第一混合部的相反侧;以及第二混合部,位于所述第一混合部和所述第三混合部之间。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述混合区间还包括:第四混合部和第五混合部,以经过所述第一混合部、所述第三混合部以及所述汇合部的虚拟直线为基准,位于所述第二混合部的相反侧。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述通道部还包括:颗粒尺寸调节部,减小从所述混合区间提供的流体中含有的所述乳化颗粒的尺寸。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述颗粒尺寸调节部包括:缩减维持部,具有比所述混合区间的混合流路的幅度小的幅度。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,所述颗粒尺寸调节部包括:扩大维持部,布置于所述缩减维持部的后端,并具有比所述混合区间的混合流路的幅度大的幅度。
另外,可以提供一种化妆品制备装置,其中,排出所述乳状液的排出部直接连接于在所述通道部形成的排出口。
本发明的一实施例的化妆品制备装置具有能够制备不添加表面活性剂的化妆品的优点。
另外,具有能够制备能够满足消费者对新鲜化妆品的使用需求的瞬间乳化化妆品的效果。
另外,具有能够以低廉的生产单价制备不添加表面活性剂的化妆品的优点。
附图说明
图1是简要示出本发明的一实施例的化妆品制备装置的结构的立体图。
图2是图1的分解立体图。
图3是图1的截面图。
图4是图2的容器的截面图。
图5是示出图2的通道部的截面图。
图6是示出使用图1的化妆品制备装置而制备的乳状液的乳化颗粒的显微镜照片。
图7是用于设计图1的涡流促进路径的示意图。
附图标记说明
1:化妆品制备装置 10:壳体
20:容器 30:启动部
40:通道部 110:盖体
120:主体 130:底座部
210:第一容器 220:第二容器
230:第三容器 240:第四容器
402:内相流体注入口 404:第一外相流体注入口
406:第二外相流体注入口 408:功能性流体注入口
410:汇合部 420:混合区间
430:颗粒尺寸调节部
具体实施方式
以下,针对本发明的具体实施例,参照附图进行详细说明。同时,对于本发明的说明,当判断为对相关公知结构或者功能的具体说明导致混淆本发明的主旨时,省略其详细说明。
图1是简要示出本发明的一实施例的化妆品制备装置的结构的立体图,图2是图1的分解立体图,图3是图1的截面图,图4是图2的容器的截面图,图5是示出图2的通道部的截面图。
参照图1至图5,本发明的一实施例的化妆品制备装置1可以将储存于多个容器的流体混合而使其瞬间乳化。在此,“瞬间乳化”可以理解为在几秒以内将内相流体乳化在外相流体中,以使在一定时间能够维持乳化状态。也就是说,本发明的一实施例的化妆品制造装置1可以是在几秒以内使多种原料瞬间乳化而向使用者当场供应的装置。
另外,本发明的一实施例的化妆品制备装置1可以根据储存于多个容器的流体混合的比例,生成O/W乳状液或W/O乳状液。例如,当混合的流体是油(oil)基体的流体和水(water)基体的流体,水基体的流体以比油基体的流体大的比例混合时,可以生成O/W乳状液。在与其相反的情况下,可以生成W/O乳状液。
具体地,本发明的一实施例的化妆品制备装置1可以包括:壳体10,形成外形;多个容器20,提供于壳体10的内侧,储存至少两种彼此不同的流体;通道部40,提供从多个容器20排出的流体混合的空间;以及启动部30,提供使在通道部40中生成的乳状液排出的压力。
在本实施例中,举例说明了通过启动部30同时按压多个容器20,启动提供于容器20的泵部。但是,本发明的构思不限于此。另外,在本实施例中,举例说明了基于启动部30的作用而产生压力,基于产生的压力而全部实现从容器20向通道部40的流体排出和从通道部40向外部的乳状液排出。但是不限于此,根据实施例,启动部30也可以单独地提供有用于将流体从容器20向通道部40排出的结构和用于将乳状液从通道部40向外部排出的结构。若如本实施例那样一个启动部30同时启动提供于多个容器20的泵部,则不仅能够提高使用便利性,而且通道部40的设计也能够相对容易地实现。
壳体10可以形成为能够将多个容器20容纳在内侧的预定形状,在本实施例中举例说明了壳体10形成为圆筒形。但是,壳体10可以具有正六面体形状等,其形状不限于此。
壳体10可以包括:盖体110,覆盖下述的通道部40的一部分;主体120,容纳容器20;底座部130,支承容器20的下侧。
盖体110包裹下述的通道部40的一部分,可以由透明的材质形成,以使使用者能够看到在通道部40中流动的流体的流动。另外,盖体110的上方可以包括开放部114以能够看到通道部40的一部分或者全部。例如,开放部114可以是圆形、四边形形状的孔。但是,其形状不限于此。通过提供开放部114,使用者能够直接用眼睛确认乳化作用,能够提高对产品的信赖度。
主体120可以包括:颈部122,与启动部30结合;插入部124,形成于颈部122的另一侧而与底座部130结合,提供能够插入容器20的空间。
为了更换容器20,底座部130可以可装卸地结合于插入部124,当结合了时可以支承容器20的下方而使容器20稳定地固定在壳体10内。
当容器20安装在壳体10内部时,底座部130可以包括用于固定各个容器20的多个槽132。多个槽132可以形成为具有能够稳定地支承容器20的深度。另外,形成于底座部130的多个槽132的数量和位置可以对应于容器20的数量和位置。
容器20包括储存内相流体的内相容器和储存外相流体的外相容器。例如,容器20可以包括储存内相流体的第一容器210和储存外相流体的第二容器220。在本实施例中,例示了容器20提供4个,但这是例示性的,只要提供有能够独立地储存内相流体的容器和能够独立地储存外相流体的容器,其数量不受限制。在此,容器20可以构成为可装卸于壳体10,可重新填充或更换存在于容器20内部的流体。例如,容器20可以是卡式盒。
根据本实施例,可以根据向通道部40供应的多种流体的比例而确定乳状液的类型(例如,W/O乳状液或O/W乳状液)。另外,向通道部40供应的流体的比例可以基于供应相应流体的容器20的数量或排出量等调节。例如,当向通道部40提供油和水时,若油的供应量大于水的供应量,则可以生成W/O乳状液,若水的供应量大于油的供应量,则可以生成O/W乳状液。
多个容器20可以构成为能够在通道部40中的瞬时乳化时形成内相流体和外相流体的组合。在本实施例中,为了向通道部40供应相对多的量的外相流体,举例说明了2个容器储存外相流体。根据实施例,在能够排出相对多的量的一个容器作为第二容器220提供的情况下,也可以仅一个容器作为储存外相流体的容器使用。
在本实施例中,化妆品制备装置1可以包括:第一容器210,储存内相流体;第二容器220,储存外相流体;第三容器230,储存功能性流体;以及第四容器240,储存又一外相流体。在本实施例中,举例说明了使用油作为内相流体,使用水作为外相流体,将油作为基底的流体可以储存于第一容器210,将水作为基底的流体可以提供于第二容器220和可以选择性地提供的第四容器240。在此,第一容器210是储存内相流体的容器,可以理解为内相容器,第二容器220和第四容器240是储存外相流体的容器,可以理解为外相容器。另外,可以理解为与从内相容器向通道部40供应的内相流体相比,从外相容器向通道部40供应的外相流体的量更多。为此,内相容器的数量和外相容器的数量可以根据实施例而调节。同时,第三容器230是储存功能性流体的容器,可以理解为功能性容器。
通过将油作为基底的流体和将水作为基底的流体以1:2的比例排出而在通道部40中乳化,可以形成O/W乳状液。在此,下述的各泵部的排出量可以相同地设定,以从各容器排出相同容量的流体。
相反地,在将水作为基底的流体储存于第一容器210,将油作为基底的流体储存于第二容器220和选择性地提供的第四容器240的情况下,可以生成W/O乳状液。
另一方面,储存功能性流体的第三容器230也可以选择性地提供。在本实施例中,功能性流体可以理解为作为化妆品成分中以提高功能为目的包括的原料,尤其是法律上获得功能性许可的原料。另外,功能性流体也可以理解为意指溶解有或者包括有功能性原料的流体。
以下,参照附图具体地说明第一容器210的结构。由于其它容器220、230、240可以也具有与第一容器210相同的结构、模样、尺寸、功能,因此省略对其它容器220、230、240的详细说明。
第一容器210可以包括:储存部212,储存流体;泵部214,提供于储存部212的一侧,通过启动部30移动而执行抽吸作用;弹性部件215,将恢复力提供于泵部214;管211,提供于储存部212的内侧,连接于泵部214而吸入流体;排出端部219,将通过管211吸入的流体向外部排出(参照图4)。
储存部212可以提供储存流体的空间S,并且具有能够插入至主体120的内侧空间的立体形状。储存部212也可以提供为能够填充流体,用于填充的开口可以分离泵部214而提供,或者可以通过分离储存部的下侧一部分而形成。
在储存部212的内侧可以提供有提供发生体积变化的空间的腔室216,以便能够产生抽吸作用。腔室216的体积可以根据泵部214的移动而改变。
泵部214是被启动部30加压并移动而产生抽吸压力的构成要件,可以提供为可以向腔室216的内侧和外侧移动而改变腔室216内侧的体积。
可以在腔室216的一侧提供有选择地开闭腔室216的内侧空间而控制流体从管211吸入的第一阀门217,腔室216的另一侧提供有选择地开闭腔室216的内侧空间而控制流体向排出端部219排出的第二阀门218。
管211可以提供为从腔室216的一处向着储存部212的底面延伸而能够充分地吸入储存于储存部212的流体。
排出端部219可以形成为贯通泵部214而延伸至腔室216的形状,为了与下述的流路33的连接,可以具有从泵部214凸出预定长度的形状。
具有这种结构的第一容器210可以如下启动。若泵部214受力被按压,则腔室216内侧空间的体积减小,腔室216内侧空间的压力上升。基于这样的压力变化,可以启动为第一阀门217关闭流路,第二阀门218开放流路,储存在腔室216内侧空间的流体可以通过排出端部219排出。另外,若泵部214基于弹性部件215的作用恢复至原位置,则腔室216内侧空间的体积增加,腔室内侧空间的压力下降。由此,可以启动为第一阀门217开启流路,第二阀门218关闭流路,储存空间S的流体可以通过管211流入至腔室216内侧空间。图4可以理解为为了说明如上作用而简要示出的图。
这样的第一容器210的启动可以通过启动部30的移动而实现,其它容器220、230、240也可以相同启动。
另一方面,基于启动部30的移动的第一容器210、第二容器220、第三容器230和第四容器240的排出量可以相同地设定。在此,排出量可以理解为储存于各容器210、220、230、240的流体通过各泵部214、224、234、244的一次加压向外部排出的量。即,容器的排出量相同意指由于启动部30的一次加压而向外部排出的各容器210、220、230、240的流体的量相同。
作为一例,通过一次加压排出的各容器210、220、230、240的排出量可以提供为0.01cc至0.1cc。但是,排出量不限于此,也可以通过一次加压排出0.1cc以上。
另外,各容器210、220、230、240的排出压力可以设定为在流体从容器210、220、230、240排出而通过通道部40并乳化后,能够从通道部40向外部排出的水平。作为一例,排出压力可以是1.5kpa。
另一方面,启动部30可以基于使用者的操作而提供在通道部40中的乳状液生成和乳状液向外部排出所需的外力。在本实施例中,举例说明了启动部30是将从盖体110传递的力向容器210、220、230、240传递,从而产生用于抽吸的压力的平板形式的加压部件。本发明的构思不限于此,启动部30也可以具有其它机械机理或者具备电子式驱动装置。
具体地,启动部30提供为位于各容器210、220、230、240的泵部214、224、234、244和通道部40之间而能够对泵部214、224、234、244加压的部件。在此,启动部30也能够起到使从各容器210、220、230、240排出的流体向通道部40移动的作用。
在基于使用者按压盖体110的力而启动部30向下方接收力的情况下,启动部30可以对各容器20的泵部214、224、234、244加压。具体地,启动部30可以包括接触于泵部214、224、234、244的加压表面32。在此,加压表面32也可以起到确定容器20的上侧位置的卡台作用。
另外,启动部30可以包括将储存于容器20的流体向通道部40输送的多个流路33。各个流路33可以布置为对应于各个容器20的位置,可以上下方向贯通形成而使从下侧提供的流体向上侧的通道部40移动。
另外,启动部30可以包括沿着主体120的内侧面滑动的滑动表面34,以便可以基于外部的力沿着主体120的内侧面移动。滑动表面34可以形成为围绕主体120的内部或外部缘边,主体120的上端部内侧面可以作为引导面起作用。
启动部30可以由提供于容器主体120的一部分的第一弹性部件123a弹性支承。另外,可以将第二弹性部件123b形成于容器主体120的颈部122,启动部30的一部分由第二弹性部件123b支承。具体地,可以是启动部30的中心部分由第一弹性部件123a支承,启动部30的外侧缘边由第二弹性部件123b支承。在此,第一弹性部件123a的弹性系数可以大于第二弹性部件123b的弹性系数。但是,这是例示性的,第二弹性部件123b的弹性系数也可以大于第一弹性部件123a的弹性系数。
另外,使启动部30恢复至原位置的力也可以由提供于容器20的弹性部件215提供。
如此,基于启动部30和提供于容器20的泵部,没有电子式设备也能够仅通过机械结构产生压力而生成和排出乳状液。因此,能够以可携带的小尺寸制造化妆品制备装置1。尤其,各个容器20单独具备泵部,能够最小化需要泵部提供的压力的大小,因此也能够最小化实现泵部所需的尺寸,因此能够较小地实现化妆品制备装置1的整体尺寸。
另外,通过将容器20提供为更换式,使用者能够选择性地使用储存有自身期望的原料的容器20。因此,能够提高使用者对产品的满足度。
另一方面,储存于如上所述那样的容器20的流体可以不包括表面活性剂。
在此,表面活性剂是具有易溶于水的亲水性部分和易溶于油的疏水性部分的化合物,可以定义为有助于界面的表面张力高而彼此不易溶的流体的混合的化学物质。在本实施例中,表面活性剂也可以理解为乳化剂。
现有技术的化妆品为了将水和油基底的内相流体和外相流体混合而需要表面活性剂。但是,根据本发明的一实施例,可以提供能够混合内相流体和外相流体而提供瞬间乳化的乳状液的通道部40,即使不添加表面活性剂也能够生成乳状液。具体地,通道部40可以从多个容器20接收流体而提供瞬间乳化的乳状液。
另外,在通道部40可以提供从各个容器210、220、230、240引入流体的引入部402、404、406、408。在此,引入部402、404、406、408可以理解为分别包括下述的内相流体注入口402、第一外相流体注入口404、第二外相流体注入口406、功能性流体注入口408中的一个以上。另外,在本实施例中,第一外相流体注入口404和第二外相流体注入口406作为分别引入储存于第一容器210和第四容器240的外相流体的引入口,第一外相流体注入口404和第二外相流体注入口406可以理解为包括于外相流体注入口的概念。例如,在仅第一容器210提供为储存外相流体的容器的情况下,第一外相流体注入口404可以理解为外相流体注入口。
本实施例的通道部40提供内相流体和外相流体能够通过形成在通道部40内部的流路并乳化的微细流体通道。通道部40的微细流体通道可以提供在板400内部,板400可以是平板形状。即,通道部40的微细流体通道位于平板形状的板400内部,从而微细流体通道可以在板400内部位于相同平面上。如此,通过使微细流体通道位于一个平面板上,能够使化妆品制备装置的尺寸小型化。
例如,形成在通道部40内部的微细流体通道的截面(流路的截面)可以是矩形,各边的长度可以是0.5mm至1mm之间。在微细流体通道(流路)具有圆形截面的情况下,直径的长度可以是0.5mm至1mm。如此在将通道部40内部的流路构成为微细流体通道的情况下,流体的流速加快,能够提高流体的混合和乳化效率。但是,微细流体通道的截面形状不限于如上的形式。本实施例的通道部40可以包括:内相流体注入口402,从第一容器210接收内相流体;第一外相流体注入口404,从第二容器220接收外相流体;汇合部410,从内相流体注入口402和第一外相流体注入口404提供的内相流体和外相流体汇合,生成乳化颗粒;混合区间420,从汇合部410延伸,包括形成为通过转换流体的行进方向而能够在流动中形成涡流的多个混合部421、422、423、424、425;颗粒尺寸调节部430,使从混合区间420引入的流体中含有的乳化颗粒的尺寸均匀。
在此,汇合部410、混合区间420和颗粒尺寸调节部430是微细流体通道,可以理解为流体能够移动的预定的连续流路,可以形成于板400内部。这样的微细流体通道在流体从容器20引入至通道部40时,能够起到增加与减小的截面积的比例相当的通道内部流速的作用。另外,在表面积小的板400内改变微细流体通道的形态,容易扩大两相(内相流体和外相流体)的接触面积或者增加接触时间。另外,相比于宏观环境,微细流体通道的表面张力的支配力显著大,因此能够牢固地制造乳化颗粒的界面膜。
另外,通道部40可以包括:第一连接流路403,连接内相流体注入口402和汇合部410;第二连接流路405,连接第一外相流体注入口404和汇合部410。在这种情况下,第一连接流路403和第二连接流路405之间的角度(θ)可以是80°~100°。
在内相流体和外相流体以如上角度在汇合部410中相遇的情况下,可以从进入混合区间420之前开始,切断内相流体的一部分。这能够有利地作用于形成乳化颗粒而有助于乳状液的形成。
另外,在汇合部410中汇合的内相流体和外相立体可以引入至混合区间420的起始流路429。
作为一例,第一连接流路403与起始流路429之间的角度和第二连接流路405与起始流路429之间的角度可以构成135°。
另外,通道部40可以包括:功能性流体注入口408,从第三容器230接收功能性流体;第二外相流体注入口406,从第四容器240接收外相流体。另外,通道部40可以包括连接功能性流体注入口408和汇合部410的第三连接流路409,包括连接第二外相流体注入口406和汇合部410的第四连接流路407。这些结构可以根据第三容器230和第四容器240的提供与否而选择性地提供。
第三连接流路409和第二连接流路405之间的角度可以是80°~100°。另外,在将功能性流体注入口408形成为与内相流体注入口402相邻的情况下,可以使第三连接流路409和第一连接流路403之间的角度是80°~100°。
另外,在将储存功能性流体的第三容器230和储存又一外相流体的第四容器240全部提供的情况下,第一连接流路403、第二连接流路405、第三连接流路409和第四连接流路407可以布置为具有相同的角度。
另一方面,在本实施例中举例了各个流路全部在一处汇合,但是根据实施例,各个流体汇合之处也可以不同地提供。即,汇合部410也可以构成为具有多个汇合点。
另外,板400可以提供为透明的,以能够看见在通道部40中流动的流体。
混合区间420可以从汇合部410延伸,包括形成为通过转换流体的行进方向而能够在流动中形成涡流的多个混合部421、422、423、424、425。
混合部421、422、423、424、425是通过转换流体的行进方向,作为一例基于流路的流体的旋转方向而能够在流动中形成涡流(vortex)的流路。一个混合部可以理解为具有一个或多个旋转方向转换路径。为此,混合部421、422、423、424、425可以具备弯折部、弯曲部、旋转部等,以能够转换流体的行进方向。尤其,在混合部421、422、423、424、425形成为能够使流体向一方向或者两方向旋转的情况下,在流体的流动中形成涡流的同时,对流体施加离心力,因此通过混合部421、422、423、424、425的流体能够在混合的同时乳化。
具体地,在混合部421、422、423、424、425中产生的涡流对混合的各个流体赋予复杂的移动,相对更多量提供的外相流体的移动支配涡流内部中的流动。这样的外相流体的移动可以作用为使相对更少量的内相流体的流动更细或者切断内相流体流动的形式。这种作用可以在各个混合部421、422、423、424、425中全部发生,为了如本实施例那样在板形状的通道部40中实现作为化妆品使用的水平的合适的乳化,优选通过3个以上涡流发生区间。
在本发明的一实施例中,混合部可以是3个以上。在本发明的一实施例中,混合部例示了5个(第一混合部421、第二混合部422、第三混合部423、第四混合部424、第五混合部425)。在此,通过第一混合部421、第二混合部422、第三混合部423,可以实现能够用作化妆品水平为止的乳化,第四混合部424和第五混合部425实现附加乳化和混合,可以作为确定向使用者提供的剂型质量的要素使用。即,根据需要,第三混合部423之后的混合部可以选择性地提供。
在本实施例中,混合部421、422、423、424、425可以布置在汇合部410的外侧缘边。即,当从上侧观察形成通道部40的板时,即当从如图5的视角观察时,混合部421、422、423、424、425可以布置为围绕汇合部410的形式。换句话说,混合部421、422、423、424、425可以布置在汇合部410和板400的缘边之间区域。如此,通过将混合部421、422、423、424、425布置在与板400的缘边相邻的区域,能够使混合区间420的微细流体通道长度足够长,即使在小尺寸的板内也能够发生充分的乳化作用。基于此,化妆品制备装置1能够实现为对携带无负担的小尺寸。
多个混合部421、422、423、424、425可以从与汇合部410连接的上游侧至连接于颗粒尺寸调节部430的下游侧依次布置有第一混合部421、第二混合部422、第三混合部423、第四混合部424和第五混合部425。具体地,混合部421、422、423、424、425可以布置为以汇合部410为中心整体沿一方向(在本实施例中顺时针方向)旋转的形式。在此,第一混合部421和第三混合部423可以以汇合部410为基准布置于两侧,第二混合部422可以连接第一混合部421和第三混合部423,布置于汇合部410的一侧(图5的右侧)。第四混合部424和第五混合部425可以以汇合部410为基准与第二混合部422相对布置。在此,第一混合部421、第二混合部422、第三混合部423可以以汇合部410为基准布置于相同距离。
经过混合区间420的流体可以在从第一混合部421向第五混合部425侧行进的同时进行乳化。
具体地,在汇合部410中与外相流体混合的内相流体可以在经过第一混合部421的同时基于涡流的形成而变细或被切断。这样的过程可以在经过位于下游的混合部421、422、423、424、425的同时反复,最终形成被切细的内相流体稳定地存在于外相流体内的乳状液。
在本实施例中,举例说明了第一混合部421构成为使进入的流体沿一方向(在本实施例中附图中的顺时针方向)旋转后,再沿其它方向(在本实施例中附图中的逆时针方向)旋转。
具体地,第一混合部421可以包括:第一旋转路径4211,引导流体向一方向旋转;第二旋转路径4212,引导向一方向旋转的流体向其它方向旋转;方向转换路径4213,在第一旋转路径4211和第二旋转路径4212之间改变流体的旋转方向。
通过基于这样的第一混合部421,内相流体和外相流体沿着第一旋转路径4211移动,向一方向旋转,在方向转换路径4213中转换旋转方向后,再次向其它方向旋转,有效地产生涡流。通过基于如此产生的涡流的外相流体的流体力,内相流体可以被切断、乳化、混合。
另外,第一混合部421可以还包括:涡流促进路径4214,用于在第一旋转路径4211的上游侧或者所述第二旋转路径4212的下游侧促进涡流的形成。涡流促进路径4214可以理解为使直行的流动旋转而在流动中赋予不规则性,或者使旋转的流动直行而在流动中赋予不规则性。如此通过还包括涡流促进路径4214,能够促进在第一混合部421中形成涡流,更容易地生成乳化颗粒。第二混合部422至第五混合部425可以也形成为与此相同的形状,省略详细说明。
图7是用于设计图1的涡流促进路径4214的示意图。
参照图7,若将混合部421、422、423、424、425中心部横向截断,则如图7所示以曲线左/右连接大的半圆结束的点。在这种情况下,产生d量的长度差异,为了消除这样的差异,通过还形成涡流促进路径4214,能够有效地充分利用在板400内的通道部的空间。
另外,在本实施例中举例说明了5个混合部421、422、423、424、425布置在通道部40上,但是混合部的数量和布置不限制本发明的构思。
如上所述,基于在混合部421、422、423、424、425中产生的涡流,内相流体的流动被外相流体切断,形成乳化颗粒。这样的混合部421、422、423、424、425彼此连续地布置,从而起到连续的乳化作用,即使在内相流体和外相流体中不包含表面活性剂,也能够生成适于用作化妆品的水平的乳状液。
另外,混合区间420可以布置于汇合部410的缘边和各个注入口402、404、406、408外侧。通过具有这样的混合区间420,能够增长流体移动的长度。即,即使板400的表面积提供为较小,也可以将混合区间420布置为能够有效地充分利用板400的整体表面积。例如,混合区间420的长度可以提供为大于板400的缘边的长度。
另外,位于板400内部的微细流体通道可以与板400的最外围角隔开5mm以上。在这种情况下,能够更完美地防止基于板400内部的微细流体通道的压力的乳状液的漏液。
另外,位于板400内部的微细流体通道之间的最小间隔可以是1mm以上。例如,相邻的微细流体通道的间隔可以是1mm或2mm。颗粒尺寸调节部430布置于混合区间420的下游侧。颗粒尺寸调节部430发挥使在混合区间420中以不均匀尺寸混合的流体(乳状液)形成为均匀尺寸的功能。在混合部421、422、423、424、425中生成的乳化颗粒可以基于呈现出不规则移动的涡流而具有不规则的尺寸,可以基于颗粒尺寸调节部430而具有均匀的尺寸。由此,能够提高在通道部40中最终生成的乳状液的质量,提高使用感。
颗粒尺寸调节部430可以包括:缩减部431,是混合区间420的混合流路426的幅度W1开始减小的部位;缩减维持部432,是恒定维持比混合流路426的幅度W1小的幅度W2部位;扩大部433,是缩减维持部432的幅度W2开始增加的部位;扩大维持部434,具有比混合流路426的幅度W1大的幅度W3。
在此,平均乳化颗粒的尺寸可以根据缩减维持部432的幅度W2而不同。即,缩减维持部432的幅度W2越小,可以形成越小的乳化颗粒。这样的颗粒尺寸调节部430可以理解为孔,根据实施例也可以省略缩减部431和扩大部433。
另外,乳化颗粒的平均尺寸可以根据储存于各容器210、220、230、240的流体的粘度、通道的截面积、通道的长度、颗粒尺寸调节部430的幅度W2等而调节。
另外,颗粒尺寸调节部430的缩减维持部432的幅度W2可以根据设定的乳化颗粒的尺寸而多样地提供。例如,颗粒尺寸调节部430的缩减维持部432的幅度W2可以是0.1mm至0.5mm。
另一方面,在颗粒尺寸调节部430的下游可以提供有从通道部40排出乳状液的排出口455。
最终向使用者提供乳状液的排出部456可以直接连接于排出口455。在本实施例中,排出部456可以直接连接于排出口455的下侧,为此形成通道部40的板的一部分也可以暴露于外部。
排出部456可以与在板400内部形成的微细流体通道构成80度至110度的角度。例如,排出部456可以与在板400内部形成的微细流体通道构成90度的角度。在这种情况下,可以在形成于板400内部的微细流体通道中形成的乳状液在微细流体通道的排出口455中向排出部456移动的同时,乳状液移动的方向突变。因此,能够减小从微细流体通道朝向排出部456出去的乳状液的流速。
另外,排出部456和储存部212之间的长度可以对应于使用者的手掌大小的1/2至1/4。例如,从排出部456到储存部212一侧之间的长度可以是10mm至70mm。通过具有这样的长度,使用者能够获得从排出部456下方排出的乳状液来使用。
另外,颗粒尺寸调节部430的长度也可以是与此对应的长度,是10mm至70mm。
另一方面,在本实施例中,形成于通道部40的流路(微细流体通道)可以实质上形成单层路径。单层路径可以理解为在流体的混合和乳化过程中,在各个流体的混合和乳化过程或者混合流体的乳化过程中,不牵涉流路的高度差异的路径。单层路径可以对应于如本实施例那样实现在单一的平面板上的汇合部410、混合区间420、颗粒尺寸调节部430等。根据实施例,形成通道部40的板可以提供多个,一部分流路可以在各个板分开。在这种情况下,流体的混合和乳化过程发生的各个部分也可以实现于相同的板,可以整体上作为单层路径发挥功能。例如,2个板上下堆叠,汇合部410和混合区间420的第三混合部423为止形成于下层的板,从第四混合部424到颗粒尺寸调节部430和排出口455形成于上层的板,从而整体形成一系列流路,可以使得在流体的混合和乳化过程中不牵涉流路的高度差异。在这种情况下,虽然工序单价可能上升,但是在需要在有限的空间构成混合和乳化装置的情况下,能够减小各个板的平面面积,因此具有能够更小地实现装置尺寸的优点。
在本发明的实施例中,通道部40和流体(内相流体和外相流体)的特性可以提供为雷诺数(Reynolds number,Re)为1以上,优选为10以上。
根据本发明的实施例,内相流体和外相流体可以提供为具有各种范围的粘度。由此,也可以确定通道部40能够承受的流体压力,作为一例,通道部40可以提供为承受具有8000cps的粘度的流体压力。
另外,下面,探讨本发明的一实施例的化妆品制备装置1的启动方法。
若使用者对壳体10的盖体110或者形成有通道部40的板400施加压力,则板400对各容器20的启动部30加压,从而将装在各容器20的溶液引入于通道部40。
引入于通道部40的内相流体和外相流体、选择性地提供的功能性流体在汇合部410中相遇而混合。之后,在汇合部410中开始混合和乳化的流体可以通过混合区间420,实现乳化,混合乳化颗粒。
在混合区间420中混合的流体通过颗粒尺寸调节部430而均匀地制成乳化颗粒。之后,经过通道部40的最终路径的排出口455而向外部排出。
另外,在本实施例中,将油和水作为内相流体和外相流体的示例进行了说明,但这是作为疏水性流体和亲水性流体的代表性示例进行说明,可以使用能够生成乳状液的任意的疏水性流体或者亲水性流体作为内相流体和外相流体。
以下,将对如上的化妆品制备装置1的作用和效果进行说明。
图6是示出使用图1的化妆品制备装置而制备的乳状液的乳化颗粒的显微镜照片。
具体地,图6是使用储存有作为以0.4%重量比含有色素的油的不含有表面活性剂的油基底的流体的第一容器210和储存有不包括表面活性剂的水基底的流体的第二容器220、第三容器230、第四容器240,通过本实施例的化妆品制备装置1生成的乳状液的试验例。
参照图6,可以确认到具有1mm至2mm直径的油颗粒没有表面活性剂地形成在水基底的流体内(O/W乳状液)。如此,根据本发明的实施例,即使不添加表面活性剂,内相流体和外相流体也能够基于通道部40被乳化而形成乳状液。
另外,通过布置混合区间420以能够有效地充分利用板400的整体面积,能够增长混合区间420的长度,即使在小尺寸的装置中也能够实现充分的乳化。
另外,通过将颗粒尺寸调节部430提供于混合区间420的下游侧,使排出的乳化颗粒的尺寸均匀且小,从而能够提高使用感。
另外,通道部40的微细流体通道的使用在窄的板400内多样地改变通道的形式,能够扩大两相(内相流体和外相流体)的接触表面积或增加接触时间,能够容易地进行乳化作用。
另外,通道部40的微细流体通道的表面张力的支配力显著大,能够使乳化颗粒的界面膜坚固。
另外,应用通道部40的微细流体通道的瞬间乳化系统的乳化颗粒的形成和实际使用为止的时间在几秒以内,因此仅通过少量的增稠剂或者没有增稠剂也能够具有充分的剂型稳定度。
另外,本发明的一实施例的携带用化妆品制备容器能够基于使用者的泵按压动作而没有表面活性剂地形成乳化颗粒,在制备的剂型的情况下,能够减小刺激、减小基于表面活性剂的原料析出危险、改善表面活性剂的黏稠。
另外,根据本发明的一实施例,多个容器20可装卸于壳体10,可以将装有使用者期望的流体的容器20结合于壳体10而使用。即,根据容器20的数量和包括在容器20内部的流体的种类,可以确定在通道部40中生成的乳状液的类型,即O/W乳状液或W/O乳状液。
另外,根据本发明的一实施例,通过将储存于容器20的化妆品原料在通道部40中瞬间剂型化而使用,能够提供可立即回应的匹配型化妆品。
另外,根据装在容器20的流体的种类、排出至通道部40的流体的比例,可以调节剂型的功效成分、使用感、含量比,从而能够制备适合于使用者的个人喜好的匹配型化妆品。
另外,将独立的泵部214、224、234、244应用于各容器210、220、230、240,能够调节在根据容器20的数量的通道部40排出的流体的量(化妆品原料的比例)。
以下,上述的化妆品制备装置的实施例的罗列。
项目1可以提供一种化妆品制备装置,其包括:壳体,形成外形;内相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的内相流体;外相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的外相流体;通道部,将从所述内相容器提供的所述内相流体和从所述外相容器提供的所述外相流体混合而生成乳状液;以及启动部,基于使用者的操作而提供在所述通道部中的乳状液的生成和排出所需要的外力,在所述启动部的工作下,比所述内相流体更多量的所述外相流体向所述通道部供应,所述通道部包括:内相流体注入口,从所述内相容器接收所述内相流体;外相流体注入口,从所述外相容器接收所述外相流体;汇合部,供从所述内相流体注入口提供的所述内相流体和从所述外相流体注入口提供的所述外相流体汇合;以及混合区间,从所述汇合部延伸,并包括多个混合部,所述混合部通过转换流体的行进方向而在流动中形成涡流从而生成乳化颗粒。
项目2可以提供项目1所述的化妆品制备装置,其中,所述内相容器和所述外相容器分别提供一个以上,在所述通道部提供有供流体从所述内相容器和所述外相容器流入的引入部,向所述引入部流入的流体被引导至所述汇合部而混合。
项目3可以提供项目1或2所述的化妆品制备装置,其中,在所述启动部的一次工作下,从所述外相容器排出的所述外相流体的排出量之和大于从所述内相容器排出的所述内相流体的排出量之和。
项目4可以提供项目1至3所述的化妆品制备装置,其中,所述化妆品制备装置还包括:功能性容器,提供于所述壳体的内侧,并储存功能性流体,所述通道部包括从所述功能性容器引入所述功能性流体的功能性流体注入口,向所述功能性流体注入口流入的所述功能性流体被引导至所述汇合部而与所述内相流体和所述外相流体混合。
项目5可以提供项目1至4所述的化妆品制备装置,其中,多个所述混合部以所述汇合部为中心布置于所述汇合部的缘边。
项目6可以提供项目1至5所述的化妆品制备装置,其中,所述通道部形成于一个或多个板内部,所述汇合部和所述混合区间提供为连续的单层路径。
项目7可以提供项目1至6所述的化妆品制备装置,其中,所述通道部形成于一个平板形状的板内部,所述汇合部和所述混合区间在所述板内部位于相同平面上。
项目8可以提供项目1至7所述的化妆品制备装置,其中,所述混合部包括:第一旋转路径,引导进入的流体向一方向旋转;第二旋转路径,引导向所述一方向旋转的流体向其它方向旋转;以及方向转换路径,在所述第一旋转路径和所述第二旋转路径之间改变流体的旋转方向。
项目9可以提供项目1至8所述的化妆品制备装置,其中,所述混合部还包括:涡流促进路径,用于促进在所述第一旋转路径的上游侧或者所述第二旋转路径的下游侧形成涡流。
项目10可以提供项目1至9所述的化妆品制备装置,其中,所述混合部提供3个以上。
项目11可以提供项目1至10所述的化妆品制备装置,其中,所述混合区间包括:第一混合部,与所述汇合部连接;第三混合部,以所述汇合部为基准位于所述第一混合部的相反侧;以及第二混合部,位于所述第一混合部和所述第三混合部之间。
项目12可以提供项目1至11所述的化妆品制备装置,其中,所述混合区间还包括:第四混合部和第五混合部,以经过所述第一混合部、所述第三混合部以及所述汇合部的虚拟直线为基准,位于所述第二混合部的相反侧。
项目13可以提供项目1至12所述的化妆品制备装置,其中,所述通道部还包括:颗粒尺寸调节部,减小从所述混合区间提供的流体中含有的所述乳化颗粒的尺寸。
项目14可以提供项目1至13所述的化妆品制备装置,其中,所述颗粒尺寸调节部包括:缩减维持部,具有比所述混合区间的混合流路的幅度小的幅度。
项目15可以提供项目1至14所述的化妆品制备装置,其中,所述颗粒尺寸调节部包括:扩大维持部,布置于所述缩减维持部的后端,并具有比所述混合区间的混合流路的幅度大的幅度。
项目16可以提供项目1至15所述的化妆品制备装置,其中,排出所述乳状液的排出部直接连接于在所述通道部形成的排出口。
以上虽然将本发明的实施例的化妆品制备装置1作为具体的实施形式进行了说明,但是这仅是例示,本发明不限于此,应该解释为涵盖基于说明书中公开的基础构思的最大范围。本领域技术人员可以将公开的实施方式进行组合、替换并实施未示出的形状的模型,但是这也没有超出本发明的范围。此外,本领域技术人员基于本说明书可以将公开的实施方式容易地进行变更或变形,这样的变更或变形也明显属于本发明的权利范围。
Claims (16)
1.一种化妆品制备装置,包括:
壳体,形成外形;
内相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的内相流体;
外相容器,提供于所述壳体的内侧,并储存未含有表面活性剂的外相流体;
通道部,将从所述内相容器提供的所述内相流体和从所述外相容器提供的所述外相流体混合而生成乳状液;以及
启动部,基于使用者的操作而提供在所述通道部中的乳状液的生成和排出所需要的外力,
在所述启动部的工作下,比所述内相流体更多量的所述外相流体向所述通道部供应,
所述通道部包括:
内相流体注入口,从所述内相容器接收所述内相流体;
外相流体注入口,从所述外相容器接收所述外相流体;
汇合部,供从所述内相流体注入口提供的所述内相流体和从所述外相流体注入口提供的所述外相流体汇合;以及
混合区间,从所述汇合部延伸,并包括多个混合部,所述混合部通过转换流体的行进方向而在流动中形成涡流从而生成乳化颗粒。
2.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述内相容器和所述外相容器分别提供一个以上,
在所述通道部提供有供流体从所述内相容器和所述外相容器流入的引入部,
向所述引入部流入的流体被引导至所述汇合部而混合。
3.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
在所述启动部的一次工作下,从所述外相容器排出的所述外相流体的排出量之和大于从所述内相容器排出的所述内相流体的排出量之和。
4.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述化妆品制备装置还包括:
功能性容器,提供于所述壳体的内侧,并储存功能性流体,
所述通道部包括从所述功能性容器引入所述功能性流体的功能性流体注入口,
向所述功能性流体注入口流入的所述功能性流体被引导至所述汇合部而与所述内相流体和所述外相流体混合。
5.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
多个所述混合部以所述汇合部为中心布置于所述汇合部的缘边。
6.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述通道部形成于一个或多个板内部,
所述汇合部和所述混合区间提供为连续的单层路径。
7.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述通道部形成于一个平板形状的板内部,
所述汇合部和所述混合区间在所述板内部位于相同平面上。
8.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述混合部包括:
第一旋转路径,引导进入的流体向一方向旋转;
第二旋转路径,引导向所述一方向旋转的流体向其它方向旋转;以及
方向转换路径,在所述第一旋转路径和所述第二旋转路径之间改变流体的旋转方向。
9.根据权利要求8所述的化妆品制备装置,其中,
所述混合部还包括:
涡流促进路径,用于促进在所述第一旋转路径的上游侧或者所述第二旋转路径的下游侧形成涡流。
10.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述混合部提供3个以上。
11.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述混合区间包括:
第一混合部,与所述汇合部连接;
第三混合部,以所述汇合部为基准位于所述第一混合部的相反侧;以及
第二混合部,位于所述第一混合部和所述第三混合部之间。
12.根据权利要求11所述的化妆品制备装置,其中,
所述混合区间还包括:
第四混合部和第五混合部,以经过所述第一混合部、所述第三混合部以及所述汇合部的虚拟直线为基准,位于所述第二混合部的相反侧。
13.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
所述通道部还包括:
颗粒尺寸调节部,减小从所述混合区间提供的流体中含有的所述乳化颗粒的尺寸。
14.根据权利要求13所述的化妆品制备装置,其中,
所述颗粒尺寸调节部包括:
缩减维持部,具有比所述混合区间的混合流路的幅度小的幅度。
15.根据权利要求14所述的化妆品制备装置,其中,
所述颗粒尺寸调节部包括:
扩大维持部,布置于所述缩减维持部的后端,并具有比所述混合区间的混合流路的幅度大的幅度。
16.根据权利要求1所述的化妆品制备装置,其中,
排出所述乳状液的排出部直接连接于在所述通道部形成的排出口。
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