JP7478539B2 - 瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法に関するものである。
流体の乳化技術とは、水とオイルのように互いに混ざらない２つの流体の一方の液体を小さな粒子として分散させて、他方の液体内に安定した状態で配置させる技術のことを意味する。このような乳化技術は、ローション、クリーム、エッセンス、マッサージクリーム、クレンジングクリーム、メイクアップベース、ファンデーション、アイライナー、マスカラなどの化粧品の製造分野で広範囲に使用されている。
具体的に、化粧品は、水のような親水性流体内にオイルのような疎水性流体を小さな粒子状で均一に分散させることにより調製されるＯ／Ｗ（Oil in Water）エマルション（emulsion、乳剤）、または疎水性流体内に親水性流体を小さな粒子状で均一に分散させることにより調製されるＷ／Ｏ（Water in Oil）エマルションを含み得る。このようなエマルションの調製過程では、生産性向上、製品品質向上などの目的から、界面活性剤や増粘剤が用いられる。また、化粧品としての効能を向上させるために、ビタミンなどの機能性原料がエマルションにさらに加え得る。
エマルションを生産するためには、微細粒子となって分散している内相流体と、微細粒子を包んでいる連続相である外相流体とを互いに適宜混合するべきであるが、化粧品製造社は特許文献１に開示のように、エマルションを予め大量に調製しておいて、製品化して販売している。
しかしながら、前記のような従来技術には次のような問題がある。
エマルションを含む化粧品は、製造された後、包装、輸送過程を経て、オンライン・オフライン売り場で販売されることによって、初めて消費者に用いられることとなる。つまり、エマルションの製造時期から実際の使用時期までに長い時間がかかる。市場においては、消費者の新鮮な化粧品に対する欲求が増加しているが、このような従来の製造、販売方法では消費者の欲求を満たすことができない。
また、消費者は、化粧品の本来の機能とは大きく関わりのない化学物質である界面活性剤や増粘剤などの付加的な物質が最小化された製品を好むが、製造から使用まで予想される長い間に製品の安定性を維持するためには、付加的な物質を一定レベル以上使用せざるを得ないという問題がある。
特に、化粧品の効能を向上させるための機能性原料の中には、ビタミン誘導体（ＡＡ２Ｇ、ＣＯＳ－ＶＣＥ－Ｋ）、ＥＲＰ（Essential Returning Pool）、ＥＧＣＧ（Epigallocatechingallate）等と酸度（ｐＨ）に敏感だったり、ビタミンＣのように水に分解されると時間の経過につれ製品の効能が劣ったり、変色、変臭される物質が多い。このような物質を、化粧品内に安定的に収容させるためには、化粧品を特定の条件下で生成するか、化粧品が特定の状態を有するようにしなければならないが、それに伴う副作用も発生し得るので、高機能性製品を作るのに限界がある。
例えば、ビタミン誘導体であるＡＡ２Ｇの場合、ｐＨ４以下において安定した状態を有するが、このような条件の化粧品は、粘度が低くなり長期的な剤形の安定性が低下するという問題があり、一部の敏感な肌を持つユーザーは刺激を感じる問題もある。また、ビタミンＣの場合、水との反応を遮断するためにポリオール（Polyol）に加温溶解してシリコン（Silicon）とＰ／Ｓ乳化粒子を形成する方法が用いられているが、Ｐ／Ｓ乳化粒子を有する化粧品はべたつく使用感のためユーザー満足度が高くないという問題がある。
すなわち、従来技術は、機能性原料が有するメリットがあるにもかかわらず、機能性原料を限定して用いらざるを得ないという限界がある。
韓国登録特許第１０－０２２２０００号
本発明の実施例は、前記のような問題を解決するために提案されたものであり、新鮮な化粧品使用に対する消費者の欲求を満たせる瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
また、製品の長期安定性を維持するために用いられる添加物の含有量を減らした化粧品を製造することができる瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
また、機能性原料の効能を十分に発揮できる化粧品を製造することができる瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面によると、外形を形成するハウジングと、前記ハウジングに提供され、瞬間乳化されたエマルションを前記ハウジングの外部に吐出するポンプと、前記ハウジングに提供され、内相流体を保存する第１容器と、前記ハウジングに提供され、機能性原料を含む機能性流体を保存する第２容器と、前記ハウジングに提供され、外相流体を保存する第３容器と、前記ハウジングに提供され、外相流体と内相流体と機能性流体との提供を受けエマルションを生成するチャンネル部と、前記チャンネル部で生成されたエマルションを前記ポンプに提供するチューブとを含み、前記チャンネル部は、内相流体と機能性流体とを混合して混合流体を生成する第１チャンネルと、前記第１チャンネルから提供される混合流体と外相流体とを混合してエマルションを生成する第２チャンネルとを含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとは、互いに積層されるように前記ハウジング内に配置される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１チャンネルが前記第２チャンネルよりも、前記第１容器と前記第２容器および前記第３容器へより近く配置される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１チャンネルが形成されている第１プレートと、前記第２チャンネルが形成されている第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートとを連結して、前記第１チャンネルで生成された混合流体を前記第２チャンネルに提供する連結流路とをさらに含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとは、同一平面上に配置される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１容器から前記第１チャンネルに内相流体を提供する第１流路と、前記第２容器から前記第１チャンネルに機能性流体を提供する第２流路と、前記第３容器から前記第２チャンネルに外相流体を提供する第３流路とをさらに含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第１チャンネルは、前記第１流路に連結される内相流体注入口と、前記第２流路に連結される機能性流体注入口と、前記内相流体注入口に提供された内相流体と前記機能性流体注入口に提供された機能性流体とが合流する第１合流部と、前記第１合流部で合流した内相流体と機能性流体とを一緒に流しながら混合流体を生成する混合部と、前記混合部で生成された混合流体を前記第２チャンネルに提供する第１吐出口とを含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記混合部は、流体の進行方向を転換させることによって、流動に渦流を形成できるように設けられる、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記混合部は、流入される流体が一方向に回転されるように案内する第１回転経路と、前記一方向に回転される流体が他の方向に回転されるように案内する第２回転経路と、前記第１回転経路と前記第２回転経路との間で流体の回転方向を変更する方向転換経路とを含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第２チャンネルは、前記第３流路に連結される外相流体注入口と、前記第１チャンネルから供給される混合流体が注入される混合流体注入口と、前記外相流体注入口に提供された外相流体と前記混合流体注入口に提供された混合流体とが合流する第２合流部と、前記第２合流部で合流した外相流体と混合流体とを乳化させエマルションを生成する乳化作用部と、前記乳化作用部で生成されたエマルションを前記チューブに提供する第２吐出口へ案内する排出経路とを含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記乳化作用部は、外相流体が混合流体の流れを切って混合流体が粒子の状態で外相流体内に分散されるように構成される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記乳化作用部は、前記第２合流部の後流に配置されているオリフィスである、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記機能性流体はビタミン誘導体を含み、前記ビタミン誘導体が安定した状態を有し得る酸度を有し、前記内相流体は前記機能性流体を中和させられる酸度を有する水溶液であり、前記機能性流体は前記第１チャンネルで前記内相流体と混合され中和される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記機能性流体はビタミンＣが溶解されているポリオールであり、前記内相流体は水であり、前記機能性流体は前記第１チャンネルで前記内相流体と混合され水和される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、増粘剤を保存する第４容器と、前記第２チャンネルで生成されたエマルションと前記第４容器から提供される増粘剤とを混合する第３チャンネルとをさらに含み、前記チューブは前記第３チャンネルに連結され、増粘剤が混合されたエマルションを前記ポンプに提供する、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記第３チャンネルは、前記第２チャンネルから提供されるエマルションが注入されるエマルション注入口と、増粘剤が注入される増粘剤注入口と、前記エマルション注入口に提供されたエマルションと前記増粘剤注入口に提供された増粘剤とが合流する第３合流部と、前記第３合流部で合流したエマルションと増粘剤とを一緒に流しながら混ざり合うようにする増粘剤混合部と、前記チューブに連結され増粘剤が混じったエマルションを吐出する第３吐出口とを含む、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
また、前記ポンプの操作により発生する圧力によって、内相流体と機能性流体と外相流体とが前記チャンネル部に供給されてエマルションが生成され、生成されたエマルションが前記チューブを介して前記ポンプに供給される、瞬間乳化化粧品製造装置が提供され得る。
本発明の一側面によると、ユーザーにより、ハウジングに提供されているポンプが操作される段階と、前記ポンプの操作により、前記ハウジングに提供された第１容器から排出される内相流体と前記ハウジングに提供された第２容器から排出される機能性流体とが、第１チャンネルで互いに混合され混合流体が生成される段階と、前記第１チャンネルで生成された混合流体と第３容器から排出される外相流体とが、第２チャンネルで互いに混合され瞬間乳化されることによりエマルションが生成される段階と、前記第２チャンネルで生成されたエマルションが、前記ポンプに連結されているチューブを介して前記ポンプに提供される段階とを含む、瞬間乳化化粧品製造方法が提供され得る。
本発明の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法は、新鮮な化粧品使用に対する消費者の欲求を満たせるというメリットがある。
また、製品の長期安定性を維持するために用いられる添加物の含有量を減らした化粧品を提供できるという効果がある。
また、機能性原料の効能を十分に発揮できる化粧品を提供することができるというメリットがある。
図１は、本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１におけるチャンネル部を示す図である。 図３は、図２における第１チャンネルおよび第２チャンネルの平断面図である。 図４は、本発明の他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置のチャンネル部を示す図である。 図５は、本発明のまた他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置の構成を概略的に示す斜視図である。
以下では、本発明の具体的な実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明を説明するに当たって、関連する公知の構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にし得ると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
図１は、本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は図１におけるチャンネル部を示す図であり、図３は図２における第１チャンネルおよび第２チャンネルの平断面図である。
図１～図３を参照すると、本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置１は、ユーザーが求める瞬間に化粧料を生成してユーザーに提供することができる。
本実施例において「瞬間乳化」とは、数秒以内に外相流体に内相流体を乳化させ、一定時間の間乳化された状態を維持できるようにすることと理解され得る。つまり、瞬間乳化化粧品製造装置１とは、数秒以内に複数の原料を瞬間乳化させて、ユーザーに即座に供給する装置のことを意味する。
具体的に、本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置１は、外形を形成するハウジング１０と、ハウジング１０に提供されユーザーの操作によって瞬間乳化されたエマルションをハウジング１０の外部に吐出するポンプＰと、ハウジング１０に提供され内相流体を保存する第１容器２０と、ハウジング１０に提供され機能性原料を含む機能性流体を保存する第２容器３０と、ハウジング１０に提供され外相流体を保存する第３容器４０と、ハウジング１０に提供され外相流体と内相流体と機能性流体との提供を受けてエマルションを生成するチャンネル部１００と、チャンネル部１００で生成されたエマルションをポンプＰに提供するチューブ６０とを含み得る。以下の説明において、機能性原料は、化粧品成分のうち機能の向上を目的に含まれる原料として、特に法的に機能性許可を受けた原料として理解され得る。また、機能性流体は、機能性原料が溶解されているか、含まれている流体のことを意味するものと理解され得る。
ハウジング１０は、第１容器２０、第２容器３０、第３容器４０、チャンネル部１００を内側に収容できる所定の形状に形成され得、本実施例では円筒状に形成されることを例に挙げて図示したが、本発明の思想はこれに限定されない。
ポンプＰは、流体を容器２０、３０、４０から排出させ瞬間乳化した後、ハウジング１０の外側に形成されている吐出口を介して吐出させるエネルギーを提供する手段として、ハウジング１０の一側に配置されるが、ユーザーが操作できる操作部はハウジング１０の外側に露出され、混合液を外部に吐出するための連結部はハウジング１０内部に提供され得る。ポンプＰによって形成される圧力によって、第１容器２０、第２容器３０、および第３容器４０に収容されていた原料がチャンネル部１００で提供され、チャンネル部１００に供給された原料が所定の経路に沿って移動して瞬間乳化された後、チューブ６０を介してポンプＰに吐出され得る。そのために、ポンプＰからそれぞれの容器２０、３０、４０までには、互いに連通する一連の流路を形成し得る。
本実施例においてポンプＰは、ハウジング１０の外部に露出されて化粧料を排出する吐出部を含む構成であるものを例に挙げて説明するが、これは一例に過ぎず、本発明の思想はこれに限定されない。例えば、吐出部はポンプＰとは別に提供され、ポンプＰは容器２０、３０、４０から吐出部まで連結される一連の流路のいずれか任意のポイントに連結され圧力を提供することもできる。
本実施例では、ポンプＰとして、ユーザーが操作部を押して離す動作によりハウジング１０内部の流体の移動経路上に陰圧がかかるようにする押圧式のポンプを例として示した。この場合、ポンプＰにより形成される単一方向への圧力によって、容器２０、３０、４０からの原料吐出と、チャンネル部１００内における移動と化粧料の吐出とがいずれも実現できるので、装置の構成を簡単にできるというメリットがある。
しかし、本発明の思想はこれに限定されず、ポンプＰとして様々な方式のポンプが使用され得る。例えば、無動力ポンプとしては、ボタンスプリング（button-spring）ポンプ、シリンジ（syringe）ポンプ、チューブ（flexible tube）ポンプ、ギア（gear）ポンプ、多孔質（porous）ポンプ、ねじ（thread inserting）ポンプなどが用いられるか、吐出口に、オリフィス（orifice）、ローラーボール（rollerball）、ペンシル（pencil）等を適用して、毛細管現象（capillary action）によって流体を吸収したり吐出したりするポンプが適用され得る。また、動力ポンプとしては、電気、振動、音波、圧電物質（piezoelectric material）を制御して流体を吸収したり吐出したりするポンプが適用され得る。
第１容器２０と第２容器３０および第３容器４０は、ハウジング１０の内側に収容されたり、ハウジング１０の外側に付着されたり、交換可能な形状で提供され得、本実施例では、第１容器２０と第２容器３０および第３容器４０が一つの円筒形容器内にバリアＢによって区画され提供されることを例に挙げて示している。この際、乳化粒子が形成されるためには、通常、内相流体に対する外相流体の注入比が同じかより高ければならないが、例えば、外相流体の注入量は内相流体の注入量の１倍～３０倍であり得、それに対応するように外相流体を保存する第３容器４０が他の容器に比べて、より大きい体積を有するように形成され得る。
第１容器２０には、内相流体をチャンネル部１００に提供する第１流路２２が連結され、第２容器３０には、機能性流体をチャンネル部１００に提供する第２流路３２が連結され、第３容器４０には、外相流体をチャンネル部１００に提供する第３流路４２が連結される。この際、第１流路２２と第２流路３２とは、ポンプＰによって加えられる圧力によって内相流体と機能性流体とが同時にチャンネル部１００、具体的に、第１チャンネル１１０に伝達できる長さと直径とを有し得る。また、第３流路４２は、内相流体と機能性流体とが第１チャンネル１１０で混合された後、第２チャンネル１２０に提供され移動する際、外相流体が第２チャンネル１２０に伝達できる長さと直径とを有し得る。一例として、第３流路４２は、同一圧力が加えられた時、外相流体がより遅くチャンネル部１００に到達できるように、第１流路２２および第２流路３２よりも長い長さを有し得る。なお、第１流路２２と第２流路３２と第３流路４２とは、それぞれエマルションの原料をチャンネル部１００に供給するものとして、供給流路と称し得る。
さらに、各々の容器２０、３０、４０と流路２２、３２、４２の連結部位には、ポンプＰの圧力が作用するときにのみ流路２２、３２、４２に内容物が吐出できるように、弁のような開閉制御手段が提供され得る。
チャンネル部１００は、第１流路２２と第２流路３２を介して提供される内相流体と機能性流体とを混合して混合流体を生成する第１チャンネル１１０と、第１チャンネル１１０から提供される混合流体と第３流路４２を介して提供される外相流体とを混合してエマルションを生成する第２チャンネル１２０とを含み得る。なお、第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０は、マイクロ流体チャンネルとして理解され得る。
第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０は、チャンネル内部に流入した流体が移動できる所定の流路として理解され得、本実施例のようにハウジング１０の内部に収容されるプレート１２、１４内部に形成され得る。しかし、第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０の提供方法はこれに限定されず、実施例によって第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０は、流路を形成する一体型に形成された管体でもあり得、流路を含む複数の部品が互いに組み立てられ形成されたものでもあり得る。
本実施例においては、図に示すように、ハウジング１０内に提供される第１プレート１２に第１チャンネル１１０が形成され、第２プレート１４に第２チャンネル１２０が形成されることを例に挙げて説明する。具体的に、第１プレート１２と第２プレート１４とは、ハウジング１０の内側に、互いに積層される形状で配置され得、第１プレート１２が上側に配置され、第２プレート１４が第１プレート１２から下側に配置され得る。すなわち、第１チャンネル１１０が第２チャンネル１２０よりも容器２０、３０、４０へより近く配置され得る。これによって、さらに簡単な構造で第３流路４２が、第１流路２２および第２流路３２よりさらに長い長さを有するようにすることができる。また、第１プレート１２と第２プレート１４とを積層構造で形成することにより、ハウジング１０内の空間活用度を高められるので、全体として製品のサイズを小型化することができる。
一方、第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０は、流体がスムーズに流れるように流体の流入ポイントが吐出ポイントよりも高く位置するように形成され得る。そのために、第１プレート１２と第２プレート１４とは、流体の進行方向に向かって傾斜するように提供されても良い。
また、本実施例では、第１プレート１２と第２プレート１４が上下方向に所定距離をもって離隔され、第１プレート１２で生成された混合流体を第２プレート１４に伝達するために、連結流路１３が第１プレート１２と第２プレート１４との間に提供されることを例に挙げて説明するが、本発明の思想はこれに限定されない。例えば、第１プレート１２と第２プレート１４とは、互いに接触するように配置されることもあり、一つのプレート内部に第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０とが上下に配置されることもあり得る。この場合、連結流路１３は、プレートの内部に提供され、実質的に第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０とを連通させる流路であり得る。
第１チャンネル１１０が提供される第１プレート１２には第１流路２２と第２流路３２とが連結され、第２チャンネル１２０が提供される第２プレート１４には第３流路４２とチューブ６０とが連結され、第３流路４２とチューブ６０とは、第１プレート１２を通過して第２プレート１４側に延長され得る。そのために、第１プレート１２には、第３流路通過ホールＨ１とチューブ通過ホールＨ２とが形成され得る。
一方、第１プレート１２と第２プレート１４は、それぞれ上部構造物と下部構造物とに分けて成形された後、互いに結合されることによって、第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０とが形成されるようにすることができ、ハウジング１０の内側に所定の固定手段によって固定され得る。
第１チャンネル１１０は、第１容器２０から第１流路２２に沿って供給される内相流体と、第２容器３０から第２流路３２に沿って供給される機能性流体とを撹拌して混合流体を生成する。具体的に、第１チャンネル１１０は、第１流路２２に連結される内相流体注入口１１１と、第２流路３２に連結される機能性流体注入口１１３と、内相流体注入口１１１に提供された内相流体と機能性流体注入口１１３に提供された機能性流体とが合流する第１合流部１１５と、第１合流部１１５で合流した内相流体と機能性流体とを一緒に流しながら混合流体を生成する混合部１１７と、連結流路１３に連結され混合流体を第２チャンネル１２０に提供する第１吐出口１１９とを含み得る。前述のように、内相流体と機能性流体とは、ポンプＰで形成された圧力によって容器２０、３０から排出され、第１チャンネル１１０を通過した後、第２チャンネル１２０に移動され得る。
内相流体注入口１１１と機能性流体注入口１１３とは、第１合流部１１５を中心に互いに対向するように配置され得、これにより第１合流部１１５を中心に「Ｔ」字型の流路が形成され得る。第１合流部１１５で接触された内相流体と機能性流体とは、互いに十分混合していない状態で直線流路に沿って混合部１１７に流入され得る。
混合部１１７は、流体の進行方向を転換させることにより、流動に渦流（vortex）を形成し得る流路である。そのために、混合部１１７は、流体の進行方向が転換されるように切曲部、屈曲部、回転部などを備えることができる。特に、混合部１１７が流体を一方向または両方向に回転させられるように形成されると、流体の流れに渦流が形成されるとともに、流体に遠心力が加わるので、混合部１１７を通過する流体は十分に混ざり合えるようになる。
本実施例では、混合部１１７が流入される流体を一方向（図面基準反時計回り）に回転させた後、さらに他方向（図面基準時計回り）に回転させるように構成されることを例に挙げて説明する。具体的に、混合部１１７は、流体が一方向に回転するように案内する第１回転経路１１７１と、一方向に回転される流体が他方向に回転されるように案内する第２回転経路１１７２と、第１回転経路１１７１と第２回転経路１１７２との間で流体の回転方向を変更する方向転換経路１１７３とを含み得る。第１合流部１１５で互いに接触され十分に混合されていない状態の内相流体と機能性流体とは、第１回転経路１１７１に沿って移動し一方向に回転して混合され、方向転換経路１１７３で回転方向が転換された後、さらに他方向に回転され混合されるので、内相流体と機能性流体とは活発に混合され得る。
このような混合部１１７は、複数が連続的に配置され、内相流体と機能性流体とが十分に混ざり合えるようにし得る。本実施例では、混合部１１７が第１チャンネル１１０上に４個が連続して配置されることを例に挙げて示しているが、混合部１１７の数および配置は本発明の思想を制限しない。
一方、本実施例では、混合部１１７が流体の進行方向を転換させ渦流を形成することにより混合を促進させることを例に挙げて説明したが、流体を混合させる方法はこれに限定されず、２つの流体を積層されるようにして接触面積を増やす方法、電界を適用する方法、音波を利用する方法、その外にもマイクロ流体チャンネル内で撹拌させられる等、さまざまな方法が使用され得る。
混合部１１７を通過する際、内相流体と機能性流体とは十分に混ざり合うようになり、このように混合された流体を本実施例では混合流体と言う。混合流体は、第１吐出口１１９に移動され、連結流路１３を介して第２チャンネル１２０に提供される。
第２チャンネル１２０は、第１チャンネル１１０から連結流路１３に沿って供給される混合流体と、第３容器４０から第３流路４２に沿って供給される外相流体とを撹拌して、乳化物質であるエマルションを生成する。なお、内相流体を含んでいる混合流体と外相流体とは、第２チャンネル１２０を通過する非常に短い間に乳化されエマルションとなり得る。つまり、混合流体と外相流体が瞬間乳化される。この際、混合流体は、第２チャンネル１２０における瞬間乳化によって内相流体と機能性流体とが混合された状態のまま外相流体内に粒子状態で分散され得る。前述のように、混合流体と外相流体とは、ポンプＰで形成された圧力によって第１チャンネル１１０から第２チャンネル１２０に流入され、第２チャンネル１２０を通過してチューブ６０に移動され得る。
第２チャンネル１２０は、第３流路４２に連結される外相流体注入口１２１と、連結流路１３に連結され第１チャンネル１１０から供給される混合流体が注入される混合流体注入口１２２と、外相流体と混合流体とが合流する第２合流部１２３と、第２合流部１２３で合流した外相流体と混合流体とを乳化させてエマルションを生成する乳化作用部１２６と、エマルションをチューブ６０に連結された第２吐出口１２８に案内する排出経路１２７とを含み得る。
外相流体注入口１２１を介して第２チャンネル１２０に流入された外相流体は、両側に分枝された外相流体移動経路１２４に沿って第２合流部１２３に案内され、混合流体注入口１２２を介して第２チャンネル１２０に流入した混合流体は、単一の混合流体移動経路１２５に沿って第２合流部１２３に案内され得る。この際、第２合流部１２３に流入される混合流体の流動方向および乳化作用部１２６への移動方向と、第２合流部１２３に流入される外相流体の流動方向とは、互いに垂直であり得、一方向（図３基準左方向）に移動される混合流体の両側（図３基準上側と下側）から外相流体が流入して混合流体に合流され得る。つまり、第２合流部１２３を中心に、混合流体移動経路１２５と乳化作用部１２６と外相流体移動経路１２４とは、「＋」字型であり得る。これにより、混合流体の流動は進行方向の両方向から力を受けることになり、その結果流動が細くなって、乳化作用部１２６における乳化作用がより容易に行われる。
乳化作用部１２６は、外相流体が混合流体の流れを切って、混合流体が粒子の状態で外相流体内に分散されるようにするものであり、本実施例では第２合流部１２３の後流に配置され、流体の進行方向に幅が狭くなるオリフィスが乳化作用部１２６として提供されることを例に挙げて説明する。例えば、乳化作用部１２６はオリフィスであって、混合流体移動経路１２５および排出経路１２７よりも小さい幅を有するように形成され得る。
外相流体は、相対的に狭い幅を有するオリフィスを通る間、オリフィスの内側に狭くなる方向（垂直方向）と流体の流れ方向（水平方向）との合力方向（オリフィスの中心側に集まる対角方向）に、混合流体にせん断力を作用させる。この力とオリフィス入口のコーナー部の幾何学的形状により混合流体の移動流れは切られるようになり、粒子形状になる。互いに混ざらない２つの流体が界面の不安定な状態でオリフィスを通過する際に毛細管不安定（capillary instability）が増加し、オリフィスがあるチャンネルは、それがないチャンネルに比べて小さいエネルギーでも混合流体の流れを切ることができる。切られた混合流体は、安定した状態を維持しようと、球状になって外相流体内に分散される。
本実施例におけるようなオリフィスを用いた乳化方法は、Ｆｌｏｗ－ｆｏｃｕｓｉｎｇ方式の乳化と言え、これは互いに異なる相の流体が同じ方向に流れるようにし、合流部にオリフィスを位置させることにより、外相流体が内相流体の流れを切られるようにしたことである（Flow-Focusing）。このように、オリフィスを利用すれば、外相流体の流れがオリフィス内側の対角方向に変わり、混合流体にさらに強いせん断力を伝えることができ、それによって乳化粒子がより容易に形成されると同時に、一定の大きさの乳化粒子が形成され得る。
その外にも乳化作用部１２６として様々な実施例が適用され得る。例えば、互いに異なる相の流体を同じ方向に移動させながら乳化させる方法（Co-Flow方式）、互いに異なる相の流体が交差できるように移動させながら乳化させる方法（Cross-Flow方式）、合流部への外相流体の流入口と内相流体の流入口のアスペクト比を大きくしたり、低く調節したりすることにより、合流部において乳化粒子を形成する方法（Step Emulsification方式）、内相流体または二相の混合流体を膜（Membrane）の穴に通過させ乳化粒子を形成する方法（Membrane Emulsification方式）が利用され得る。
また、乳化作用部１２６は、動力源を利用することもできる。例えば、電界（Electrical control）、磁場（Magnetic control）、遠心力（Centrifugal control）、レーザー（Optical control）、振動機（Vibration control）、圧電体（Piezoelectric control）のいずれか、またはそれ以上を用いて乳化粒子を形成する方法のチャンネルが利用され得る。
また、乳化作用部１２６は、流体の粘度、界面張力、濡れ性を変化させて乳化粒子を形成することもでき、例えば、電気粘性流体（Electrorheological Fluids：ＥＲ流体）または磁気粘性流体（MagnetorheologicalFluids：ＭＲ流体）、感光性流体（Photo-sensitive Fluids）が適用され得る。
乳化作用部１２６で形成されたエマルションは、排出経路１２７を通過して安定することができ、エマルション吐出口１２６を介してチューブ６０に伝達され得る。なお、排出経路１２７の内壁は、外相流体の親水度に対応する性質を有するように提供され得る。この場合、エマルションの外相をなす外相流体は排出経路１２７の内壁側に引き寄せられるようになり、相対的に混合流体は排出経路１２７の内壁側から離れるようになるので、エマルションの状態が安定して保持されて移動され得る。例えば、外相流体がオイルである場合は、排出経路１２７の内壁は疎水性物質や疎水性フィルムでコーティングされ得、外相流体が水である場合は、親水性物質や親水性フィルムでコーティングされ得る。なお、親水性物質や親水性フィルムとしては、水との接触角が０～５０度の素材が用いられ、疎水性物質や疎水性フィルムとしては、水との接触角が７０度～１２０度の素材が用いられる。
実施例によっては、排出経路１２７のみならず、乳化作用部１２６および第２チャンネル１２０の他の構成も、外相流体の親水度に対応する性質を有するように形成されることもあり得る。
従来は、外箱流体と内相流体の界面張力が高くて容易に混ざり合わないため、過量の界面活性剤（１％～５％）などを使用せずには、乳化粒子を形成して維持することが非常に難しかった。しかし、本実施例によれば、極小の特性長さ（ミリメートル以下）を有する第２チャンネル１２０で表面力（surface force）が流体に与える影響が体積力（body force）に比べてはるかに大きいので、界面活性剤等を使用しないか、または最小量の添加で速やかに乳化作用が行われるというメリットがある。また、容易に混ざり合わない２つの流体のいずれかの流体が他の流体の流れを切って乳化粒子を形成するようになる原理も、界面活性剤を減らす助けとなる。
一方、本実施例では、乳化作用部１２６が第２合流部１２３の後流側に提供されることを例に挙げて説明したが、実施例によって、乳化作用部１２６は第２合流部１２３を形成する周辺構成であるか、第２合流部１２３と実質的に同一であっても良い。例えば、混合流体は直線で流れる外相流体に所定の角度で供給され、混合流体移動経路と外相流体移動経路とが会うところの幾何学的な形状によって切られ、外相流体内に分散されることもあり得るが、この場合は、混合流体移動経路と外相流体移動経路とが会うところ（例えば、両経路が会うコーナー部）が乳化作用部として機能する。
また、本実施例では、乳化作用部１２６の後流に排出経路１２７が別途提供されることを例に挙げて説明したが、実施例によっては、排出経路１２７が省略されるか、乳化作用部１２６と連続的に形成されその境界が特定できないこともあり得る。
チューブ６０は、エマルションをポンプＰに提供してエマルションが最終的にポンプＰの吐出口を介してユーザーに吐出できるようにし、チューブ６０を介して移動される乳化物質をユーザーが外部から確認できるように透明な材質で形成され得る。無論、そのためにチューブ６０に対応する領域のハウジング１０の一部も透明材質で形成され得る。
前述のように、ポンプＰからそれぞれの容器２０、３０、４０までは、互いに連通する一連の流路を形成するが、このような一連の流路は、チューブ６０、第２チャンネル１２０、連結流路１３、第１チャンネル１１０、および供給流路２２、３２、４２を含み得る。
ここで、ポンプＰの圧力、供給流路２２、３２、４２および連結流路１３の直径、長さ、第１チャンネル１１０と第２チャンネル１２０とを構成する各々の注入口、経路、吐出口等の幅、深さ、大きさ等は、ポンプＰの１回の操作によりユーザーが１回使用できる量の化粧料が生成されるように調節され得る。具体的に、１回使用できる化粧料の量を決めるためには、内相流体、外相流体、機能性流体の構成比が決定されるべきであり、それに合うように各々の構成要素の構造的特性が所定の計算式により設定され得る。また、第３流路４２は、第１チャンネル１１０で混合流体が生成された後、第２チャンネル１２０に供給され、第２合流部１２３に到達する時点で、外相流体が第２チャンネル１２０に供給され、第２合流部１２３に到達できるように構成され得る。
化粧品の１回の使用量は数ｍｌ程度なので、それぞれの容器２０、３０、４０から吐出される流体の量はそれよりも小さく設定され得、それに応じてチャンネル部１００を通過する時間も非常に短く設定され得るので、瞬間乳化がより容易に実現され得る。
一方、乳化粒子の大きさと含有量は、化粧品の品質を決定する重要な要素である。従来は、乳化物質の大きさと含有量を調節するために、乳化物質に添加される界面活性剤の量を調節する方法を用いていた。しかし、本実施例の場合は、チャンネル部１００、特に第２チャンネル１２０の構造的な要素と流体の流動条件とを調節することにより、乳化物の大きさと含有量を調節することができる。例えば、チャンネルの構造的な要素は、チャンネルの高さ、オリフィスの幅、各流体の注入口の幅等であり、流体の流動条件は、陰圧の強さ、流体の流量比、流体の粘度比等であり得る。なお、乳化粒子は、チャンネルの高さが低くなるほど、オリフィスの幅が狭くなるほど、陰圧の強さが強いほど、内相流体に対する外相流体の流量比が大きいほど、内相流体の粘度が外相流体に比べて高いほど、そのサイズが小さくなり、この逆の条件では乳化粒子の大きさが大きくなる。
また、生成しようとするエマルションの種類によって、乳化粒子の形成を助けるために少量の界面活性剤が内相流体または外相流体に添加され得る。例えば、Ｏ／Ｗエマルションを生成しようとする場合は、ＨＬＢ（hydrophile-lipophile balance）値が７超、好ましくは８～１６である界面活性剤を少量添加することができ、Ｗ／Ｏエマルションを生成する場合は、ＨＬＢ値が７未満、好ましくは３～６である界面活性剤を少量添加することができる。
以下では、前記のような構成を有する本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置１の作用および効果について説明する。
ビタミン誘導体（ＡＡ２Ｇ、ＣＯＳ－ＶＣＥ－Ｋ）やＥＲＰ（Essential Returning Pool）、ＥＧＣＧ（Epigallocatechingallate）等と、酸度（ｐＨ）に敏感な機能性原料は、特定のｐＨ以下にて安定した状態で存在する。したがって、このような機能性原料が溶解されている機能性流体は、ｐＨが調節された状態で第２容器３０に保存され得る。例えば、第２容器３０に保存されている機能性流体は、ｐＨが４以下であり得る。この場合、第１容器２０には、第２容器３０に保存されている機能性流体を中和させられる酸度を有する水溶液が内相流体として提供され得る。そして、第３容器４０には、外相液体としてオイルが提供され得る。
ユーザーがポンプＰを操作して、チューブ６０、チャンネル部１００、および供給流路２２、３２、４２に陰圧を発生させると、それぞれの容器に保存されている原料がチャンネル部１００に供給される。
まず、第１容器２０に保存されている内相流体と、第２容器３０に保存されている機能性流体とが、それぞれ第１流路２２と第２流路３２とに沿って第１チャンネル１１０に供給される。
第１チャンネル１１０の注入口１１１、１１３に供給された内相流体と機能性流体とは、第１合流部１１５で合流してともに混合部１１７を通過し、互いに撹拌され得る。混合部１１７を通過する際に発生する渦流によって、内相流体と機能性流体とはよりスムーズに混合され得る。この際、機能性流体は、内相流体と混ざり合って中和され得る。
混合部１１７を通過して内相流体と機能性流体とは混合流体となり、混合流体は第１吐出口１１９を介して連結流路１３に提供される。
連結流路１３に提供された混合流体は、第２チャンネル１２０に移動され、外相流体と混合されて乳化される。具体的に、第２チャンネル１２０の混合流体注入口１２２に伝達された混合流体は、第３流路４２を介して外相流体注入口１２１に伝達された外相流体と第２合流部１２３で合流され、乳化作用部１２６として提供されるオリフィスを通過する際に粒子状で切られ外相流体内に分散される。
このように、乳化作用部１２６で形成されたエマルションは、排出経路１２７に沿って第２吐出口１２８に移動され、チューブ６０を介してポンプＰに排出され得る。
このような過程の中で機能性流体が中和されることによって、機能性原料は不安定な状態にはなるが、このような不安定な状態は、機能性流体が内相流体と混合された後、第２チャンネル１２０を経て、チューブ６０を通りポンプＰを介して吐出するまで、非常に短い間だけ持続されるので、機能性原料の効能は安定的な状態のときと実質的に同じレベルで発揮され得る。
また、機能性流体が中和されることにより、生成されたエマルションを皮膚が敏感なユーザーが使用しても、特に刺激もなく使用することができる。
一方、ビタミンＣ等のように、水に分解されると時間の経過につれ製品の効能が低下したり、変色、変臭されたりする機能性原料は、水に溶解させることができないので、ポリオールに加温溶解され第２容器３０に保存され得る。この場合、第１容器２０には、第２容器３０に保存されている機能性流体を水和させ得る水が内相流体として提供され得、第３容器４０には外相流体としてのオイルが提供され得る。
ユーザーがポンプＰを操作すると、第１容器２０に保存されている水と、第２容器３０に保存されている機能性流体とは、第１チャンネル１１０に供給され、機能性流体は混合部１１７を通過しながら水和され得る。このように形成された混合流体は第２チャンネル１２０に伝達され、外相流体と混合され乳化された後、チューブ６０を介してポンプＰに提供され得る。
このような過程の中で、機能性流体が水和されることによって、機能性原料は不安定な状態にはなるが、このような不安定な状態は、機能性流体が内相流体と混合された後、第２チャンネル１２０を経て、チューブ６０を通りポンプＰを介して吐出するまで、非常に短い間だけ持続されるので、機能性原料の効能は安定的な状態のときと実質的に同じレベルで発揮することができる。
また、機能性流体が水和されることで、従来のビタミンＣが含まれている化粧品のようにべたつく使用感を与えないため、ユーザー満足度は向上し得る。
一方、前述の実施例は、内相流体として水が使用され、外相流体としてオイルが使用されて、Ｗ／Ｏエマルションを生成することを例に挙げて説明したが、内相流体としてオイルが使用され、外相流体として水が使用されてＯ／Ｗエマルションを生成することも可能である。
また、本実施例では、水、油を内相流体、外相流体の例として説明したが、これは親水性流体と疎水性流体の代表的な例として説明したものであり、内相流体と外相流体としては、エマルションを生成することができる任意の親水性流体または疎水性流体が使用され得る。
前記のような本発明の一実施例による瞬間乳化化粧品製造装置１および製造方法によると、機能性原料が使用されることにより、従来の化粧品が有していた限界が排除された状態で、機能性原料をエマルションに含ませ得る。したがって、機能性原料の効果が十分に発揮できるように化粧品内に含ませることができ、ユーザーは機能性原料の効能を十分に得られるというメリットがある。
また、ユーザーがポンプＰを操作したとき、即座に製造され提供される化粧品を使用することであるので、化粧品メーカーが大量に生産して販売する化粧品であっても新鮮な化粧品を使用することができる。
また、化粧品の長期安定性を考慮した界面活性剤や増粘剤等の使用を最小限に抑えられるので、ユーザーは添加物の含有量が最小化された化粧品を使用することができる。
以下では、本発明の他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置のチャンネル部について図４を参照して説明する。ただし、図４の実施例は、前記実施例に比べ、第１チャンネルと第２チャンネルとが同一平面上に実現される点において差があるので、相違点を中心に説明し、同一部分については、前記実施例における説明と図面の符号を援用する。
図４は、本発明の他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置のチャンネル部を示す図である。
図４を参照すると、第１チャンネル１１０ａと第２チャンネル１２０ａは、同一平面上に実現され得る。すなわち、第１チャンネル１１０ａと第２チャンネル１２０ａとが互いに積層されたり高低差を有して形成されたりするものではなく、並んで形成され得る。例えば、ハウジング１０には１つのプレート１２ａが提供され得、第１チャンネル１１０ａと第２チャンネル１２０ａとは、一つのプレート１２ａ上に形成され得る。
第１チャンネル１１０ａの内相流体注入口１１１ａと、機能性流体注入口１１３ａと、第１合流部１１５ａと、混合部１１７ａとは、前述の実施例における第１チャンネル１１０の構成に対応し、第２チャンネル１２０ａの外相流体注入口１２１ａと、混合流体注入部１２２ａと、第２合流部１２３ａと、乳化作用部１２６ａと、エマルション吐出口１２８ａとは、前述の実施例における第２チャンネル１２０の構成と実質的に対応するので、具体的な説明は省略する。ただし、本実施例では、混合部１１７ａが２つ提供されるものとして図示した。
本実施例において、第１チャンネル１１０ａの混合流体吐出口１１９ａは、第２チャンネル１２０ａの混合流体注入口１２２ａとして機能することになる。すなわち、第２チャンネル１２０ａの混合流体移動経路１２５ａは、混合流体吐出口１１９ａに直接連結され、混合流体吐出口１１９ａを介して排出される混合流体は、混合流体移動経路１２５ａに沿ってそのまま第２合流部１２３ａに提供され得る。
本実施例によると、一つのプレート１２ａを使用して２つのチャンネル１１０ａ、１２０ａの両方を実現するので、製造装置の全体の高さを低く設けられるというメリットがある。また、連結流路１３を省けるので、内相流体と機能性流体との移動距離を減らすことができるので、より簡単かつ容易に製品の設計ができ、ポンプＰを加圧した後、エマルション吐出までの時間を短縮することができる。
以下では、本発明のまた他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置のチャンネル部について図５を参照して説明する。ただし、図５の実施例は、図１の実施例に比べ、増粘剤を保存する第４容器と、増粘剤とエマルションとを混合する第３チャンネルがさらに提供される点において差があるので、相違点を中心に説明し、同一部分については第１実施例の説明と図面の符号を援用する。
図５は、本発明の、また他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置の構成を概略的に示す斜視図である。
図５を参照すると、本発明のまた他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置１ｂには、増粘剤を保存する第４容器５０と、第４容器５０に保存されている増粘剤をチャンネル部１００ｂに案内する第４流路５２とが提供され得る。
なお、増粘剤は、エマルションに追加されエマルションの使用感と安定性を向上させられるものとして、第２チャンネル１２０でエマルションが生成された後、エマルションに混合されるように提供され得る。
第４容器５０は、図面に示すように、一つの円筒形容器が区画されることによって、第１容器２０～第４容器５０が設けられる形態で提供され得る。しかし、本発明の思想はこれに限定されず、他の容器２０、３０、４０とは独立して提供され、別途ハウジング１０に固定されるか、または、一部の容器とともに提供されることもあり得る。
一方、チャンネル部１００ｂには、第２チャンネル１２０で形成されたエマルションと第４容器５０から供給される増粘剤とを混合するための第３チャンネル１３０が提供される。第３チャンネル１３０は、第１チャンネル１１０および第２チャンネル１２０と積層される形態で提供され得、そのために第３チャンネル１３０が形成される第３プレート１６が、第２プレート１４の下側、すなわち、容器２０、３０、４０、５０から最も遠い位置に配置され得る。この際、チューブ６０および第４流路５２は、第１プレート１２と第２プレート１４とを貫通して第３プレート１６側に延長され得る。
なお、第３チャンネル１３０は、ポンプＰによって形成される圧力によって容器２０、３０、４０、５０から流体が排出され、チャンネル部１１０ｂを通過した後、チューブ６０を介して排出できるように、他の構成と互いに連通するように提供され得る。
具体的に、第２チャンネル１２０と第３チャンネル１３０とはエマルション流路１６によって連結され、第２チャンネル１２０で生成されたエマルションは、エマルション流路１６を介して第３チャンネル１３０のエマルション注入口１３１に連結され得る。そのために、第２チャンネル１２０の第２吐出口１２８は、チューブ６０ではなく、エマルション流路１６に連結される。
一方、実施例によっては、第３チャンネル１３０は第１チャンネル１１０および第２チャンネル１２０と同一平面上に形成されることもあり得、この場合、第２チャンネル１２０の第２吐出口１２８は、実質的に第３チャンネル１３０のエマルション注入口１３１に対応され得る。
第３チャンネル１３０は、第２チャンネル１２０で生成されたエマルションが供給されるエマルション注入口１３１と、第４流路５２に連結され増粘剤が供給される増粘剤注入口１３３と、エマルション注入口１３１に提供されたエマルションと増粘剤注入口１３３に提供された増粘剤とが合流する第３合流部１３５と、第３合流部１３５で合流したエマルションと増粘剤とを一緒に流しながら互いに混ざり合うようにする増粘剤混合部１３７と、チューブ６０に連結され増粘剤が混合されているエマルションを吐出する第３吐出口１３９とを含み得る。
第３チャンネル１３０は、第１チャンネル１１０と実質的に同じ構造で形成され得、この際、エマルション注入口１３１、増粘剤注入口１３３、第３合流部１３５、増粘剤混合部１３７、第３吐出口１３９の形状および構造は、それぞれ内相流体注入口１１１、機能性流体注入口１１３、第１合流部１１５、混合部１１７、第１吐出口１１９に対応され得るので、具体的な説明は省略する。本実施例では、第３チャンネル１３０が第１チャンネル１１０と同一構造を有することを例に挙げて説明するが、本発明の思想はこれに限定されず、第３チャンネル１３０は、エマルションと増粘剤とを混ぜ合わせられる異なる構造のマイクロ流体チャンネルであり得る。
第３チャンネル１３０に供給されたエマルションと増粘剤は、増粘剤混合部１３７を通過する際に発生する渦流、遠心力等により、互いに十分混ざることになり得る。
増粘剤混合部１３７において増粘剤と混合されたエマルションは、第３吐出口１３９に案内され、チューブ６０を介してポンプＰに排出され得る。
一方、増粘剤の酸度によって中和剤が用いられることもあり得る。この場合、中和剤は、外相流体に混じって第３容器４０に提供され得る。それによりエマルションは中和剤に応じる酸度を有することができ、第３チャンネル１３０で増粘剤と混ざり合うことにより増粘剤を中和させられる。実施例によっては、中和剤は内相流体に混じって提供されることもあり得る。
前記のような本発明の他の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置によると、エマルションが形成されてからエマルションに増粘剤を添加することにより、エマルションの使用感と安定性を調節できるというメリットがある。
以下に、本発明の実施例を記載する。
項目１は、外形を形成するハウジングと、ハウジングに提供され、瞬間乳化されたエマルションをハウジングの外部に吐出するポンプと、ハウジングに提供され、内相流体を保存する第１容器と、ハウジングに提供され、機能性原料を含む機能性流体を保存する第２容器と、ハウジングに提供され、外相流体を保存する第３容器と、ハウジングに提供され、外相流体と内相流体と機能性流体との提供を受けエマルションを生成するチャンネル部と、チャンネル部で生成されたエマルションをポンプに提供するチューブとを含み、チャンネル部は、内相流体と機能性流体とを混合して混合流体を生成する第１チャンネルと、第１チャンネルから提供される混合流体と外相流体とを混合してエマルションを生成する第２チャンネルとを含む、瞬間乳化化粧品製造装置である。
項目２は、第１チャンネルと第２チャンネルとは、互いに積層されるようハウジング内に配置される、項目１の製造装置である。
項目３は、第１チャンネルが第２チャンネルよりも、第１容器と第２容器および第３容器にさらに近く配置される、項目１～項目２の製造装置である。
項目４は、第１チャンネルが形成されている第１プレートと、第２チャンネルが形成されている第２プレートと、第１プレートと第２プレートとを連結して、第１チャンネルで生成された混合流体を第２チャンネルに提供する連結流路とをさらに含む、項目１～項目３の製造装置である。
項目５は、第１チャンネルと第２チャンネルとは同一平面上に配置される、項目１～項目４の製造装置である。
項目６は、第１容器から第１チャンネルに内相流体を提供する第１流路と、第２容器から第１チャンネルに機能性流体を提供する第２流路と、第３容器から第２チャンネルに外相流体を提供する第３流路とをさらに含む、項目１～項目５の製造装置である。
項目７は、第１チャンネルは、第１流路に連結される内相流体注入口と、第２流路に連結される機能性流体注入口と、内相流体注入口に提供された内相流体と機能性流体の注入口に提供された機能性流体とが合流する第１合流部と、第１合流部で合流した内相流体と機能性流体とを一緒に流しながら混合流体を生成する混合部と、混合部で生成された混合流体を第２チャンネルに提供する第１吐出口とを含む、項目１～項目６の製造装置である。
項目８は、混合部は、流体の進行方向を転換させることによって、流動に渦流を形成できるように設けられる、項目１～項目７の製造装置である。
項目９は、混合部は、流入される流体が一方向に回転されるように案内する第１回転経路と、一方向に回転される流体が他の方向に回転されるように案内する第２回転経路と、第１回転経路と第２回転経路との間で流体の回転方向を変更する方向転換経路とを含む、項目１～項目８の製造装置である。
項目１０は、第２チャンネルは、第３流路に連結される外相流体注入口と、第１チャンネルから供給される混合流体が注入される混合流体注入口と、外相流体注入口に提供された外相流体と混合流体注入口に提供された混合流体が合流する第２合流部と、第２合流部で合流した外相流体と混合流体とを乳化させてエマルションを生成する乳化作用部と、乳化作用部で生成されたエマルションをチューブに提供する第２吐出口へ案内する排出経路とを含む、項目１～項目９の製造装置である。
項目１１は、乳化作用部は、外相流体が混合流体の流れを切って混合流体が粒子の状態で外相流体内に分散されるように構成される、項目１～項目１０の製造装置である。
項目１２は、乳化作用部は第２合流部の後流に配置されたオリフィスである、項目１～項目１１の製造装置である。
項目１３は、機能性流体はビタミン誘導体を含み、ビタミン誘導体が安定した状態を有し得る酸度を有し、内相流体は機能性流体を中和させられる酸度を有する水溶液であり、機能性流体は第１チャンネルで内相流体と混合され中和される、項目１～項目１２の製造装置である。
項目１４は、機能性流体はビタミンＣが溶解されたポリオールであり、内相流体は水であり、機能性流体は、第１チャンネルで内相流体と混合され水和される、項目１～項目１３の製造装置である。
項目１５は、増粘剤を保存する第４容器と、第２チャンネルで生成されたエマルションと第４容器から提供される増粘剤とを混合する第３チャンネルをさらに含み、チューブは第３チャンネルに連結され増粘剤が混合されたエマルションをポンプに提供する、項目１～項目１４の製造装置である。
項目１６は、第３チャンネルは、第２チャンネルから提供されるエマルションが注入されるエマルション注入口と、増粘剤が注入される増粘剤注入口と、エマルション注入口に提供されたエマルションと増粘剤注入口に提供された増粘剤とが合流する第３合流部と、第３合流部で合流したエマルションと増粘剤とを一緒に流しながら混ざり合うようにする増粘剤混合部と、チューブに連結され増粘剤が混じったエマルションを吐出する第３吐出口を含む、項目１～項目１５の製造装置である。
項目１７は、ポンプの操作により発生する圧力によって、内相流体と機能性流体と外相流体とがチャンネル部に供給されてエマルションが生成され、生成されたエマルションがチューブを介してポンプに供給される、項目１～項目１６の製造装置である。
項目１８は、ユーザーによってハウジングに提供されたポンプが操作される段階と、ポンプの操作によりハウジングに提供された第１容器から排出される内相流体とハウジングに提供された第２容器から排出される機能性流体とが第１チャンネルで互いに混合され混合流体が生成される段階と、第１チャンネルで生成された混合流体と第３容器から排出される外相流体とが第２チャンネルで互いに混合されて瞬間乳化されることによりエマルションが生成される段階と、第２チャンネルで生成されたエマルションがポンプに連結されたチューブを介してポンプに提供される段階とを含む、瞬間乳化化粧品製造方法である。
以上、本発明の実施例による瞬間乳化化粧品製造装置および製造方法を具体的な実施例として説明したが、これは例示に過ぎないものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、本明細書に開示された基礎思想による最も広い範囲を有するものと解釈されるべきである。当業者は、開示された実施例を組み合わせ、置換して、適示されていない形状のパターンを実施することができるが、これもまた本発明の範囲を逸脱しないものである。さらに、当業者は、本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更または変形することができ、このような変更または変形も本発明の権利範囲に属することは明らかである。
本発明は、化粧品産業分野に利用可能である。

Claims (12)

  1. 外形を形成するハウジングと、
    前記ハウジングに提供され、瞬間乳化されたエマルションを前記ハウジングの外部に吐出するポンプと、
    前記ハウジングに提供され、内相流体を保存する第１容器と、
    前記ハウジングに提供され、機能性原料を含む機能性流体を保存する第２容器と、
    前記ハウジングに提供され、外相流体を保存する第３容器と、
    前記ハウジングに提供され、外相流体と内相流体と機能性流体との提供を受けエマルションを生成するチャンネル部と、
    前記チャンネル部で生成されたエマルションを前記ポンプに提供するチューブとを含み、
    前記チャンネル部は、
    内相流体と機能性流体とを混合して混合流体を生成する第１チャンネルと、
    前記第１チャンネルから提供される混合流体と外相流体とを混合してエマルションを生成する第２チャンネルとを含み、
    前記第１チャンネルは、
    前記内相流体と前記機能性流体を一緒に流しながら混合流体を生成する、連続的に配置されている複数の混合部を含み、
    前記混合部は、
    進入する流体が一方向に回転するように案内する第１回転経路と、
    前記一方向に回転する流体が他方向に回転するように案内する第２回転経路と、
    前記第１回転経路と前記第２回転経路との間で流体の回転方向を変更する方向転換経路とを含み、
    前記第２チャンネルは、
    前記外相流体が前記混合流体の流れを切って、前記混合流体を粒子状態で前記外相流体内に分散させる乳化作用部を含み、
    前記第１チャンネルと前記第２チャンネルとは、互いに積層されるように前記ハウジング内に配置され、
    前記第１チャンネルが、前記第２チャンネルよりも、前記第１容器と前記第２容器と前記第３容器とに、より近く配置される、瞬間乳化化粧品製造装置。
  2. 前記第１チャンネルが形成されている第１プレートと、
    前記第２チャンネルが形成されている第２プレートと、
    前記第１プレートと前記第２プレートとを連結して、前記第１チャンネルで生成された混合流体を前記第２チャンネルに提供する連結流路とをさらに含む、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  3. 前記第１容器から前記第１チャンネルに内相流体を提供する第１流路と、
    前記第２容器から前記第１チャンネルに機能性流体を提供する第２流路と、
    前記第３容器から前記第２チャンネルに外相流体を提供する第３流路とを含む、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  4. 前記第１チャンネルは、
    前記第１流路に連結される内相流体注入口と、
    前記第２流路に連結される機能性流体注入口と、
    前記内相流体注入口に提供された内相流体と、前記機能性流体注入口に提供された機能性流体とが合流する第１合流部と、
    前記混合部で生成された混合流体を前記第２チャンネルに提供する第１吐出口とを含む、請求項３に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  5. 前記混合部は、流体の進行方向を転換させることによって流動に渦流を形成できるように設けられる、請求項４に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  6. 前記第２チャンネルは、
    前記第３流路に連結される外相流体注入口と、
    前記第１チャンネルから供給される混合流体が注入される混合流体注入口と、
    前記外相流体注入口に提供された外相流体と、前記混合流体注入口に提供された混合流体とが合流する第２合流部と、
    前記第２合流部で合流した外相流体と混合流体とを乳化させエマルションを生成する乳化作用部と、
    前記乳化作用部で生成されたエマルションを前記チューブに提供する第２吐出口に案内する排出経路とを含む、請求項３に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  7. 前記乳化作用部は、前記第２合流部の後流に配置されたオリフィスである、請求項６に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  8. 前記機能性流体はビタミン誘導体を含み、前記ビタミン誘導体が安定した状態を有し得る酸度を有し、
    前記内相流体は、前記機能性流体を中和させられる酸度を有する水溶液であり、
    前記機能性流体は、前記第１チャンネルで前記内相流体と混合され中和される、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  9. 前記機能性流体は、ビタミンＣが溶解されたポリオールであり、
    前記内相流体は水であり、
    前記機能性流体は、前記第１チャンネルで前記内相流体と混合され水和される、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  10. 増粘剤を保存する第４容器と、
    前記第２チャンネルで生成されたエマルションと、前記第４容器から提供される増粘剤とを混合する第３チャンネルとをさらに含み、
    前記チューブは、前記第３チャンネルに連結され、増粘剤が混合されたエマルションを前記ポンプに提供する、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  11. 前記第３チャンネルは、
    前記第２チャンネルから提供されるエマルションが注入されるエマルション注入口と、
    増粘剤が注入される増粘剤注入口と、
    前記エマルション注入口に提供されたエマルションと、前記増粘剤注入口に提供された増粘剤が合流する第３合流部と、
    前記第３合流部で合流したエマルションと増粘剤とを一緒に流しながら互いに混ざり合うようにする増粘剤混合部と、
    前記チューブに連結され、増粘剤が混じったエマルションを吐出する第３吐出口とを含む、請求項１０に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
  12. 前記ポンプの操作により発生する圧力により、内相流体と機能性流体と外相流体とが前記チャンネル部に供給されてエマルションが生成され、生成されたエマルションが前記チューブを介して前記ポンプに供給される、請求項１に記載の瞬間乳化化粧品製造装置。
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