KR100668704B1 - 캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 캡슐 함유 액체의 제조 장치는, 액상 원료를 혼합하는 메인 믹서, 메인 믹서와 연결되어 액상 원료에 함유된 이물질을 여과하는 여과기, 여과기와 연결되고 여과된 액상 원료에 캡슐들을 공급하는 캡슐 호퍼, 그리고 여과기 및 캡슐 호퍼와 연결되고 액상 원료 및 캡슐들을 이송하면서 혼합해 캡슐 함유 액체를 제조하는 라인 믹서를 포함한다.
캡슐 함유 액체, 라인 믹서, 유량계, 여과기

Description

캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법 {APPARATUS FOR MANUFACTURING LIQUID COMPRISING CAPSULES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 라인 믹서의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캡슐의 파손을 방지하면서 캡슐을 균일하게 혼합할 수 있는 캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 특정 기능을 강화하기 위하여 캡슐들이 함유된 액체세제 또는 화장품이 많이 개발되고 있다. 이러한 캡슐은 특정한 기능을 가지는 성분을 함유하므로, 소비자가 제품을 사용시 캡슐이 깨지면서 특정 성분이 나와 그 고유의 기능을 나타낸다.
예를 들어 손상 모발을 보호하기 위한 목적으로 캡슐이 함유된 샴푸류가 사용되고 있다. 이러한 종류의 샴푸를 사용하는 경우, 캡슐이 세발 과정 중에 분해되어 그 내부에 포함된 에센스가 모끝에 발라지게 된다. 따라서 모발의 표면과 갈라진 틈에 강하고 안정한 코팅막을 형성하여 모발을 건강하게 만든다. 따라서 캡슐들이 함유된 액체세제 또는 화장품을 제조하는 경우에는 캡슐이 안깨지도록 하면서 액체세제 또는 화장품에 균일하게 혼합하는 것이 중요하다.
일반적인 액체세제 또는 화장품 제조 공정에서는 패들(paddle), 스크래퍼(scraper), 균질기(homogenizer) 및 동적 믹서(dynamic mixer) 등의 교반 장치 사용하여 그 내용물을 혼합한 후 저장조 또는 포장기로 이송한다. 이송 라인에는 미분산 입자나 이물질의 혼합을 막기 위해 여과기(strainer)가 설치되어 있다. 그러나 전술한 액체세제 또는 화장품에 들어 있는 캡슐은 통상적으로 연질이므로 약한 충격에도 깨지기 쉽다. 따라서 혼합을 위해 강한 교반력을 발생시키는 균질기나 동적 믹서를 사용할 수 없다. 그러므로 전술한 교반 장치 이외에 별도의 교반 장치를 설치하여 이중 교반을 실시해야 하는 문제점이 있다.
더욱이, 캡슐의 크기가 비교적 큰 거대입자캡슐(macrocapsule)의 경우, 교반하여 반제품을 제조하더라도 이송 과정에서 캡슐이 모두 깨져 버리거나 여과기에 걸려서 통과할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 여과기를 제거하는 경우, 제조 과정에서 발생할 수 있는 미분산 입자나 이물질의 혼합을 방지할 수 없다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 캡슐을 메인 믹서에 투입하지 않고 이송라 인에 투입하는 방안을 고려할 수도 있다. 그러나 이 경우에도 캡슐의 손상을 완전히 피할 수 없으며 캡슐을 중간에 투입하게 되므로 그 이송량을 균일하게 조절할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 캡슐의 파손을 방지하면서 캡슐을 균일하게 혼합할 수 있는 캡슐 함유 액체의 제조 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 캡슐의 파손을 방지하면서 캡슐을 균일하게 혼합할 수 있는 캡슐 함유 액체의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치는, 액상 원료를 혼합하는 메인 믹서(main mixer), 메인 믹서와 연결되어 액상 원료에 함유된 이물질을 여과하는 여과기(strainer), 여과기와 연결되고 여과된 액상 원료에 캡슐들을 공급하는 캡슐 호퍼(capsule hopper), 그리고 여과기 및 캡슐 호퍼와 연결되고 액상 원료 및 캡슐들을 이송하면서 혼합해 캡슐 함유 액체를 제조하는 라인 믹서(line mixer)를 포함한다.
각 캡슐의 직경은 1000㎛ 내지 3000㎛인 것이 바람직하다.
캡슐은 연질인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치는, 여과기와 라인 믹서를 연결하는 제1 이송관, 및 제1 이송관으로부터 분기되어 캡슐 호퍼에 연결된 제2 이송관 을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치는, 캡슐 호퍼내의 캡슐들을 제1 이송관으로 이송하기 위하여 제2 이송관에 설치된 정량 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치는, 제1 이송관에 설치되어 여과된 액상 원료의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함할 수 있다.
정량 펌프와 유량계가 전기 연결되어 유량계의 유량에 따라 정량 펌프가 캡슐들의 토출량을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 방법은, 액상 원료를 혼합하는 단계, 액상 원료를 여과하여 이송하는 단계, 액상 원료에 캡슐을 공급하는 단계, 그리고 액상 원료 및 캡슐을 라인 믹서로 이송하면서 혼합해 캡슐 함유 액체를 제조하는 단계를 포함한다.
액상 원료에 캡슐을 공급하는 단계는, 액상 원료의 유량을 측정하는 단계, 및 액상 원료 유량에 비례하여 캡슐을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 방법은 캡슐 함유 액체를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 방법을 나타낸다. 도 1에 도시한 캡슐 함유 액체의 제조 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 단계(S10)에서는 액상 원료를 혼합한다. 최종 제품이 액체세제인지 샴푸 등인지 여부에 따라 액상 원료에 혼합되는 원료가 달라진다. 따라서 최종 제품에 따라 다양한 종류의 원료들이 포함될 수 있다.
이와 같이 액상 원료를 혼합한 후 단계(S20)에서는 액상 원료를 여과 및 이송한다. 액상 원료의 혼합시 불순물이 혼입될 가능성이 있으므로, 여과기를 사용하여 혼합된 액상 원료를 여과한다. 캡슐을 혼합하지 않은 상태에서 액상 원료만 여과하므로, 캡슐이 여과기에 걸려서 제거될 염려는 전혀 없다. 여과한 액상 원료는 이송관을 따라 이송된다.
액상 원료의 유량에 비례하여 캡슐을 공급하기 위해 단계(S30)에서는 액상 원료의 유량을 측정한다. 따라서 다음 단계(S40)에서는 액상 원료 유량에 따라 캡슐을 공급한다. 이와 같이 액상 원료에 캡슐을 공급하는 단계는 액상 원료의 유량을 측정하는 단계와 이에 비례하여 캡슐을 공급하는 단계를 포함한다.
캡슐은 연질인 것을 사용한다. 최종 제품을 사용시 연질의 캡슐이 깨져서 캡슐내에 함유된 성분을 쉽게 이용할 수 있다. 이러한 연질 캡슐의 소재는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 자세한 설명을 생략한다.
캡슐의 직경은 1000㎛ 내지 3000㎛인 것이 바람직하다. 캡슐의 직경이 1000㎛ 미만인 경우, 실제 사용시 잘 씻겨지지 않으므로 제거가 어려운 문제점이 있다. 또한, 캡슐의 직경이 3000㎛을 넘는 경우, 그 크기가 너무 커서 이송중에 쉽게 깨 져 버리는 문제점이 있다.
단계(S50)에서는 액상 원료 및 캡슐을 라인 믹서로 이송하면서 혼합한다. 라인 믹서의 내부에 복수의 스크류가 기설정된 간격으로 이격되어 회전하므로, 액상 원료 및 캡슐을 이송하면서 균일하게 혼합할 수 있다. 따라서 연질의 캡슐을 손상시키지 않으면서 균일하게 교반시킬 수 있다.
단계(S60)에서는 전술한 바와 같이 제조한 캡슐 함유 액체를 저장할 수 있다. 이와 같이 저장한 캡슐 함유 액체를 제품 제조시마다 소량씩 배출함으로써 원하는 품질을 가진 액체세제 또는 샴푸 등을 제조할 수 있다.
이하에서는 전술한 도 1의 캡슐 함유 액체의 제조 방법을 구현할 수 있는 캡슐 함유 액체의 제조 장치에 대해 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치(100)를 나타낸다. 도 2에 도시한 캡슐 함유 액체의 제조 장치(100)의 구조는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 특히, 도 2에는 캡슐 함유 액체의 제조 장치(100)에 포함된 일부 기기들이 상하로 배치된 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 기기들을 수평 또는 수직으로 자유롭게 배치할 수 있다.
캡슐 함유 액체의 제조 장치(100)는 메인 믹서(main mixer)(10), 여과기(strainer)(20), 캡슐 호퍼(40) 및 라인 믹서(50)를 포함한다. 이외에 이들을 연결하기 위한 이송관과 각 이송관에 설치되어 액상 원료 또는 캡슐을 이송하는 펌프 를 설치할 수 있다. 또한, 각 이송관에는 밸브가 설치되어 액상 원료 또는 캡슐의 이송을 차단할 수 있다. 이외에, 필요에 따라 캡슐 함유 액체의 제조 장치(100)는 유량계(30)를 더 포함할 수 있다.
메인 믹서(10)는 다양한 종류의 액상 원료를 혼합한다. 메인 믹서(10)의 내부에는 교반기(미도시)가 설치되어 다수의 공급관(101, 103)을 통하여 공급되는 액상 원료들을 함께 혼합한다. 액체 세제나 샴푸 등의 제조를 위하여 함께 혼합되는 액상 원료의 종류는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
메인 믹서(10)에서 혼합된 액상 원료는 여과기(20)로 이송된다. 여과기(20)는 메인 믹서(10)와 연결되어 액상 원료에 함유된 이물질을 여과한다. 여기서, 이물질은 미분산 입자도 포함할 수 있다. 이들을 여과하기 위하여 50 내지 200 메시(mesh)의 여과기(20)를 사용한다.
여과기(20)에서 여과된 액상 원료는 펌프(90)를 통하여 라인 믹서(50)측으로 이송된다. 액상 원료의 이송관에는 유량계(30)가 설치되어 있어서 이송관을 통해 흐르는 액상 원료의 유량을 측정할 수 있다. 유량계(30)에는 유량 센서가 내장되어 있다. 유량 센서는 앰프가 내장된 자기 센서에 의해 순시 유량을 측정하여 출력한다. 유량계(30)는 유량 범위가 넓고 컴팩트한 이점이 있다. 순시 유량은 유량계(30)에 디지털로 표시될 뿐만 아니라 외부로 출력될 수 있다. 유량계에 대한 상세한 내용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있으므로, 그 자세한 설명을 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 유량계(30)와 정량 펌프(95)는 전기선(E80)에 의해 전기 연결된다. 유량계(30)의 유량 센서에 의해 측정된 순시 유량은 유량 신호화되어 정량 펌프(95)로 전송된다. 정량 펌프(95)에는 유량 신호를 전송받아 정량 펌프(95)의 회전수를 제어하는 제어 센서가 부착되어 있다. 따라서 유량계(30)의 유량에 따라 정량 펌프(95)가 캡슐들의 배출량을 제어할 수 있다. 그러므로 여과기(20)의 부분 막힘이나 내용물의 점도 차이로 인하여 액상 원료의 이송량이 계속적으로 변화함에도 불구하고, 캡슐의 공급량을 액상 원료의 유량에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 전술한 유량계(30)와 정량펌프(95)간의 구체적인 제어 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
정량 펌프(95)의 분당 회전수(revolution per minute, rpm)에 따른 캡슐 투입량의 성능 곡선을 정확히 설정함으로써 캡슐의 양을 정확히 조절하여 투입할 수 있다. 정확한 측정을 위해서 유량계(30)는 정량 펌프(95) 부근에 설치하는 것이 바람직하다. 정량 펌프(95)로는 호스 펌프 또는 모노 펌프를 사용할 수 있다. 호스 펌프에는 견고하면서 탄성을 최대로 유지할 수 있는 호스가 내장된다. 따라서캡슐을 이송하기에 적합하다. 또한, 모노 펌프는 고점도 또는 고농도의 유체를 이송하기에 적합하므로, 캡슐을 이송하기에 좋다.
한편, 여과기(20)와 라인 믹서(50)는 제1 이송관(L70)을 통해 연결되고, 제2 이송관(L72)은 제1 이송관(L70)으로부터 분기된다. 제2 이송관(L72)은 캡슐 호퍼(40)에 연결된다. 따라서 캡슐 호퍼(40)내의 캡슐을 제2 이송관(L72)을 통하여 제 1 이송관(L70)으로 공급한다.
제2 이송관(L72)에 설치된 정량 펌프(95)는 캡슐 호퍼(40)내의 캡슐들을 제1 이송관(L70)으로 이송한다. 따라서 제1 이송관(L70)으로부터 이송된 액상 원료와 제2 이송관(L72)로부터 이송된 캡슐은 분기점(P71)에서 만나서 라인 믹서(50)측으로 이송된다. 이와 같이, 액상 원료의 이송 중에 캡슐을 혼합하므로, 액상 원료와 캡슐의 사전 혼합에 의해 생기는 문제점은 전혀 발생하지 않는다. 결과적으로, 캡슐을 자동 조정하여 투입할 수 있다.
캡슐 호퍼(40)는 여과기(90)에 연결되어 여과된 액상 원료에 캡슐들을 공급한다. 캡슐 호퍼(40) 내부에 교반기(미도시)를 설치하여 캡슐들이 상호 원활하게 교반되도록 할 수도 있다.
라인 믹서(50)는 여과기(90) 및 캡슐 호퍼(40)와 연결된다. 라인 믹서(50)는 액상 원료 및 캡슐들을 이송하면서 혼합하여 캡슐 함유 액체를 제조한다. 라인 믹서(50)는 정적 상태에서 액상 원료 및 캡슐을 계속 혼합하는 것이 아니라 동적 상태, 즉 액상 원료 및 캡슐을 이송하면서 순간적으로 혼합하므로 캡슐이 받는 충격이 덜하다. 따라서 액상 원료 및 캡슐을 균일하게 혼합하는 동시에 캡슐이 깨지지 않도록 할 수 있다.
라인 믹서(50)에 대한 구체적인 내용은 도 3을 참조하여 후술한다. 라인 믹서(50)에서 이송되면서 제조된 캡슐 함유 액체는 저장조(80)에 저장된다. 캡슐 함유 액체를 저장조(80)로부터 배출시켜 소량씩 주입함으로써 우수한 품질의 제품을 제조할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시한 라인 믹서(50)의 내부 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 3에는 라인 믹서(50)의 일부를 절개하여 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 라인 믹서(50)는 로터(501) 및 복수의 스크류(503)를 포함한다. 로터(501) 및 스크류(503)는 외부 케이싱(505)에 의해 고정된다.
로터(501)는 라인 믹서(50) 내부를 관통하여 화살표 방향으로 회전한다. 복수의 스크류(503)는 상호 이격되어 로터(501)에 장착된다. 로터(501)의 회전에 따라 화살표로 나타낸 방향으로 스크류(503)가 회전한다. 도 3에는 도시하지 않았지만 라인 믹서(50)는 외부에 구동 모터를 구비하여 로터(501)를 회전시킬 수 있다.
복수의 스크류(503)는 로터(501)의 길이 방향을 따라 기울어져서 상호 이격되어 장착된다. 복수의 스크류(503)가 기울어져 있으므로, 액상 원료와 캡슐들을 외부 케이싱(505)과의 이격 공간을 통하여 이송할 수 있다. 특히, 이송과 함께 액상 원료와 캡슐들을 균일하게 혼합시킬 수 있다. 이송과 함께 혼합이 이루어지므로 캡슐들은 잘 깨지지 않는다. 도 3에 도시한 형태의 라인 믹서를 사용하면, 캡슐들이 깨지지 않도록 하면서 액상 원료에 균일 혼합할 수 있어서 효율적이다.
본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 장치는 그 구성이 간단하면서도 캡슐들을 액상 원료에 효율적으로 혼합할 수 있다. 본 발명에 따르면 라인 믹서에 의해 캡슐들을 혼합하므로 캡슐들이 부서질 염려가 없고, 액상 원료에 균일하게 혼합할 수 있다. 본 발명에 따른 본 발명에 따른 캡슐 함유 액체의 제조 방법도 전술한 바와 동일한 효과를 나타낸다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 액상 원료를 혼합하는 메인 믹서(main mixer),
    상기 메인 믹서와 연결되어 상기 액상 원료에 함유된 이물질을 여과하는 여과기(strainer),
    상기 여과기와 연결되고, 상기 여과된 액상 원료에 캡슐들을 공급하는 캡슐 호퍼(capsule hopper), 및
    상기 여과기 및 상기 캡슐 호퍼와 연결되고, 상기 액상 원료 및 상기 캡슐들을 이송하면서 혼합해 캡슐 함유 액체를 제조하는 라인 믹서(line mixer)
    를 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 각 캡슐의 직경은 1000㎛ 내지 3000㎛인 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 캡슐은 연질인 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 여과기와 상기 라인 믹서를 연결하는 제1 이송관, 및
    상기 제1 이송관으로부터 분기되어 상기 캡슐 호퍼에 연결된 제2 이송관
    을 더 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 캡슐 호퍼내의 캡슐들을 상기 제1 이송관으로 이송하기 위하여 상기 제2 이송관에 설치된 정량 펌프를 더 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 이송관에 설치되어 상기 여과된 액상 원료의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 정량 펌프와 상기 유량계가 전기 연결되어, 상기 유량계의 유량에 따라 상기 정량 펌프가 상기 캡슐들의 토출량을 제어하는 캡슐 함유 액체의 제조 장치.
  8. 액상 원료를 혼합하는 단계,
    상기 액상 원료를 여과하여 이송하는 단계,
    상기 액상 원료에 캡슐을 공급하는 단계, 및
    상기 액상 원료 및 상기 캡슐을 라인 믹서로 이송하면서 혼합해 캡슐 함유 액체를 제조하는 단계
    를 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 액상 원료에 캡슐을 공급하는 단계는,
    상기 액상 원료의 유량을 측정하는 단계, 및
    상기 액상 원료 유량에 비례하여 상기 캡슐을 공급하는 단계
    를 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 방법.
  10. 제8항에서,
    상기 캡슐 함유 액체를 저장하는 단계를 더 포함하는 캡슐 함유 액체의 제조 방법.
KR1020060011487A 2006-02-07 2006-02-07 캡슐 함유 액체의 제조 장치 및 그 제조 방법 KR100668704B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0583663U (ja) * 1992-04-14 1993-11-12 エヌオーケー株式会社 蓄熱装置
KR20050022966A (ko) * 2003-08-28 2005-03-09 김선무 스프레이 분무가 가능한 애완동물용 세정제 및 이의사용방법
KR20050092224A (ko) * 2004-03-15 2005-09-21 주식회사 엘지생활건강 캡슐을 함유하는 세정제 조성물

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