KR101429447B1 - 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화장품 재료를 가열하여 온도를 높인후에 이를 냉각시키는 과정에서 일정 시간동안 서서히 냉각되도록 하여 재료의 뭉침을 방지하고 아울러 균질한 화장 내용물이 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치 및 방법에 관한 것으로,
챔버와; 챔버의 벽면 공간부에 형성되며, 냉각재료가 통과되도록하여 챔버 내부의 액상 화장재료를 냉각시키는 자켓(50)과; 상기 자켓의 일측에 설치되며 차가운 냉각수를 자켓으로 인입 및 출력시키는 냉각수 입출력 파이프(60, 70)와; 상기 냉각수 입력 파이프 및 냉각수 출력 파이프 일단에 설치되며 냉각수의 자켓 입출력을 제한하는 냉각수 입출력 밸브(80)와; 상기 챔버 내부에 설치되며 챔버(10) 내부의 화장재료 온도를 감지하기 위한 챔버 온도감지 센서부(90)와; 상기 자켓 내부에 설치되며 자켓 내부에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 자켓 온도감지 센서부(100)와; 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 완료를 원하는 시간을 입력받는 냉각 완료시간 입력부(110)와; 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 목표 온도를 입력받는 냉각 목표온도 입력부(120)와; 및 이들을 총괄제어하는 제어부(130)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

Description

화장품 제조를 위한 냉각 제어장치 및 방법{A Cooling Control Unit and Method for Cosmetic Manufacturing}

본 발명은 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 화장품 재료를 가열하여 온도를 높인후에 이를 냉각시키는 과정에서 일정 시간동안 서서히 냉각되도록 하여 재료의 뭉침을 방지하고 아울러 균질한 화장 내용물이 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 마스카라와 아이라이너로 대표되는 아이메이크업 분야는 최근 안정성 보다는 눈썹을 길게 보이게하는 효과와 컬링 효과 등에 중점을 두고 있으며, 이들 기능 외에 볼륨감과 더불어 식물성 소재를 통한 눈썹과의 친화력 및 부착력 향상에 개발의 초점이 모아지고 있다.

또한, 속눈썹과 친화력이 우수한 폴리머를 배합하여 속눈썹에 형성된 필름막이 땀이나 물 등 수분과의 접촉시 번지지 않게 해주는 제품들도 속속 개발되어 지고 있다.

아이메이크업 화장품은 그 제형과 기능 등에 의해 분류될 수 있는데, 제형에 따라 분류한 경우, 유화시킨 유화형 타입, 용매에 필름형성제 및 파우더를 분산시킨 분산타입, 파우더에 필름형성제를 함유시켜 성형한 케이크형 타입으로 분류할 수 있으며, 이중에서도 기능(품질), 안정성, 피부안전성, 사용의 편리성 측면에서 유화형 타입이 일반적으로 개발 및 시판되고 있다.

또한, 아이메이크업 화장품은 제형 및 기능에 따라 그 조성도 약간 상이한데, 상기한 것들 중 유화형 아이메이크업 제품의 경우, 컬링과 두께감을 부여하기 위해 수용성 폴리머와 유용성 폴리머를 혼용하고 있으며, 일반적으로 색상을 부여하기 위한 착색안료와 이를 분산시키기 위한 분산제, 필름형성제를 부드럽게 하기 위한 가소제, 유화형성을 위한 유화제 등을 첨가하여 조성된다.

유화형 아이메이크업 화장품 조성물의 원료 구성을 좀더 구체적으로 살펴보면, 필름형성제로는 아크릴 및 변성아크릴 등의 아크릴유도체, 폴리에칠렌, 카르복시계 및 그 유도체, 키토산 및 그 유도체, 폴리비닐 및 그 유도체 등이 주로 사용되며, 분산제로는 트리에탄올아민 및 그 중화물질, 말레인산 공중합체류 등이 널리이용되고, 유화제로는 폴리솔베이트, 소르비탄 및 그 유도체, 폴리글리세릴글루코스스테아레이트계 등이 이용되고 있다.

또한, 파우더류로는 아이론옥사이드, 울트라마린, 세룰로오스, 실리카, 세리사이트, 카올린 등이 사용되며, 왁스류로는 카르나우바 납, 칸데릴라 납, 세레신, 마이크로크리스탈린 등의 고융점 왁스들이 사용되고, 부착성을 위해 로지네이트류도 이용되고 있다.

상기 아이메이크업 화장품 조성물의 구성 원료 중 색상을 표현하기 위한 것으로는 아이론옥사이드와 울트라마린이 주로 사용되며, 마스카라 조성물의 특성에 따른 기능 부여를 위해서는 부가적으로 셀룰로오스, 실리카, 세리사이트, 카올린 등이 사용되고 있다.

일반적인 흑색의 아이메이크업 화장품 조성물에서는 산화철(Fe2O3)을 가장 많이 사용하고 있으나, 산화철의 경우 자성을 띠고 있기 때문에 물에서의 분산성이 우수하지 못하므로 이로 인해 색의 선명도가 다소 떨어지며, 재응집에 의한 경시 변화가 심하다는 단점이 있다.

이를 해소하기 위해 일반적으로 트리에탄올아민 또는 이를 비누화한 트리에탄올아민-스테아레이트가 사용되고 있으나, 동 원료의 배합량이 많을수록 분산성이 향상되어 응집 방지와 색의 선명성은 향상되지만 반대로 안전성이 나빠지고 경시변화가 크다는 치명적인 문제점이 있다.

한편, 이와 같은 기존 성분의 문제점들을 개선하기 위해 저차산화티탄 등이 개발된 바 있는데, 저차산화티탄은 응집성이 적으며, 입도분포가 균일하여 산화철보다는 색상표현력과 분산성이 우수하지만 동 원료로도 상기의 문제점을 만족스럽게는 해결하지는 못하므로 트리에탄올의 투입이 처방상에 병행됨으로써 피부자극의 우려를 남기는 단점이 있다. 또한, 여러 물성이 우수하기는 하나 상업적인 생산량이 적고 매우 고가인 것도 단점이 있다.

상기 유화형 아이메이크업 화장품 조성물의 원료구성 중 반드시 필요한 성분은 아니지만 내용물 색의 선명성을 위해 굴절율이 높은 오일 등이 사용되기도 하는데, 이러한 오일은 굴절율이 높고 대개 무겁고 끈적임이 유발되기 때문에 사용감이 나쁘며, 경시변화를 촉진시키는 경우가 많으므로 사용에 주의가 요구된다.

상기 아이메이크업 화장품 조성물은 고융점 왁스를 사용하기 때문에 제조시 조성물들을 교반하기 위한 온도가 상당히 높아야 한다.

따라서 아이메이크업 화장품 조성물은 제조시 탱크의 외주면에는 냉각수 자켓(water jacket)이 반드시 설치된다.

한편, 종래의 아이메이크업 화장품 제조설비를 설명하면 등록실용신안공보 제 20-0456345호에 기재되어 있는바, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 상부에 설치되어 챔버(10)를 밀폐시키는 승강부(20)와, 상기 승강부(20)에 설치되어 내용물을 교반시키는 교반부(30)와, 상기 챔버(10)의 내부에 열을 공급하는 가열수단(40)으로 이루어진다.

챔버(10)는 상부가 개방되고 하부에는 배출구(12)가 형성된 탱크로서 내식성 및 내열성이 우수한 스테인레스강으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 챔버(10)의 벽에는 챔버(10)를 냉각하기 위해서 냉각수 자켓(14)이 형성되어 있다.

그러나, 종래의 화장품 제조설비는 단순 냉각 시스템을 채택하고 있기 때문에 급속한 냉각이 이루어져 제품을 구성하는 조성물의 뭉침 현상이 발생하고 이에 따라 사용감이 저하되는 문제가 있었다.

즉, 상기 냉각수 자켓으로 냉각수를 인입하는 파이프와 배출하는 파이프가 설치되고, 상기 냉각수 인입 파이프 및 냉각수 배출 파이프를 통해 냉각수가 인입후 자켓 내부를 통과하여 다시 냉각수 배출 파이프를 통해 배출되는바, 별도의 제어 시스템이 없이 단순히 냉각수를 통과만 시키기 때문에 화장 내용물이 급속하게 냉각되어 균질한 화장재료를 얻을 수 없는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 냉각수의 인입밸브 및 인출밸브를 적절히 제어하여 화장 내용물이 순간적으로 냉각되지 않고 시간을 두고 서서히 냉각되도록 제어함으로서 균질한 화장 내용물이 제조되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 원통형 또는 다각형통 형태로 구성되며 내부에 액상의 화장재료를 임시 저장하는 챔버(10)와; 상기 챔버의 상부에 설치되며 챔버 내부에 액상의 화장재료를 투입하기전에 개방하고 투입한 후에는 폐쇄시키는 승강부(20)와; 상기 승강부의 저면에 설치되며 승강부로 챔버의 상부를 폐쇄한 이후에 프로펠러를 회전시켜 챔버 내부에 담긴 액상 재료를 교반시키는 교반부(30)와; 상기 챔버 내부의 액상 화장재료를 가열하여 화장재료가 교반되면서 일정온도로 가열되도록 하는 가열수단(40)과; 상기 챔버의 벽면 공간부에 형성되며, 냉각재료가 통과되도록하여 챔버 내부의 액상 화장재료를 냉각시키는 자켓(50)과; 상기 자켓의 일측에 설치되며 차가운 냉각수를 자켓으로 인입시키는 냉각수 입력 파이프(60)와; 상기 자켓의 타측에 설치되며 챔버와 열교환된 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수 출력 파이프(70)와; 상기 냉각수 입력 파이프 및 냉각수 출력 파이프 일단에 설치되며 냉각수의 자켓 입출력을 제한하는 냉각수 입출력 밸브(80)와; 상기 챔버 내부에 설치되며 챔버(10) 내부의 화장재료 온도를 감지하기 위한 챔버 온도감지 센서부(90)와; 상기 자켓 내부에 설치되며 자켓 내부에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 자켓 온도감지 센서부(100)와; 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 완료를 원하는 시간을 입력받는 냉각 완료시간 입력부(110)와; 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 목표 온도를 입력받는 냉각 목표온도 입력부(120)와; 상기 냉각 완료시간 입력부 및 냉각 목표 온도 입력부로부터 데이터를 입력받고 챔버 온도감지 센서부 및 자켓 온도감지 센서부로부터 온도정보를 입력받아 냉각수 입출력 밸브를 제어하며, 원하는 시간내에 원하는 온도 목표로 챔버 내부의 온도를 떨어뜨리되 서냉되면서 냉각시간 대비 떨어지는 온도가 선형곡선이 되도록 개방과 폐쇄가 순차적으로 연속하여 진행되도록 입출력 밸브의 개폐(80)를 제어하는 밸브 개폐 제어부(130)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 밸브 개폐 제어부(130)는, 피드백 제어동작을 실시하에 있어서, 챔버(10) 내부의 온도와 자켓의 온도를 파악하여 양자간의 온도차를 산출하고, 사용자가 지정한 냉각 목표 온도를 파악하며, 사용자가 지정한 시간이내에 챔버(10) 내부의 온도를 떨어뜨릴때 분당 떨어뜨려야할 온도를 파악하며, 이에 대비하여 자켓(50)을 통과하는 냉각수의 온도에 따라서 냉각수가 자켓(50)에 머무르는 시간이 결정하여 입출력 밸브의 개폐(80)를 제어하는 프로그램 코드를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 밸브 개폐 제어부(130)는, 냉각 완료 시간 입력부(110) 및 냉각 목표온도 입력부(120)로부터 데이터를 제공받아 챔버(10) 내부의 냉각 작동을 실시하되, 냉각완료 시간과 냉각목표 온도의 기준값을 미리 입력하고, 상기 기준값보다 냉각 완료 시간이 짧은가 아니면 긴가와, 냉각 목표 온도가 기준값보다 높은가 아니면 낮은가를 비교판단하는 프로그램 코드와; 사용자가 지정한 냉각 완료 시간이 짧아지면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 높여서 보다 많은 양의 차가운 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하고, 사용자가 지정한 냉각 완료시간이 길면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 낮추어서 적은양의 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브를 제어하는 프로그램 코드와; 온도 범위에 있어서도 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 크면 기준범위보다 많은 양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 제어하고, 또한 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 적으면 기준범위보다 적은양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하는 프로그램 코드를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 냉각 완료시간 입력부(110) 및 냉각 목표 온도 입력부(120)로부터 데이터를 입력받고 챔버 온도감지 센서부(90) 및 자켓 온도감지 센서부(100)로부터 온도정보를 입력받는 정보 입력 단계(S100)와; 냉각완료 시간과 냉각목표 온도의 기준값을 미리 입력하는 냉각 및 온도 기준값 입력 단계(S200)와; 상기 기준값보다 냉각 완료 시간이 짧은가 아니면 긴가와, 냉각 목표 온도가 기준값보다 높은가 아니면 낮은가를 비교판단하는 비교 판단 단계(S300)와; 사용자가 지정한 냉각 완료 시간이 짧아지면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 높여서 보다 많은 양의 차가운 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하는 냉각 시간에 따른 밸브 제어 단계(S400)와; 사용자가 지정한 냉각 완료시간이 길면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 낮추어서 적은양의 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브를 제어하는 온도 차이에 따른 밸브 제어 단계(S500)와; 챔버 온도감지 센서부 및 자케 온도감지 센서부로부터 온도정보를 연속적으로 피드백받아 선형곡선으로 온도가 떨어지도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 미세 제어하는 미세 밸브 제어 단계(S600)를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 냉각수의 인입밸브 및 인출밸브를 적절히 제어하여 화장 내용물이 순간적으로 냉각되지 않고 시간을 두고 서서히 냉각되도록 제어함으로서 균질한 화장 내용물이 제조되는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 화장재료 냉각장치 구성도.
도 3은 본 발명의 전체 구성을 및 회로구성 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예 동작 상태도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예 동작 상태도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 3은 본 발명의 전체 구성을 및 회로구성 블록도.

도 4는 본 발명의 일실시예 동작 상태도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예 동작 상태도로서,

본 발명의 구성요소는 크게 액상의 화장재료를 투입하는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 상부에 설치되어 챔버(10)를 밀폐시키는 승강부(20)와, 상기 승강부(20)에 설치되어 내용물을 교반시키는 교반부(30)와, 상기 챔버(10)의 내부에 열을 공급하는 가열수단(40)과, 상기 챔버 내부에 통로를 형성하여 이루어지는 자켓(50)과, 상기 자켓에 냉각수를 입력하는 냉각수 입력 파이프(60)와, 상기 자켓에 존재하는 냉각수를 출력하기 위한 냉각수 출력 파이프(70)와, 냉각수 입출력 밸브(80)와, 챔버 내부의 내용물 온도를 감지하기 위한 챔버 온도감지 센서부(90)와, 자켓에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 자켓 온도감지 센서부(100)와, 냉각 완료시간 입력부(110)와, 냉각 목표온도 입력부(120)와, 냉각수 입력 파이프 및 냉각수 출력 파이프의 개폐를 제어하여 챔버 내부의 내용물 온도를 제어하기 위한 밸브 개폐 제어부(130)를 포함하여 이루어진다.

이하에서 본 발명의 구성요소를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 챔버(10)는 원통형 또는 다각형통 형태로 구성되며 내부에 액상의 화장재료를 임시 저장하는 기능을 한다.

상기 승강부(20)는 챔버의 상부에 설치되며 챔버 내부에 액상의 화장재료를 투입하기전에 개방하고 투입한 후에는 폐쇄시킨다.

상기 교반부(30)는 승강부의 저면에 설치되며 승강부로 챔버의 상부를 폐쇄한 이후에 프로펠러를 회전시켜 챔버 내부에 담긴 액상 재료를 교반시킨다.

상기 가열수단(40)은 챔버 내부의 액상 화장재료를 가열하여 화장재료가 교반되면서 일정온도로 가열되도록 한다.

상기 자켓(50)은 챔버의 벽면 공간부에 형성되며, 냉각재료가 통과되도록하여 챔버 내부의 액상 화장재료를 냉각시키는 역할을 한다.

상기 냉각수 입력 파이프(60)는 자켓의 일측에 설치되며 차가운 냉각수를 자켓으로 인입시키는 역할을 한다.

상기 냉각수 출력 파이프(70)는 자켓의 타측에 설치되며 챔버와 열교환된 냉각수를 외부로 배출시키는 역할을 한다.

상기 냉각수 입출력 밸브(80)는 냉각수 입력 파이프 및 냉각수 출력 파이프 일단에 설치되며 냉각수의 자켓 입출력을 제한하는 역할을 한다.

상기 챔버 온도감지 센서부(90)는 챔버 내부에 설치되며 챔버(10) 내부의 화장재료 온도를 감지하기 위한 수단이다.

상기 자켓 온도감지 센서부(100)는 자켓 내부에 설치되며 자켓 내부에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 수단이다.

상기 냉각 완료시간 입력부(110)는 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 완료를 원하는 시간을 입력받는다.

상기 냉각 목표온도 입력부(120)는 사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 목표 온도를 입력받는다.

상기 밸브 개폐 제어부(130)는 냉각 완료시간 입력부 및 냉각 목표 온도 입력부로부터 데이터를 입력받고 이에 따라 냉각수 입출력 밸브를 제어하여 원하는 시간내에 원하는 온도 목표로 챔버 내부의 온도를 떨어뜨리되 서냉되면서 서서히 온도가 떨어지도록 제어한다.

본 발명은 챔버(10)의 내부를 냉각시키되 일정한 기울기를 갖으면서 서냉되도록 구성한다.

즉, 챔버(10)의 내부를 원하는 온도로 냉각시키되 급속 냉각시키지 않고 서서히 순차적으로 온도가 내려가도록 구성한 것이다.

그리고, 이를 위해서 냉각수 입출력 밸브(80)의 개방과 폐쇄를 적절히 조절하여 사용자가 원하는 온도와 시간동안 챔버(10) 내부의 온도가 서서히 떨어지도록 하였다.

즉, 종래에는 냉각수를 동일한 속도로 통과시키기 때문에 챔버 내부의 온도가 급격히 떨어지는 문제가 있으나, 본 발명에서는 냉각수 인력 파이프와 냉각수 출력 파이프에 설치되는 밸브를 자동으로 제어하여 열림과 닫힘을 반복하여 냉각수와 챔버 내부가 열교환이 이루어질때 급속하게 열교환되는 것이 아니라 서서히 열교환되도록 한 것이다.

상기에서 냉각수 입력 파이프(60)와 냉각수 출력 파이프(70)의 개방시간과 폐쇄시간은 밸브 개폐 제어부(130)에서 자동으로 제어하며, 예컨데 냉각속도를 빨리 할 경우에는 개방시간을 늘리고, 냉각속도를 천천히 할 경우에는 폐쇄시간을 늘리도록 제어한다.

만약에 냉각시간을 빨리 설정할 경우에는 냉각수 입출력밸브(80)를 제어하여 개방시간을 3초, 그리고 폐쇄시간을 1초로 설정하여 개방시간과 폐쇄시간이 교번되도록 밸브(80)의 구동을 제어할 수 있고, 또한 냉각시간을 느리게 설정할 경우 개방시간을 1초, 그리고 폐쇄시간을 3초로 설정하여 개방시간과 폐쇄시간이 교번되도록 냉각수 입출력 밸브(80)의 구동을 제어할 수 있다.

실제로 본 발명의 밸브 개폐 제어부(130)는 피드백 제어동작을 실시하에 있어서, 챔버(10) 내부의 온도와 자켓의 온도를 파악하여 양자간의 온도차를 산출하고, 사용자가 지정한 냉각 목표 온도를 파악하며, 사용자가 지정한 시간이내에 챔버(10) 내부의 온도를 떨어뜨릴때 분당 떨어뜨려야할 온도를 파악하며, 이에 대비하여 자켓(50)을 통과하는 냉각수의 온도에 따라서 냉각수가 자켓(50)에 머무르는시간이 결정된다.

만약에 떨어뜨려야할 온도 범위가 크면 냉각수가 자켓(50)에 머무르는 시간을 짧게하며, 이때에는 냉각수 입출력 밸브(80)의 폐쇄시간보다 개방시간이 더 많게 제어하며, 떨어뜨려야할 온도 범위가 작으면 냉각수 입출력 밸브(80)의 개방시간보다 폐쇄시간이 더 많게 제어한다.

예컨데, 떨어뜨려야할 온도 범위가 50도이고, 50분 동안 상기 온도를 떨어뜨려야 한다면, 밸브 개폐 제어부(130)에서는 1분에 1도씩 챔버 내부의 온도가 떨어지도록 냉각수 입출력 밸브(80)를 제어하고, 만약에 떨어뜨려야할 온도 범위가 25도이고, 50분 동안 상기 온도를 떨어뜨려야 한다면, 밸브 개폐 제어부(130)에서는 1분에 0.5도씩 챔버 내부의 온도가 떨어지도록 냉각수 입출력 밸브(80)를 제어한다.

이하에서 본 발명의 전체 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 상부에 설치되어 챔버(10)를 밀폐시키는 승강부(20)와, 상기 승강부(20)에 설치되어 내용물을 교반시키는 교반부(30)와, 상기 챔버(10)의 내부에 열을 공급하는 가열수단(40)과, 상기 챔버 내부에 통로를 형성하여 이루어지는 자켓(50)과, 상기 자켓에 냉각수를 입력하는 냉각수 입력 파이프(60)와, 상기 자켓에 존재하는 냉각수를 출력하기 위한 냉각수 출력 파이프(70)와, 냉각수 입출력 밸브(80)와, 챔버 내부의 내용물 온도를 감지하기 위한 챔버 온도감지 센서부(90)와, 자켓에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 자켓 온도감지 센서부(100)와, 냉각 완료시간 입력부(110)와, 냉각 목표온도 입력부(120)와, 냉각수 입력 파이프(60) 및 냉각수 출력 파이프(70)의 개폐를 제어하여 챔버(10) 내부의 내용물 온도를 제어하기 위한 밸브 개폐 제어부(130)를 포함하여 이루어지며;

먼저, 승강부(20)를 열어서 챔버(10) 내부에 다양한 화장재료를 투입하고, 이어 상기 화장재료가 투입된 챔버(10)를 가열수단(40)으로 가열하여 일정이상으로 내부 온도를 높여서 화장 재료들이 충분하게 믹싱되도록 한다.

그리고, 냉각 완료 시간 입력부(110) 및 냉각 목표온도 입력부(120)가 사용자로부터 해당하는 수치를 입력받는바, 사용자가 지정한 냉각 완료 시간 및 냉각 목표 온도에 따라 냉각 제어가 이루어진다.

본 발명의 밸브 개폐 제어부는 냉각 완료 시간 입력부(110) 및 냉각 목표온도 입력부(120)로부터 데이터를 제공받아 챔버(10) 내부의 냉각 작동을 실시하는바, 분당 떨어뜨려야할 온도를 파악하여 선형 곡선으로 온도가 떨어지도록 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 밸브 개폐 제어부(130)는 통상적인 냉각 완료 시간과 떨어뜰려야할 온도 기준값을 미리 입력하고, 상기 기준값보다 냉각 완료 시간이 짧은가 아니면 긴가와, 냉각 목표 온도가 기준값보다 높은가 아니면 낮은가를 비교판단하여 제어할 수 있다.

즉, 통상적인 기준값은 냉각수 입출력 밸브를 동일한 시간 간격으로 열고 닫음을 반복하여 서서히 온도를 낮추는 동작을 말하며, 예컨데 냉각 완료시간 1시간 그리고 냉각 목표 온도가 10도인 것이 가장 널리 쓰이는 시간 및 온도범위이면 이를 밸브 개폐 제어부에 입력하여, 별도의 입력이 없으면, 상기와 같은 기준 범위로 시간을 소요하면서 원하는 온도로 챔버 내부의 온도가 떨어지도록 서냉시킨다.

다시말해서 기준 데이터를 근거로 냉각수 입출력 밸브의 작동을 적절히 제어하되 실시간으로 온도 데이터를 피드백받아 냉각수 입출력 밸브의 여닫는 정도를 달리하면서 최대한 선형곡선으로 챔버 내부의 온도가 하강하도록 하는 것이다.

즉, 사용자가 지정한 냉각 완료 시간이 짧아지면 유입되는 냉각수의 속도를 높여서 보다 많은 양의 차가운 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 제어하고, 사용자가 지정한 냉각 완료시간이 길면 유입되는 냉각수의 속도를 낮추어서 적은양의 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 제어한다.

아울러, 온도 범위에 있어서도 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 크면 많은 양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 제어하고, 또한 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 적으면 적은양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 한다.

이때, 시간 대비 온도 그래프에서 항상 선형을 유지할 수 있도록 해당 시간에 일치하는 온도값을 미리 판단하여 그 온도값에 수렴할 수 있도록 냉각수 입출력 밸브의 여닫는 시간을 제어토록 한다.

결국, 본 발명을 이용하게 되면 시간대비 온도의 하향 곡선이 선형이 되도록 피드백 제어를 하기 때문에 양질의 화장 재료를 제조할 수 있는 장점이 있다.

10: 챔버
20: 승강부
30: 교반부
40: 가열수단
50: 자켓
60: 냉각수 입력 파이프
70: 냉각수 출력 파이프
80: 냉각수 입출력 밸브
90: 챔버 온도감지 센서부
100: 자켓 온도감지 센서부
110: 냉각 완료시간 입력부
120: 냉각 목표온도 입력부
130: 밸브 개폐 제어부

Claims (5)

1. 원통형 또는 다각형통 형태로 구성되며 내부에 액상의 화장재료를 임시 저장하는 챔버(10)와;
   상기 챔버의 상부에 설치되며 챔버 내부에 액상의 화장재료를 투입하기전에 개방하고 투입한 후에는 폐쇄시키는 승강부(20)와;
   상기 승강부의 저면에 설치되며 승강부로 챔버의 상부를 폐쇄한 이후에 프로펠러를 회전시켜 챔버 내부에 담긴 액상 재료를 교반시키는 교반부(30)와;
   상기 챔버 내부의 액상 화장재료를 가열하여 화장재료가 교반되면서 일정온도로 가열되도록 하는 가열수단(40)과;
   상기 챔버의 벽면 공간부에 형성되며, 냉각재료가 통과되도록하여 챔버 내부의 액상 화장재료를 냉각시키는 자켓(50)과;
   상기 자켓의 일측에 설치되며 차가운 냉각수를 자켓으로 인입시키는 냉각수 입력 파이프(60)와;
   상기 자켓의 타측에 설치되며 챔버와 열교환된 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수 출력 파이프(70)와;
   상기 냉각수 입력 파이프 및 냉각수 출력 파이프 일단에 설치되며 냉각수의 자켓 입출력을 제한하는 냉각수 입출력 밸브(80)와;
   상기 챔버 내부에 설치되며 챔버(10) 내부의 화장재료 온도를 감지하기 위한 챔버 온도감지 센서부(90)와;
   상기 자켓 내부에 설치되며 자켓 내부에 존재하는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 자켓 온도감지 센서부(100)와;
   사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 완료를 원하는 시간을 입력받는 냉각 완료시간 입력부(110)와;
   사용자로부터 입력패널을 통해 냉각 목표 온도를 입력받는 냉각 목표온도 입력부(120)와;
   상기 냉각 완료시간 입력부 및 냉각 목표 온도 입력부로부터 데이터를 입력받고 챔버 온도감지 센서부 및 자켓 온도감지 센서부로부터 온도정보를 입력받아 냉각수 입출력 밸브를 제어하며, 원하는 시간내에 원하는 온도 목표로 챔버 내부의 온도를 떨어뜨리되 서냉되면서 냉각시간 대비 떨어지는 온도가 선형곡선이 되도록 개방과 폐쇄가 순차적으로 연속하여 진행되도록 입출력 밸브의 개폐(80)를 제어하는 밸브 개폐 제어부(130)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 개폐 제어부(130)는,
   피드백 제어동작을 실시하에 있어서, 챔버(10) 내부의 온도와 자켓의 온도를 파악하여 양자간의 온도차를 산출하고, 사용자가 지정한 냉각 목표 온도를 파악하며, 사용자가 지정한 시간이내에 챔버(10) 내부의 온도를 떨어뜨릴때 분당 떨어뜨려야할 온도를 파악하며, 이에 대비하여 자켓(50)을 통과하는 냉각수의 온도에 따라서 냉각수가 자켓(50)에 머무르는 시간이 결정하여 입출력 밸브의 개폐(80)를 제어하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 개폐 제어부(130)는,
   냉각 완료 시간 입력부(110) 및 냉각 목표온도 입력부(120)로부터 데이터를 제공받아 챔버(10) 내부의 냉각 작동을 실시하되, 냉각완료 시간과 냉각목표 온도의 기준값을 미리 입력하고, 상기 기준값보다 냉각 완료 시간이 짧은가 아니면 긴가와, 냉각 목표 온도가 기준값보다 높은가 아니면 낮은가를 비교판단하는 프로그램 코드와;
   사용자가 지정한 냉각 완료 시간이 짧아지면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 높여서 보다 많은 양의 차가운 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하고, 사용자가 지정한 냉각 완료시간이 길면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 낮추어서 적은양의 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브를 제어하는 프로그램 코드와;
   온도 범위에 있어서도 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 크면 기준범위보다 많은 양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 제어하고, 또한 챔버(10) 내부의 떨어뜨릴 온도가 적으면 기준범위보다 적은양의 냉각수가 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어장치.
4. 챔버(10) 내부의 온도와 자켓의 온도를 파악하여 양자간의 온도차를 산출하고, 사용자가 지정한 냉각 목표 온도를 파악하는 냉각 목표 온도 파악 단계(S10)와;
   사용자가 지정한 시간이내에 챔버(10) 내부의 온도를 떨어뜨릴때 분당 떨어뜨려야할 온도를 계산하는 하강시킬 온도 계산 단계(S20)와;
   이에 대비하여 자켓(50)을 통과하는 냉각수의 온도에 따라서 냉각수가 자켓(50)에 머무르는 시간이 결정하여 입출력 밸브의 개폐(80)를 제어하는 냉각수 입출력 밸브 제어 단계(S30)로 이루어짐을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어방법.
5. 냉각 완료시간 입력부(110) 및 냉각 목표 온도 입력부(120)로부터 데이터를 입력받고 챔버 온도감지 센서부(90) 및 자켓 온도감지 센서부(100)로부터 온도정보를 입력받는 정보 입력 단계(S100)와;
   냉각완료 시간과 냉각목표 온도의 기준값을 미리 입력하는 냉각 및 온도 기준값 입력 단계(S200)와;
   상기 기준값보다 냉각 완료 시간이 짧은가 아니면 긴가와, 냉각 목표 온도가 기준값보다 높은가 아니면 낮은가를 비교판단하는 비교 판단 단계(S300)와;
   사용자가 지정한 냉각 완료 시간이 짧아지면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 높여서 보다 많은 양의 차가운 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 제어하는 냉각 시간에 따른 냉각수 입출력 밸브 제어 단계(S400)와;
   사용자가 지정한 냉각 완료시간이 길면 유입되는 냉각수의 유동 속도를 기준범위보다 낮추어서 적은양의 냉각수가 자켓(50)에 인입된후 출력되도록 냉각수 입출력 제어밸브를 제어하는 온도 차이에 따른 냉각수 입출력 밸브 제어 단계(S500)와;
   챔버 온도감지 센서부 및 자케 온도감지 센서부로부터 온도정보를 연속적으로 피드백받아 선형곡선으로 온도가 떨어지도록 냉각수 입출력 제어밸브(80)를 미세 제어하는 미세 밸브 제어 단계(S600)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화장품 제조를 위한 냉각 제어방법.
   

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