KR102211963B1 - 레이저 마킹을 갖는 화장료 함침용 스펀지, 이를 제조하기 위한 레이저 마킹 장치 및 마킹 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마킹 패턴을 가지면서도 스펀지의 기공 구조의 변형을 최소화하는 화장료 함침용 스펀지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 레이저 발진기; 소정의 스캔 패턴에 따라 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저 광을 주사하여 스펀지 블록 표면에 이에 대응하는 마킹 패턴을 형성하기 위한 스캔 헤드; 상기 스캔 헤드의 스캔 가능 영역에 위치하며, 스펀지 블록을 장착하기 위하여 소정 간격으로 이격된 복수의 스펀지 장착홈을 구비하고, 상기 스캔 헤드로부터 주사되는 레이저 광에 실질적으로 평행한 회전축을 구비하는 스펀지 홀더; 및 상기 스펀지 홀더의 회전 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 마킹 패턴의 형성에도 불구하고 스펀지의 기공 구조의 변형이 최소화되는 화장료 함침용 스펀지를 제공할 수 있게 된다.

Description

레이저 마킹을 갖는 화장료 함침용 스펀지, 이를 제조하기 위한 레이저 마킹 장치 및 마킹 방법{Laser Marked Sponge For Impregnating Cosmetics, Laser Marking Apparatus And Methods Manufacturing The Same}

본 발명은 화장료 함침용 스펀지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스펀지 표면에 레이저 마킹이 형성된 스펀지 폼 및 이를 제조하기 위한 레이저 마킹 장치 및 그 마킹 방법에 관한 것이다.

내부의 분산된 개기공 내에 화장료 조성물을 내장하는 스펀지 형태의 함침 부재를 포함하는 화장품이 널리 사용되고 있다. 이러한 스펀지 내장 화장품은 기계적인 압착에 의해 내용물인 화장료가 용이하게 배출될 수 있으며, 배출된 화장료는 퍼프와 같은 화장 도구에 묻혀 피부에 바르는 방식으로 사용될 수 있다.

그러나, 스펀지 자체는 밋밋한 외형을 가지므로 미관상 더 돋보이게 할 필요가 있고, 또 화장료의 배출 특성을 용이하게 하기 위하여 스펀지의 표면에 소정의 무늬를 새겨 넣고자 하는 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-1566803호는 음양각의 무늬가 형성된 가열된 금형으로 스펀지 표면을 가압하여 표면에 반대의 무늬를 새겨 넣어 내용물의 균일한 배출을 도모하고자 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 가열 가압 방식에 의해 형성된 무늬는 필연적으로 금형과 접촉하는 부위 또는 그 인접 부위가 용융 또는 변형되면서 압착되므로 인근의 오픈셀 또는 망상형의 기공 구조와 셀 구조를 붕괴시키게 된다. 이로 인해 오히려 스펀지 표면의 기공 구조는 국부적인 불균일성을 가지게 되며 필연적으로 스펀지 표면에서 내용물의 배출 특성이 불균일하게 되는 문제점을 가진다. 또한, 양음각 무늬의 깊이에 따라 변형의 정도는 더 심해지게 되므로, 양음각 무늬에 대한 설계에 제한이 따른다. 게다가, 금형을 사용하는 종래의 방식은 무늬 마다 새로운 금형이 요구된다는 문제점을 갖는다.

KR 10-156803 B

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 마킹 패턴을 가지면서도 스펀지의 기공 구조의 변형을 최소화하는 화장료 함침용 스펀지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 화장료의 배출이 용이한 마킹 패턴 구조를 갖는 화장료 함침용 스펀지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법을 제공하고, 마킹 패턴 설계 자유도가 높은 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는다.

또, 본 발명은 전술한 화장료 함침용 스펀지의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 발진기; 소정의 스캔 패턴에 따라 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저 광을 주사하여 스펀지 블록 표면에 이에 대응하는 마킹 패턴을 형성하기 위한 스캔 헤드; 상기 스캔 헤드의 스캔 가능 영역에 위치하며, 스펀지 블록을 장착하기 위하여 소정 간격으로 이격된 복수의 스펀지 장착홈을 구비하고, 상기 스캔 헤드로부터 주사되는 레이저 광에 실질적으로 평행한 회전축을 구비하는 스펀지 홀더; 및 상기 스펀지 홀더의 회전 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치를 제공한다.

또, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 마킹 장치에서 제1 마킹 영역 내의 제1 스캔 패턴과 제2 마킹 영역 내의 제2 스캔 패턴을 갖는 스캔 패턴 정보를 입력받는 단계; 상기 제1 마킹 영역 및 제2 마킹 영역에 대응하는 상기 레이저 마킹 장치의 레이저 조사 영역에 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록을 배치하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 스캔 패턴에 따라 레이저 광으로 상기 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록의 표면에 마킹 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 스펀지 블록; 및 상기 스펀지 블록의 최소한 일표면에 레이저 조사에 의해 연소되어 소정 깊이를 갖는 마킹 패턴을 포함하는 화장료 함침용 스펀지를 제공한다.

본 발명에 따르면, 마킹 패턴을 가지면서도 스펀지의 기공 구조의 변형을 최소화하는 화장료 함침용 스펀지를 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 화장료의 배출이 용이한 마킹 패턴 구조를 갖는 화장료 함침용 스펀지를 제공할 수 있게 된다.

또, 본 발명은 마킹 패턴의 설계 자유도가 높은 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 화장료 함침용 스펀지를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에서 사용 가능한 스펀지 블록의 일례로서 폴리에테르계 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 광학현미경 사진 및 전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 화장료 함침용 스펀지의 제조를 위한 레이저 마킹 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 헤드의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 구성 블록을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 패턴 작성부에 의해 작성된 스캔 패턴의 일례를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 각각 레이저 마킹에 의해 제조된 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 사진이다.
도 8은 가열 압착에 의해 제조된 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 마킹 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에서의 컨트롤러의 구성 블록을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에서의 스펀지 홀더의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 패턴의 일례를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12의 스캔 패턴을 작성하는 과정의 일례를 순차 도시한 절차도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 패턴의 작성례를 보여주는 절차도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따라 패턴 작성부에 의해 작성된 패턴의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따라 작성된 스캔 패턴 정보에 따른 마킹 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따라 마킹에 가능한 스펀지 홀더를 평면적으로 도시한 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.

도 1은 본 발명에 따른 화장료 함침용 스펀지를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 화장료 함침용 스펀지는 스펀지 블록(12)의 최소한 일표면에 소정 깊이로 각인된 마킹 패턴(14)을 포함한다.

본 발명에서 상기 스펀지 블록(12)은 발포된 합성 수지로 구현될 수 있다. 상기 스펀지 블록(12) 내부의 발포 기공은 오픈 채널을 형성하도록 서로 연결된다. 상기 스폰지 블록(12)의 기공 구조는 오픈-셀 폼 또는 망상형 폼 구조일 수 있다. 여기서, 망상형 폼이란 스펀지가 망상 조직을 가지되 셀벽이 개구되어 있는 폼을 지칭한다. 예시적으로 본 발명에서 상기 스펀지 블록(12)은 평방인치당 기공수(pores per inch, ppi)가 30 내지 200 또는 70 내지 200 일 수 있다.

상기 스펀지 블록(12)의 재질로는 다양한 합성 수지가 사용될 수 있는데, 일례로 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리우레탄, PVA(polyvinyl alcohol), PE(polyethylene), EVA(ethylene vinyl acetate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 또는 합성 고무 등이 사용될 수 있다.

예시적으로, 상기 폴리우레탄으로는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 이들의 혼합물 또는 이들의 공중합체를 원료로 하여 제조된 폴리우레탄이 사용될 수 있고, 상기 합성 고무는 SBR(styrene-butadiene rubber), BR(butadiene rubber), NR(natural rubber) 및 NBR(acrylonitrile-butadiene rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 최소한 1종의 고무가 사용될 수 있다.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에서 사용 가능한 스펀지 블록의 일례로서 폴리에테르계 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 광학현미경 사진 및 전자현미경 사진이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 폼은 셀이 그물 구조로 격자화되어 있고 내부에 기공을 가지고 있으며, 셀 내부의 기공은 셀 벽의 개구에 의해 서로 연결되어 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 스펀지 블록(12)의 일표면에 상기 마킹 패턴(14)이 구현되어 있다. 본 발명에서 상기 마킹 패턴(14)은 레이저 광에 의한 연소에 의해 형성된다.

상기 마킹 패턴(14)은 점 또는 선 등으로 구성되어, 평탄부와 함께 상기 스펀지 블록(12)의 표면 상에서 2차원적인 패턴을 형성한다. 또한, 본 발명에서 상기 마킹 패턴(14)은 표면으로부터 소정의 깊이를 갖는다. 상기 마킹 패턴(14)의 각인 깊이는 레이저 광의 강도 및 초점 깊이 등의 광학적 인자, 레이저 광 조사 시간 등에 의해 조절될 수 있다. 본 발명에서 상기 마킹 패턴의 각인 깊이는 수 ㎛에서 수 mm에 이를 수 있고, 바람직하게는 10 ㎛~5 mm 미만, 더 바람직하게는 100 ㎛ 내지 5 mm의 깊이를 가지는 것이 좋다. 이보다 깊은 각인 깊이는 화장료 배출에 부적절하고 얕은 경우 마킹 패턴의 식별이 곤란하다.

도 3은 본 발명의 화장료 함침용 스펀지의 제조를 위한 레이저 마킹 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 레이저 마킹 장치(100)는 레이저 발진기(130) 및 상기 레이저 발진기(110)의 일단에 연결된 스캔 헤드(110)를 구비한다. 또한, 상기 레이저 마킹 장치(100)는 스캔 헤드(110) 및 레이저 발진기(130)을 지지하기 위한 포스트(190)를 구비할 수 있다. 상기 레이저 발진기(130) 및 스캔 헤드(120)는 상기 포스트(190)를 따라 상하로 이동하거나 좌우로 회전할 수 있다.

상기 레이저 발진기(130)의 레이저 소스로는 CO₂와 같은 기체 레이저 소스, Nd-YAG와 같은 고체 레이저 소스가 사용될 수 있다.

상기 스캔 헤드(110)는 상기 레이저 발진기(130)에서 발생한 레이저 광을 작업 대상(W)의 2차원 평면으로 주사(scan)한다. 레이저 발진기(130) 및 상기 스캔 헤드(110)의 주사 동작은 컨트롤러(150)에 의해 제어된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 헤드의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

레이저 광(L)을 작업 대상(W)의 2차원 평면 상의 원하는 위치로 송출하기 위해 한 쌍의 갈바노 스캐너(112a, 114a, 112b, 114b)가 사용되고 있다. 각각의 갈바노 스캐너는 미러(114a, 114b) 및 미러를 구동하기 위한 스캐너(112a, 112b)를 구비하고 있다. 본 실시예에서 제1 갈바노 스캐너(112a, 114a)는 미러(114a)의 배향에 따라 레이저 광(L)을 2차원 평면의 X 방향으로 변위시키고, 제2 갈바노 스캐너(112b, 114b)는 2차원 평면의 Y 방향으로 변위시킨다. 갈바노 스캐너를 통과한 광(L)은 렌즈를 거쳐 작업 대상(W)으로 조사된다. 제1 및 제2 갈바노 스캐너의 조합에 의해 XY 평면상에 소정의 패턴(14)을 형성할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 구현을 위한 일례로서 갈바노 스캐너의 이용을 설명하였지만, 2차원 주사를 구현할 수 있는 다른 광학계가 도입될 수 있음은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 알 수 있을 것이다. 또한, 레이저 마킹 장치가 하나의 스캔 헤드를 구비한 것으로 설명하였지만, 레이저 마킹 장치는 둘 이상의 스캔 헤드를 구비할 수도 있다. 부가적으로 하나의 레이저 소스로부터 둘 이상의 스캔 헤드로 레이저 광을 송출하기 위해 분광기나 빔 분할기와 같은 광학계가 사용될 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 구성 블록을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 컨트롤러(150)는 패턴 작성부(152), 데이터베이스(154) 및 마킹 제어부(154)를 포함할 수 있다.

상기 패턴 작성부(152)는 사용자가 스펀지 상에 형성될 2차원 스캔 패턴을 작성하기 위한 사용자 인터페이스를 제공한다. 예컨대, 상기 패턴 작성부(152)는 마우스나 키보드 등의 입력 장치(도시하지 않음)의 조작에 의해 입력된 정보를 바탕으로 패턴을 작성하고 이를 사용자에게 표시하는 윈도우를 제공할 수 있다.

또한, 상기 패턴 작성부(152)는 사용자가 작성한 1차 스캔 패턴을 병진 이동, 회전, 확대, 축소 및/또는 복사한 2차 스캔 패턴으로 가공할 수 있는 툴을 제공할 수 있다.

또한, 상기 패턴 작성부(152)에서 작성된 패턴은 데이터베이스(154)에 저장될 수 있다. 상기 데이터베이스(154)는 작성된 패턴을 저장하는 이외에 레이저 마킹 장치에 관한 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 레이저 마킹 장치에 관한 정보로는 레이저 출력, 최소 빔폭, 스캔 헤드의 주사 가능 영역 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 데이터베이스는 작업 대상에 관한 정보 예컨대 스펀지 블록의 재질 및 크기에 관한 정보나, 스펀지 홀더의 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.

한편, 상기 마킹 제어부(156)은 상기 레이저 장치의 레이저 발진기(110) 및 스캔 헤드(130)을 구동하여 스펀지의 표면에 2차원 마킹 패턴을 형성한다. 이를 위하여, 상기 마킹 제어부(156)는 마킹할 패턴 정보를 상기 데이터베이스로 로딩하거나 상기 패턴 작성부로부터 전달 받을 수 있다. 또한, 상기 마킹 제어부(156)는 요구되는 패턴의 선폭 및/또는 패턴 깊이에 따라 상기 레이저 발진기의 출력을 제어할 수 있다.

도 6은 패턴 작성부에 의해 작성된 스캔 패턴의 일례를 예시적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 주사 가능 영역(22) 내에 마킹 영역(24)이 도시되어 있다. 상기 마킹 영역(24)은 레이저 광이 조사될 피사체인 스펀지의 평면 영역에 대응한다. 필요에 따라 패턴 작성부는 사용자 입력이나, 메모리의 저장 정보에 대한 참조 또는 전술한 데이터베이스를 참조함으로써 상기 주사 가능 영역(22) 및 마킹 영역(24)에 관한 정보를 사용자에게 디스플레이 할 수 있다. 본 실시예에서 상기 주사 가능 영역(22) 및/또는 마킹 영역(24)의 디스플레이는 선택적(optional)인 것으로 스캔 패턴의 도시에 필수적인 것이 아니다.

예시적으로, 상기 마킹 영역(24) 내에 선으로 구성되는 다이아몬드 형상의 반복 패턴이 스캔 패턴으로 도시되어 있다. 도시된 도면에서 스캔 패턴을 구성하는 개별 선은 폭 방향의 크기에 관한 정보 및 패턴의 깊이 정보를 명시하고 있지 않다. 그러나, 일반적으로 스캔 패턴을 구성하는 개별 패턴의 폭 및 깊이는 레이저 광의 최소 빔폭 및 스캔 속도에 의해 결정될 수 있다. 그러므로, 스캔 속도의 조절, 반복 스캔, 스캔 위치의 미소한 쉬프트(shift) 또는 이들 조작을 조합함으로써 패턴의 폭 및/또는 깊이가 조절될 수 있다.

이상 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 컨트롤러와 그 구성 블록은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 및 상기 컴퓨터 프로세서에서 구동되는 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이나 기록 매체에 의해 손쉽게 구현될 수 있음은 이 기술 분야의 통상의 기술자라면 누구나 알 수 있을 것이다.

<화장료 함침용 스펀지 제조예>

최소 빔폭 0.1 mm, 최대 출력 30W, 주파수 20 kHz, 출력 파장 10.6 ㎛인 CO₂ 레이저를 사용하여 화장료 함침용 스펀지 표면에 선 패턴을 레이저 마킹하였다. 이 때 스캔 속도는 800 mm/s, 최대 출력의 95%로 마킹하였다. 이 때, 사용된 스펀지는 폴리에테르계를 70 중량% 폴리에스테르계 30 중량%의 원료로 하여 제조된 복합 폴리우레탄 폼이다. 실시예와의 비교를 위하여 가열 압착 방식에 의해 선 패턴을 형성하였다. 다만 복합 폴리우레탄 폼이 높은 융점을 가지므로 이보다 융점(Tm)이 낮은 도 2의 폴리에테르계 폴리우레탄 폼을 사용하여 표면에 금형으로 200 ℃의 온도에서 30초간 가열 압착하였다

도 7은 각각 레이저 마킹에 의해 제조된 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 사진이다.

도 7의 (a)의 광학현미경 사진을 참조하면 표면 일부가 움푹 들어가 어두워 보이는 부분이 관찰되는데, 이 패턴부(A)는 레이저 마킹에 의해 형성된 부분에 대응된다. 이 때, 패턴부(A)는 레이저 광의 조사에 의해 해당 부위에 존재하던 폴리우레탄은 이미 연소되어 기화되었음을 알 수 있다.

도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서 패턴부(A)를 촬영한 전자현미경 사진이다. 동일 배율로 표현된 도 2의 (b)와 비교하면 셀의 격자 크기를 포함하는 구조가 변형 없이 그대로 유지되고 있음을 알 수 있다. 또한, 우측 점선으로 표시한 바와 같이 셀의 절단부 일부가 뭉툭하게 용융되어 있는 용융 단부를 확인할 수 있는데 이것은 레이저 연소에 의해 셀이 절단되었기 때문이다. 이 구조는 도 2의 (b)의 셀 단부가 날카로운 엣지를 갖는 것과 대비될 수 있다.

한편 도 8은 가열 압착에 의해 제조된 폴리우레탄 폼의 미세 구조를 촬영한 사진이다.

도 8의 (a)의 광학현미경 사진을 참조하면, 움푹 들어가 광학적으로 음영으로 나타나는 패턴부(A)를 확인할 수 있다. 도 8의 (b)는 패턴부(A)를 촬영한 전자현미경 사진인데, 우측 상단의 B 영역에서 확인되는 바와 같이 셀 격자 구조에 심한 변형이 유발되어 있음을 알 수 있다.

도 8의 (b)와 같은 가열 압착 방식은 셀 격자 구조를 변형시키는데, 구체적으로는 압착 부위에는 셀 격자가 높은 밀도로 존재하며, 격자 내의 기공의 크기는 감소하게 된다. 보다 작은 크기의 기공에 의한 모세관력에 의해 압착 부위에 함침되어 있는 액상의 화장료 조성물은 표면으로 배출되기 어렵게 된다.

이에 반해, 도 7과 관련하여 설명한 본 발명에 따라 제조된 화장료 함침용 스펀지는 마킹에 따른 셀 격자의 변형이 유발되지 않으며, 표면, 마킹 부위 및 스펀지 블록 내부의 셀 격자 밀도 및 기공 수의 실질적 변화가 없다. 따라서, 마킹 패턴은 액상 화장료 조성물의 배출에 악영향을 미치지 않게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 마킹 장치를 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시예의 마킹 장치는 연속적인 화장료 함침용 스펀지 제조를 가능하게 한다.

도 3과 관련하여 설명한 레이저 마킹 장치와 비교하면, 도 9의 레이저 마킹 장치는 작업 대상을 유지하기 위한 스펀지 홀더(170)와 상기 스펀지 홀더(170)의 위치 제어를 위한 구동 수단(M)을 구비한다. 본 실시예에서 상기 구동 수단은 스펀지 홀더를 회전하기 위한 회전 모터나 스펀지 홀더를 병진 이동하기 위한 리니어 모터 등일 수 있다.

일례로서 도시된 바와 같이 상기 구동 수단으로 회전 모터가 사용될 수 있다. 이 때, 상기 스펀지 홀더(170)는 스캔 헤드로부터 조사되는 레이저 광축에 실질적으로 평행한 회전축을 구비하며, 회전축을 중심으로 소정 각도 단위로 회전한다.

따로 도시하지는 않았지만, 상기 회전 모터와 스펀지 홀더(170) 사이의 동력 전달을 위하여 감속기 및/또는 벨트 풀리 등의 적절한 구동 기구가 구비될 수 있다.

도 10은 본 실시예에서의 컨트롤러의 구성 블록을 모식적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 패턴 작성부(152), 데이터베이스(154) 및 마킹 제어부(156)가 구비된다.

본 실시예에서 상기 패턴 작성부(152), 데이터베이스(154) 및 마킹 제어부(156)는 도 4와 관련하여 설명한 것과 동일한 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 마킹 제어부(156)는 레이저 제어 컴포넌트(157) 및 스펀지 홀더 제어 컴포넌트(157)로 구분될 수 있다. 상기 레이저 제어 컴포넌트(157)는 도 4와 관련하여 설명한 바와 같이 스캔 헤드(110) 및/또는 레이저 발진기(130)의 동작을 제어한다. 다만, 본 실시예에서 상기 스펀지 홀더 제어 컴포넌트(157)는 구동 수단(M)을 제어하여 스펀지 홀더(170)의 위치를 조절한다.

도 11은 본 실시예에서의 스펀지 홀더의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 11의 (a)를 참조하면, 스펀지 홀더(170)는 플레이트(172)와 상기 플레이트 내에 플레이트의 원주 방향을 따라 소정 규칙에 따라 배열되는 복수의 스펀지 장착홈(174)을 포함하고 있다. 상기 복수의 스펀지 장착홈(174)은 상기 홀더(170)의 회전축에 대하여 회전 대칭이 되도록 배열되는 것이 바람직하다.

상기 스펀지 장착홈(174)에는 레이저 마킹을 위한 작업 대상인 스펀지가 장착된다. 도면에는 원형의 스펀지 장착홈(174)이 도시되지 있지만, 그 형상은 스펀지 블록의 형상에 따라 적절히 변경될 수 있다.

도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 스펀지 장착홈(174)은 소정 깊이를 가지며, 스펀지 장착홈(174)의 깊이는 스펀지 블록의 높이에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예컨대, 스펀지 장착홈의 깊이는 스펀지 블록의 착탈을 용이하게 하기 위해 스펀지 블록의 높이와 동일하거나 이보다 약간 작은 것이 바람직하다.

도 11과 같이, 회전형 스펀지 홀더를 사용하여 하나의 스펀지 블록에 대한 마킹이 완료되면 스펀지 홀더를 소정 각도로 회전시켜 인접하는 다음 스펀지 블록을 순차로 가공함으로써 연속적인 레이저 마킹이 가능하게 된다.

이상 하나의 스캔 패턴을 작성하고 작성된 패턴에 따라 스펀지 블록의 표면을 마킹하는 방법을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스펀지 블록의 제조 방법을 설명한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 패턴의 일례를 보여주는 도면이다.

도 12을 참조하면, 레이저 스캔 가능 영역(22) 내에 2 개의 마킹 영역(24A, 24B)이 소정 간격 이격되어 있다. 상기 마킹 영역(24A, 24B)의 이격 간격은 도 11과 관련하여 설명한 스펀지 홀더의 스펀지 장착홈 간의 간격에 의해 결정될 수 있다. 마킹 영역(24A, 24B)에는 스캔 패턴(26A, 26B)이 각각 형성되어 있다. 이와 같은 스캔 패턴 세트는 한 번에 여러 개의 스펀지 블록을 마킹하는 데 사용될 수 있다. 도 13 내지 도 17을 참조하여 이를 설명한다.

먼저, 도 13은 도 12의 스캔 패턴(26A, 26B)을 작성하는 과정의 일례를 순차 도시한 절차도이다.

도 13을 참조하면, 도 10과 관련하여 설명한 패턴 작성부가 레이저 스캔 가능 영역(22)에 대응하는 소정 화면을 사용자에게 디스플레이한다(S110). 레이저 스캔 가능 영역(22)은 스캔 헤드의 광학계에 의해 결정되는 파라미터이며, 그 정보는 사용자 입력이나 메모리 또는 데이터베이스에 저장된 정보로부터 취득될 수 있다.

이어서, 패턴 작성부는 스캔 가능 영역 내에 제1 및 제2 마킹 영역을 사용자에게 디스플레이한다(S112). 전술한 바와 같이, 레이저 주사 시 마킹 영역은 스펀지 홀더의 장착홈에 투영되어야 하므로 상기 마킹 영역은 스펀지 홀더에 관한 알려진 정보를 바탕으로 설계된다. 한편, 본 실시예에서는 2개의 마킹 영역을 기준으로 설명하지만 그 개수는 스캔 가능 영역과 마킹 영역의 상대적인 크기에 따라 적절히 결정될 수 있다.

다음으로, 사용자는 마킹 영역에 스캔 패턴을 작성한다(S114, S116). 이 과정에서 패턴 작성부는 사용자의 작성 편의를 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 패턴 작성부는 사용자가 제1 마킹 영역에 대한 스캔 패턴을 작성하게 되면, 그 패턴을 복사하여 제2 마킹 영역에 스캔 패턴으로 제공할 수도 있다. 또한, 이 때 패턴 작성부가 제공하는 패턴은 가공된 패턴일 수 있으며, 예컨대 사용자 작성 패턴에 대해 병진 이동, 거울 대칭 또는 회전 대칭 조작을 거친 패턴일 수 있다.

이와 같이 작성된 스캔 패턴과 스캔 패턴 세트를 포함하는 스캔 패턴 정보는 데이터베이스 등에 저장될 수 있고(S118), 이후 레이저 마킹 장치의 마킹 제어부가 이를 로딩하여 레이저 마킹 동작을 수행(S130)할 수 있다.

도 13과 관련하여, 새로운 패턴의 작성예를 설명하였지만, 본 발명에서는 기 저장된 패턴을 로딩하여 스캔 패턴을 생성하는 방식으로 동작할 수도 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 패턴(26A, 26B)의 작성례를 보여주는 절차도이다.

도 13에서 설명한 바와 같이, 레이저 스캔 영역에 대응하는 소정 화면이 디스플레이되고(S110), 스캔 가능 영역 내에 제1 및 제2 마킹 영역이 디스플레이되면, 패턴 작성부는 메모리나 데이터베이스에 저장된 스캔 패턴을 로딩한다(S120).

패턴 작성부는 상기 제1 마킹 영역에 상기 스캔 패턴을 맵핑한다(S122). 이 때, 맵핑 동작은 로딩된 스캔 패턴을 확대, 축소, 병진 이동, 거울 대칭 또는 회전 대칭 조작을 포함할 수 있다.

다음으로 상기 제2 마킹 영역에 상기 스캔 패턴을 맵핑한다(S124). 마찬가지로, 상기 맵핑은 전술한 스캔 패턴의 조작을 포함할 수 있다.

도 15는 상기 패턴 작성부에 의해 작성된 패턴의 일례를 도시하는 도면이다.

제1 마킹 영역(24A) 및 제2 마킹 영역(24B)에 각각 스캔 패턴(26A, 26B이 작성되어 있고, 두 스캔 패턴은 하나의 스캔 패턴 세트를 형성한다. 도 15의 (a)에서 두 스캔 패턴(26A, 26B)는 동일한 패턴이 병진 이동한 것이고, 도 15의 (b)의 패턴들은 거울 대칭 관계에 있는 패턴이다.

도 16은 전술한 바와 같이 작성된 스캔 패턴 정보에 따른 마킹 과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도 17은 마킹에 사용되는 스펀지 홀더를 평면적으로 도시한 도면이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 도 13 또는 도 14의 절차를 작성된 스캔 패턴 정보를 로딩한다(S130). 로딩된 스캔 패턴 정보에 따라 마킹 제어부(156)는 제1 마킹 영역의 스캔 패턴에 따라 제1 스펀지 폼(10A)을 레이저 마킹한다(S132). 이어서, 마킹 제어부(156)는 제2 마킹 영역의 스캔 패턴에 따라 제2 스펀지 폼(10B)을 레이저 마킹한다(S134). 이 과정은 스펀지 홀더의 위치 변동 없이 수행되며, 한 세트의 스펀지 폼에 대한 마킹이 완료된다. 이어서, 상기 마킹 제어부(156)는 제1 및 제2 스펀지 폼에 대한 마킹을 완료한 후 스펀지 홀더를 소정 각도로 회전시킨다. 이 때 스펀지 홀더는 스캔 패턴 세트 단위에 대응하는 스펀지 블록 세트 단위 또는 스펀지 장착홈 세트 단위로 회전한다. 예컨대, 스펀지 홀더 내에 8개의 스펀지 블록 즉 4개의 블록 세트가 장착되어 있는 경우 상기 회전 각도는 90도가 된다.

이 동작에 의해 다음의 두 스펀지 폼(10C, 10D)에 대한 마킹이 준비된다. 단계 S130 내지 S134를 반복함으로써 연속적인 스펀지 폼을 제조할 수 있게 된다.

이상 두 개의 스펀지 폼을 동시 가공하는 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 3 이상의 스펀지 폼을 가공하는 것에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 상술하였지만 이상의 설명은 본 발명을 예시한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니다. 첨부된 청구범위와 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10 스펀지
12 스펀지 블록
14 마킹 패턴
22 스캔 가능 영역
24, 24A, 24B 마킹 영역
26, 26A, 26B 스캔 패턴
100 레이저 마킹 장치
110 스캔 헤드
112a, 112b 갈바노 스캐너
114a, 114b 미러
130 레이저 발진기
150 컨트롤러
152 패턴 작성부
154 데이터베이스
156 마킹 제어부
170 스펀지 홀더
172 플레이트
174 스펀지 장착홈
190 포스트

Claims (18)

1. 레이저 발진기;
   소정의 스캔 패턴에 따라 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저 광을 주사하여 스펀지 블록 표면에 이에 대응하는 마킹 패턴을 형성하기 위한 스캔 헤드;
   상기 스캔 헤드의 스캔 가능 영역에 위치하며, 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록을 포함하는 복수의 스펀지 블록을 장착하기 위하여 소정 간격으로 이격된 복수의 스펀지 장착홈을 구비하고, 상기 스캔 헤드로부터 주사되는 레이저 광에 실질적으로 평행한 회전축을 구비하는 스펀지 홀더; 및
   상기 스펀지 홀더의 회전 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하고,
   상기 컨트롤러는 상기 복수의 스펀지 블록을 가공하기 위한 제1 스캔 패턴 및 제2 스캔 패턴을 저장하는 데이터베이스를 구비하고,
   스캔 헤드에 대한 상기 스펀지 홀더의 위치 변동 없이 상기 제1 및 제2 스캔 패턴에 따라 레이저 광으로 상기 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록의 표면에 마킹 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 스펀지 장착 홈은 상기 회전축에 대해 회전 대칭을 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스펀지 홀더는 개별 스펀지를 회전 단위로 하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 스펀지 홀더는 인접하는 둘 이상의 스펀지 장착홈을 하나의 세트로 하여 세트 단위로 회전하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 스캔 헤드는 한 세트의 스펀지 장착홈에 장착된 스펀지 블록에 마킹 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 마킹 장치는,
   레이저 출력, 최소 빔폭 및 상기 스캔 헤드의 주사 가능 영역 정보 중 최소한 하나의 정보가 저장된 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 마킹 장치는,
   상기 복수의 스펀지 장착홈의 위치에 관한 정보가 저장된 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 레이저 마킹 장치.
8. 레이저 마킹 장치에서 제1 마킹 영역 내의 제1 스캔 패턴과 제2 마킹 영역 내의 제2 스캔 패턴을 갖는 스캔 패턴 정보를 입력받는 단계;
   상기 제1 마킹 영역 및 제2 마킹 영역에 대응하는 상기 레이저 마킹 장치의 레이저 조사 영역에 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록을 스펀지 홀더에 배치하는 단계; 및
   스캔 헤드에 대한 상기 스펀지 홀더의 위치 변동 없이 상기 제1 및 제2 스캔 패턴에 따라 레이저 광으로 상기 제1 스펀지 블록 및 제2 스펀지 블록의 표면에 마킹 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 스캔 패턴과 상기 제2 스캔 패턴은 병진 대칭인 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 스캔 패턴과 상기 제2 스캔 패턴은 거울 대칭 또는 회전 대칭인 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 스캔 패턴 정보를 입력받는 단계는,
    사용자에게 레이저 스캔 가능 영역에 대응하는 소정 화면을 디스플레이 하는 단계;
    사용자에게 상기 스캔 가능 영역 내에 제1 및 제2 마킹 영역을 디스플레이 하는 단계; 및
    사용자가 작성한 상기 제1 및 제2 마킹 영역 내의 스캔 패턴을 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 마킹 영역은 소정 간격 이격된 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 스캔 패턴 정보를 입력받는 단계는,
    메모리 또는 데이터베이스로부터 스캔 패턴을 로딩하는 단계;
    상기 스캔 패턴을 상기 제1 마킹 영역에 맵핑하는 단계; 및
    상기 스캔 패턴을 상기 제2 마킹 영역에 맵핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 함침용 스펀지의 제조 방법.
    
    
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