KR102371214B1 - 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 제공되고, 사용자의 조작에 의해 순간 유화된 에멀션을 상기 하우징의 외부로 토출하는 펌프; 상기 하우징에 제공되고, 내상 유체를 저장하는 제1 용기; 상기 하우징에 제공되고, 기능성 원료를 포함하는 기능성 유체를 저장하는 제2 용기; 상기 하우징에 제공되고, 외상 유체를 저장하는 제3 용기; 상기 하우징에 제공되고, 내상 유체 및 기능성 유체가 외상 유체 내에서 각각 독립적인 유화 입자로 존재할 수 있도록 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체를 순간 유화시키는 유화 채널; 및 상기 유화 채널에서 생성된 에멀션을 상기 펌프로 제공하는 튜브를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING COSMETIC USING INSTANTANEOUS EMULSIFICATION AND MAUFACTURING METHOD OF COSMETIC USING INSTANTANEOUS EMULSIFICATION}
본 발명은 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
유체의 유화 기술이란 물과 오일처럼 서로 섞이지 않는 두 가지 유체 중 하나의 액체를 작은 입자로 분산시켜서 다른 하나의 액체 내에 안정한 상태로 배치시키는 기술을 의미한다. 이와 같은 유화 기술은 로션, 크림, 에센스, 마사지 크림, 클렌징 크림, 메이크업 베이스, 파운데이션, 아이라이너, 마스카라 등의 화장품의 제조 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
구체적으로, 화장품은 물과 같은 친수성 유체 내에 오일과 같은 소수성 유체를 작은 입자 상태로 균일하게 분산시킴으로써 제조되는 O/W(Oil in Water) 에멀션(emulsion, 유화액) 또는 소수성 유체 내에 친수성 유체를 작은 입자 상태로 균일하게 분산시킴으로써 제조되는 W/O(Water in Oil) 에멀션을 포함할 수 있다. 이와 같은 에멀션의 제조 과정에서는 생산성 향상, 제품 품질 향상 등의 목적으로 계면활성제나 점증제가 사용된다. 또한, 화장품으로서의 효능을 향상시키기 위해 비타민 등의 기능성 원료가 에멀션에 더 추가될 수도 있다.
에멀션을 생산하기 위해서는 미세 입자가 되어 분산되어 있는 내상 유체와 미세 입자를 감싸고 있는 연속상인 외상 유체를 서로 적절하게 혼합해야 하는데, 화장품 제조사들은 특허문헌 1(한국 등록특허 제10-0222000호)에 개시된 것처럼 에멀션을 미리 대량으로 제조해 놓은 뒤, 제품화하여 판매하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제가 있다.
에멀션을 포함한 화장품은 제조된 후, 포장, 운송 과정을 거쳐 온라인, 오프라인 매장에서 판매됨으로써 소비자에게 비로소 사용될 수 있다. 즉, 에멀션의 제조 시기로부터 실제 사용 시기까지 오랜 시간이 소요된다. 시장에서는 소비자들의 신선한 화장품에 대한 욕구가 증가하고 있으나, 이와 같은 종래의 제조, 판매 방식으로는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 없다.
또한, 소비자들은 화장품의 본연의 기능과는 크게 관계가 없는 화학물질인 계면활성제나 점증제 등의 부가적인 물질들이 최소화된 제품을 선호하는데, 제조로부터 사용까지 예상되는 오랜 시간 동안 제품의 안정도를 유지하기 위해서는 부가적인 물질을 일정 수준 이상 사용할 수 밖에 없다는 문제가 있다.
특히, 화장품의 효능을 향상시키기 위한 기능성 원료 중에는 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II와 같이 물에 잘 용해되지 않는 성질 때문에 에탄올에 용해되어 제공되는 물질들이 있다. 그런데, 화장료에 있어서 에탄올의 함량이 일정 수준 이상이 되면 제형의 장기 안정도가 하락하여 보관 중 계면막이 깨질 수 있다는 문제가 있으므로 에탄올의 함량은 일정 수준 이하로 설정되는데, 이는 결국 화장료에 포함되는 기능성 원료의 함량을 높이는데 한계로서 작용한다. 일 예로, 보통 기능성 원료는 에탄올에 5% 정도의 용해도를 갖는데, 화장료에 있어서 에탄올의 함량은 10% 이하로 설정되므로, 화장료에 있어서 기능성 원료의 함량은 0.5% 수준이 될 수밖에 없다. 특히, 이러한 기능성 원료는 에탄올에 용해된 후에도 물과 만나게 되면, 기능성 원료가 석출되어 침전 또는 결정화되거나 변색, 변취 등의 문제가 발생되므로, 이러한 기능성 원료의 사용이 필요한 화장료의 제조에는 물을 사용하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 비타민 C와 같이 물에 분해되면 시간 경과에 따라 제품의 효능이 떨어지거나 변색, 변취되는 기능성 원료도 있는데, 이와 같은 기능성 원료를 함유한 화장료의 제조에도 물을 사용하기 어렵다는 문제가 있다. 이에, 비타민 C의 경우 물과의 반응을 차단하기 위해 물을 첨가하지 않기 위해 폴리올(Polyol)에 가온 용해하여 실리콘(Silicon)과 P/S 유화입자를 형성하는 방법을 이용하고는 있으나, P/S 유화입자를 갖는 화장품은 사용감이 끈적여 고객 만족도가 높지 않다는 문제가 있다.
즉, 종래기술의 경우 기능성 원료가 갖는 장점에도 불구하고, 기능성 원료를 제한적으로 사용할 수 밖에 없다는 한계가 있다.
특허문헌: 한국 등록특허공보 제10-0222000호(1999.06.30 등록)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 신선한 화장품 사용에 대한 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 제품의 장기 안정도 유지를 위해 사용되는 부가 물질의 함량을 줄일 수 있는 화장품을 제공할 수 있는 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 기능성 원료의 효능을 충분히 발휘할 수 있는 화장품을 제공할 수 있는 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 기능성 원료를 충분히 포함하고 있으면서도 사용감이 우수한 화장품을 제공할 수 있는 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 제공되고, 사용자의 조작에 의해 순간 유화된 에멀션을 상기 하우징의 외부로 토출하는 펌프; 상기 하우징에 제공되고, 내상 유체를 저장하는 제1 용기; 상기 하우징에 제공되고, 기능성 원료를 포함하는 기능성 유체를 저장하는 제2 용기; 상기 하우징에 제공되고, 외상 유체를 저장하는 제3 용기; 상기 하우징에 제공되고, 내상 유체 및 기능성 유체가 외상 유체 내에서 각각 독립적인 유화 입자로 존재할 수 있도록 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체를 순간 유화시키는 유화 채널; 및 상기 유화 채널에서 생성된 에멀션을 상기 펌프로 제공하는 튜브를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 용기로부터 상기 유화 채널에 내상 유체를 제공하는 제1 유로; 상기 제2 용기로부터 상기 유화 채널에 기능성 유체를 제공하는 제2 유로; 및 상기 제3 용기로부터 상기 유화 채널에 외상 유체를 제공하는 제3 유로를 더 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유화 채널은, 상기 제1 유로에 연결되는 내상 유체 주입구; 상기 제2 유로에 연결되는 기능성 유체 주입구; 상기 제3 유로에 연결되는 외상 유체 주입구; 상기 내상 유체 주입구로 제공된 내상 유체와 상기 기능성 유체 주입구로 제공된 기능성 유체와 상기 외상 유체 주입구로 제공된 외상 유체가 만나는 합류부; 내상 유체의 유동과 기능성 유체의 유동을 끊음으로써 내상 유체와 기능성 유체를 각각 독립된 유화 입자화하여 에멀션을 생성하는 유화 작용부; 상기 유화 작용부에서 생성된 에멀션을 이동시키는 배출 경로; 및 상기 배출 경로에 연결되어 에멀션을 토출하는 에멀션 토출구를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유체 채널은, 상기 합류부로의 내상 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 상기 합류부에 연결되는 내상 유체 경로와, 상기 합류부로의 기능성 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 상기 합류부에 연결되는 기능성 유체 경로를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 합류부를 중심으로 상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로는 서로 마주보도록 배치되고, 상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로를 잇는 가상의 선은 상기 외상 유체의 진행 방향과 직교하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로는 외상 유체의 이동 방향으로 소정 거리 이격 배치되는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유화 작용부는, 내상 유체가 상기 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 상기 내상 유체의 흐름을 끊는 제1 코너부; 기능성 유체가 상기 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 상기 기능성 유체의 흐름을 끊는 제2 코너부; 및 흐름이 끊긴 내상 유체 및 기능성 유체가 진행하며 외상 유체 내에 유화 입자화되는 유화 입자 생성부를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유체 채널은, 상기 합류부로 외상 유체를 진입시키는 외상 유체 경로를 포함하고, 상기 외상 유체 경로와 상기 합류부와 상기 유화 입자 생성부는 동일한 방향을 향해 연장되는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 코너부 및 상기 제2 코너부 중 어느 하나는 다른 하나의 후류측에 배치되는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기능성 유체는 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II 중 어느 하나 이상이 에탄올에 용해된 것이거나, 비타민 C가 폴리올에 용해된 것인 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기능성 유체의 농도는 질량비로서 1% 내지 10%인 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기능성 유체는 에탄올을 용매로 사용하고, 에멀션에 대한 상기 기능성 유체의 부피비는 10% 초과 30% 미만인 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 점증제를 저장하는 제4 용기; 및 상기 유화 채널에서 생성된 에멀션과 상기 제4 용기로부터 제공되는 점증제를 혼합하는 점증제 혼합 채널을 더 포함하고, 상기 튜브는 상기 점증제 혼합 채널에서 형성된 점증제와 에멀션의 혼합액을 상기 펌프로 제공하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 점증제 혼합 채널은, 상기 유체 채널에서 생성된 에멀션이 공급되는 에멀션 주입구; 상기 제4 용기에 연결되어 점증제가 공급되는 점증제 주입구; 상기 에멀션 주입구로 제공된 에멀션과 상기 점증제 주입구로 제공된 점증제가 서로 만나게 되는 점증제 합류부; 상기 점증제 합류부에서 만난 에멀션과 점증제를 함께 진행시키며 서로 섞이게 하는 점증제 혼합부; 및 상기 튜브에 연결되어 점증제가 섞인 에멀션을 토출하는 혼합액 토출구를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 펌프의 조작에 의해 발생되는 압력에 의해 내상 유체와 기능성 유체와 외상 유체가 상기 유화 채널로 공급되어 에멀션이 생성되고, 생성된 에멀션이 상기 튜브를 통해 상기 펌프로 공급되는 순간 유화 화장품 제조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자에 의해 하우징에 제공된 펌프가 조작되는 단계; 상기 펌프의 조작에 의해 상기 하우징에 제공된 제1 용기로부터 배출되는 내상 유체가 유체 채널에 형성된 제1 코너부에서 일 방향으로 진행하는 외상 유체에 의해 흐름이 끊겨 외상 유체 내에 유화 입자로 분산되는 단계; 상기 펌프의 조작에 의해 상기 하우징에 제공된 제2 용기로부터 배출되는 기능성 유체가 상기 유체 채널에 형성된 제2 코너부에서 일 방향으로 진행하는 외상 유체에 의해 흐름이 끊겨 외상 유체 내에 유화 입자로 분산되는 단계; 및 내상 유체와 기능성 유체가 외상 유체 내에 유화되어 있는 에멀션이 상기 유체 채널을 따라 튜브로 이송되는 단계; 및 상기 튜브로 전달된 에멀션이 상기 펌프로 제공되는 단계를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 내상 유체가 유화 입자로 분산되는 단계와 상기 기능성 유체가 유화 입자로 분산되는 단계는 서로 교번하여 반복적으로 발생되는 순간 유화 화장품 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 내상 유체의 유화 입자와 기능성 유체의 유화 입자는 외상 유체 내에서 서로 독립적으로 존재할 수 있도록 내상 유체 및 기능성 유체 중 어느 하나가 외상 유체에 유화된 후 다른 하나가 외상 유체에 유화되는 순간 유화 화장품 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법은 신선한 화장품 사용에 대한 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 제품의 장기 안정도 유지를 위해 사용되는 부가 물질의 함량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 기능성 원료의 효능을 충분히 발휘할 수 있는 화장품을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 기능성 원료를 충분히 포함하고 있으면서도 사용감이 우수한 화장품을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 유화 채널 및 플레이트를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 플레이트의 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 유화 채널의 구성을 보여주는 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 유화 채널 및 플레이트를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 플레이트의 평단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치(1)는 사용자가 원하는 순간에 화장료를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다.
본 실시예에서 "순간 유화"란 수 초 이내에 외상 유체에 내상 유체를 유화시켜, 일정 시간 동안 유화된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 순간 유화 화장품 제조 장치(1)란, 수 초 이내에 복수의 원료들을 순간 유화시켜 사용자에게 즉석으로 공급하는 장치를 의미한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치(1)는, 외형을 형성하는 하우징(10)과, 하우징(10)에 제공되고 사용자의 조작에 의해 순간 유화된 에멀션을 하우징(10)의 외부로 토출하는 펌프(P)와, 하우징(10)에 제공되고 내상 유체를 저장하는 제1 용기(20)와, 하우징(10)에 제공되고 기능성 원료를 포함하는 기능성 유체를 저장하는 제2 용기(30)와, 하우징(10)에 제공되고 외상 유체를 저장하는 제3 용기(40)와, 하우징(10)에 제공되고 내상 유체 및 기능성 유체가 외상 유체 내에서 각각 독립적인 유화 입자로 존재할 수 있도록 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체를 순간 유화시키는 유화 채널(100)과, 유화 채널(100)에서 생성된 에멀션을 펌프(P)로 제공하는 튜브(60)를 포함할 수 있다. 이하의 설명에서, 기능성 원료는 화장품 성분 중 기능 향상을 목적으로 포함되는 원료로서 특히 법적으로 기능성 허가를 받은 원료로 이해될 수 있다. 또한, 기능성 유체는 기능성 원료가 용해되어 있거나 포함되어 있는 유체를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
하우징(10)은 제1 용기(20), 제2 용기(30), 제3 용기(40), 유체 채널(100)을 내측에 수용할 수 있는 소정의 형상으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 원통형으로 형성되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다.
펌프(P)는 유체를 용기들(20, 30, 40)로부터 배출시켜 순간 유화한 후 하우징(10)의 외측에 형성된 토출구를 통해 토출시키는 에너지를 제공하는 수단으로서, 하우징(10)의 일측에 배치되되, 사용자가 조작할 수 있는 조작부는 하우징(10)의 외측으로 노출되고, 혼합액을 외부로 토출하기 위한 연결부 및 유체를 이동시키는 압력을 형성하는 구동부는 하우징(10)의 내부에 제공될 수 있다. 펌프(P)에 의해 형성되는 압력에 의해 제1 용기(20), 제2 용기(30), 및 제3 용기(40)에 수용되어 있던 원료들이 유체 채널(100)로 제공되고, 유체 채널(100)로 공급된 원료들이 소정의 경로를 따라 이동하며 순간 유화된 후 튜브(60)를 통해 펌프(P)로 토출될 수 있다. 이를 위해, 펌프(P)로부터 각각의 용기들(20, 30, 40)까지는 서로 연통되는 일련의 유로를 형성할 수 있다.
본 실시예에서 펌프(P)는 하우징(10)의 외부로 노출되어 화장료를 배출하는 토출부를 포함하는 구성인 것을 예로 들어 설명하나, 이는 일 예에 불과하며 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 토출부는 펌프(P)와 별도로 제공되고, 펌프(P)는 용기들(20, 30, 40)로부터 토출부까지 연결되는 일련의 유로 중 임의의 지점에 연결되어 압력을 제공할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 펌프(P)로서 사용자가 조작부를 눌렀다 떼는 동작에 의해 하우징(10) 내부의 유체들의 이동경로 상에 음압이 걸리도록 하는 누름식 펌프를 예로서 도시하였다. 이 경우, 펌프(P)에 의해 형성되는 단일한 방향으로의 압력에 의해 용기(20, 30, 40)로부터의 원료 토출과, 유체 채널(100) 내에서의 이동과, 화장료의 토출이 모두 구현될 수 있으므로, 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 펌프(P)로는 다양한 방식의 펌프가 사용될 수 있다. 예를 들어, 무동력 펌프로는, 버튼 스프링(button-spring) 펌프, 시린지(syringe) 펌프, 튜브(flexible tube) 펌프, 기어(gear) 펌프, 다공성(porous) 펌프, 나사(thread inserting) 펌프 등이 이용되거나, 토출구에 오리피스(orifice), 롤러볼(rollerball), 펜슬(pencil) 등을 적용하여 모세관 현상(capillary action)에 의해 유체를 흡수/토출하는 펌프가 적용될 수 있다. 또한, 동력 펌프로는, 전기, 진동, 음파, 압전물질(piezoelectric material)을 제어하여 유체를 흡수/토출하는 펌프가 적용될 수 있다.
제1 용기(20)와 제2 용기(30) 및 제3 용기(40)는 하우징(10)의 내측에 수용되거나, 하우징(10)의 외측에 부착되거나, 교체 가능한 형태로 제공될 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 용기(20)와 제2 용기(30) 및 제3 용기(40)가 하나의 원통형 용기 내에 배리어(B)에 의해 구획되어 제공되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이때, 유화입자가 형성되기 위해서는 일반적으로 내상 유체에 대한 외상 유체의 주입비가 같거나 더 높아야 하는데, 예를 들어 외상 유체의 주입량은 내상 유체의 주입량의 1배 내지 30배일 수 있으며, 그에 대응되도록 외상 유체를 저장하는 제3 용기(40)가 다른 용기들에 비해 더 큰 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
제1 용기(20)에는 내상 유체를 유체 채널(100)로 제공하는 제1 유로(22)가 연결되고, 제2 용기(30)에는 기능성 유체를 유체 채널(100)로 제공하는 제2 유로(32)가 연결되고, 제3 용기(40)에는 외상 유체를 유체 채널(100)로 제공하는 제3 유로(42)가 연결된다. 이때, 제3 유로(42)는 제1 유로(22) 및 제2 유로(32)에 의해 제공되는 내상 유체와 기능성 유체가 유체 채널(100)의 합류부(140)에 도달하기 전에 외상 유체가 합류부(140)를 통과할 수 있는 길이와 직경을 가질 수 있다. 이에 의해, 내상 유체와 기능성 유체가 합류부(140)에 도달하면서 바로 유화되도록 할 수 있다. 여기서, 제1 유로(22)와 제2 유로(32)와 제3 유로(42)는 각각 에멀션의 원료를 유체 채널(100)에 공급하는 것으로서, 공급 유로라고 부를 수 있다.
여기서, 각각의 용기(20, 30, 40)와 유로(22, 32, 42)의 연결 부위에는 펌프(P)의 압력이 작용할 때에만 유로(22, 32, 42)로 내용물이 토출될 수 있도록 판막과 같은 개폐 조절 수단이 제공될 수 있다.
유체 채널(100)은 내상 유체와 기능성 유체를 외상 유체에 유화시켜 에멀션을 생성하는 것으로서, 미세 유체 채널로 이해될 수 있다. 구체적으로, 유체 채널(100)은 채널 내부로 진입된 유체가 이동할 수 있는 소정의 유로로서, 본 실시예에서와 같이 하우징(10)의 내측에 수용될 수 있는 플레이트(12) 내부에 형성된 유로일 수 있다. 그러나, 유체 채널(100)의 제공 방법은 이에 한정되지 않으며, 실시예에 따라 유체 채널(100)은 유로를 형성하는 일체형으로 형성된 관체일 수도 있고, 유로를 포함하는 복수 개의 부품이 서로 조립되어 형성된 것일 수도 있다. 본 실시예에서는 도시된 것과 같이 하우징(10)의 바닥면에 인접하게 제공되는 플레이트(12)에 유체 채널(100)이 형성되는 것을 예로 들어 설명한다.
한편, 유체 채널(100)은 유체가 원활하게 흐를 수 있도록 유체의 진입 지점이 토출 지점보다 높게 위치되도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 플레이트(12)는 유체의 진행방향을 향해 경사지게 제공될 수도 있다.
유체 채널(100)은 내상 유체와 기능성 유체를 각각 독립적인 유화 입자로 외상 유체 내에 유화시켜 유화 물질인 에멀션을 생성한다. 여기서 내상 유체와 기능성 유체는 유체 채널(100)을 통과하는 아주 짧은 시간 동안 유화되어 에멀션이 될 수 있다. 즉, 내상 유체와 기능성 유체 및 외상 유체는 순간 유화된다. 상술한 것처럼 내상 유체와 기능성 유체 및 외상 유체는 펌프(P)에서 형성된 압력에 의해 각각의 용기(20, 30, 40)로부터 유체 채널(100)로 제공되고, 유체 채널(100)을 통과하여 튜브(60)로 이동될 수 있다.
유체 채널(100)은 제1 유로(22)에 연결되어 내상 유체를 공급받는 내상 유체 주입구(110)와, 제2 유로(32)에 연결되어 기능성 유체를 공급받는 기능성 유체 주입구(120)와, 제3 유로(42)에 연결되어 외상 유체를 공급받는 외상 유체 주입구(130)와, 내상 유체와 기능성 유체 및 외상 유체가 서로 만나는 합류부(140)와, 내상 유체의 유동과 기능성 유체의 유동을 끊음으로써 내상 유체와 기능성 유체를 각각 독립된 유화 입자화하여 에멀션을 생성하는 유화 작용부(150)와, 유화 작용부(150)에서 생성된 에멀션을 이동시키는 배출 경로(160)와, 배출 경로(160)에 연결되어 에멀션을 토출하는 에멀션 토출구(180)를 포함할 수 있다.
내상 유체 주입구(110)를 통해 유체 채널(100)로 유입된 내상 유체는 내상 유체 경로(112)를 따라 합류부(140)로 안내되고, 기능성 유체 주입구(120)를 통해 유체 채널(100)로 유입된 기능성 유체는 기능성 유체 경로(122)를 따라 합류부(140)로 안내되며, 외상 유체 주입구(130)를 통해 유체 채널(100)로 유입된 외상 유체는 외상 유체 경로(132)를 따라 합류부(140)로 안내된다. 여기서, 각 유체 경로(112, 122, 132)와 합류부(140)의 연결 부위는 유체의 속도를 높이기 위해 폭이 좁아지는 오리피스(114, 124, 134)로 형성될 수 있다. 그리고, 합류부(140)로 안내된 세 유체는 유화 작용부(150)의 유화 입자 생성부(156)를 따라 배출 경로(160)로 이동된다.
합류부(140)로는 외상 유체가 일 방향(도 3을 기준 좌측 방향)으로 유입되며, 외상 유체가 합류부(140)를 통과한 후 직진하여 유화 입자 생성부(156)를 통과할 수 있도록 외상 유체 경로(132)와 유화 입자 생성부(156)는 동일 선 상에 배치될 수 있다. 즉, 외상 유체 경로(132)와 합류부(140)와 유화 입자 생성부(156)는 동일한 방향을 향해 연장될 수 있다.
그리고, 합류부(140)로의 내상 유체의 진입 방향은 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이룰 수 있으며, 본 실시예에서는 90도를 이루는 것을 예로 설명한다. 이를 위해, 합류부(140) 및 유화 입자 생성부(156)와 내상 유체 경로(112)의 연결 지점에는 직각으로 꺽여 있는 유화 작용부(150)의 제1 코너부(152)가 형성된다. 내상 유체 경로(112)를 따라 제공되는 내상 유체의 유동은 외상 유체 경로(132)를 따라 제공되는 외상 유체의 유동에 의해 외상 유체의 진행 방향으로 힘을 받게 되는데, 이 힘과 제1 코너부(152)의 기하학적인 형상에 의해 내상 유체의 유동에는 전단력이 작용하게 되고, 내상 유체의 유동은 끊기게 되어 내상 유체의 유화 입자가 형성될 수 있다.
마찬가지로, 합류부(140)로의 기능성 유체의 진입 방향은 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이룰 수 있으며, 본 실시예에서는 270도를 이루는 것을 예로 설명한다. 즉, 기능성 유체 경로(122)는 내상 유체 경로(112)와 동일 선상에 있을 수 있으며, 합류부(140)를 중심으로 내상 유체 경로(112)와 마주볼 수 있다. 다시 말하면, 내상 유체 경로(112)와 기능성 유체 경로(122)를 잇는 가상의 선은 외상 유체의 진행 방향과 직교할 수 있으며, 합류부(140)를 중심으로 내상 유체 경로(112)와 기능성 유체 경로(122)와 외상 유체 경로(132)와 유화 입자 생성부(156)는 '+'자 형상을 이룰 수 있다. 이와 같이 '+'자 형태의 유화 입자 생성부(156)는 채널 디자인이 간단하고, 교차 유화가 이뤄지는 유체 채널(100)을 소형화 할 수 있다는 장점이 있다.
합류부(140) 및 유화 입자 생성부(156)와 기능성 유체 경로(122)의 연결 지점에는 직각으로 꺽여 있는 유화 작용부(150)의 제2 코너부(154)가 형성된다. 기능성 유체 경로(122)를 따라 제공되는 기능성 유체의 유동은 외상 유체 경로(132)를 따라 제공되는 외상 유체의 유동에 의해 외상 유체의 진행 방향으로 힘을 받게 되는데, 이 힘과 제2 코너부(154)의 기하학적인 형상에 의해 기능성 유체의 유동에는 전단력이 작용하게 되고, 기능성 유체의 유동은 끊기게 되어 기능성 유체의 유화 입자가 형성될 수 있다.
유화 작용부(150)는 외상 유체가 내상 유체와 기능성 유체의 흐름을 끊어 내상 유체와 기능성 유체가 입자 상태로 외상 유체 내에 분산되도록 함으로써 에멀션을 생성하는 것으로서, 본 실시예에서는 내상 유체의 흐름을 끊기 위한 제1 코너부(152)와, 기능성 유체의 흐름을 끊기 위한 제2 코너부(154)와, 흐름이 끊긴 내상 유체 및 기능성 유체가 진행하며 외상 유체 내에 유화 입자화되는 유화 입자 생성부(156)를 포함할 수 있다.
제1 코너부(152)와 제2 코너부(154)는 합류부(140)를 중심으로 서로 대향하도록 배치될 수 있으며, 이 경우 외상 유체의 유동의 양측에서 내상 유체와 기능성 유체가 동시에 공급되는 것이므로 내상 유체와 기능성 유체는 서로 교번하여 끊기면서 유화 입자가 될 수 있다.
제1 코너부(152)와 제2 코너부(154)에서 흐름이 끊겨 입자 형태가 된 내상 유체와 기능성 유체는 외상 유체와 서로 섞이지 않으므로 계면이 불안정한 상태로 유화 입자 생성부(156)를 통과하게 되고, 이 과정에서 입자 형태의 내상 유체와 기능성 유체는 안정한 상태를 유지하려 구 형상이 될 수 있다.
또한, 제1 코너부(152)와 제2 코너부(154) 및 유화 입자 생성부(156)는 유화 입자 생성부(156)의 폭이 주변보다 더 좁아지는 오리피스가 될 수 있도록 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 외상 유체가 이동되는 경로 상에 내상 유체와 기능성 유체가 동시에 공급되어 내상 유체와 기능성 유체가 동시에 교차 유화되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 내상 유체와 기능성 유체는 외상 유체의 이동 경로 상에서 서로 다른 위치, 서로 다른 타이밍에 외상 유체로 공급될 수 있으며, 이에 의해 내상 유체 및 기능성 유체 중 어느 하나가 먼저 유화된 후 다른 하나가 유화될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 내상 유체와 기능성 유체가 유화되는 방법으로서 두 유체를 모두 외상 유체의 진행 방향과 교차하는 방향으로 공급하여 유화시키는 방법(Cross-Flow 방식)을 이용하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 다른 유화 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 서로 다른 상의 유체가 서로 같은 방향으로 흐르게 하되 합류부에 오리피스를 위치시킴으로써 외상 유체가 내상 유체의 흐름을 끊는 방법(Flow-Focusing 방식), 서로 다른 상의 유체를 서로 같은 방향으로 이동시키면서 유화시키는 방법(Co-Flow 방식), 채널 주입구의 종횡비를 크게 하거나 낮게 함으로써 넓어진 합류부에서 유화 입자를 형성하는 방법(Step Emulsification 방식), 내상 유체 또는 두 상의 혼합 유체를 멤브레인(Membrane)의 구멍으로 통과시켜 유화 입자를 형성하는 방법(Membrane Emulsification 방식)이 이용될 수 있다.
또한, 유화 작용부(150)는 동력원을 이용할 수도 있는데, 예를 들어 전기장 (Electrical control), 자기장 (Magnetic control), 원심력 (Centrifugal control), 레이저 (Optical control), 진동기 (Vibration control), Piezoelectric material (Piezoelectric control) 중 어느 하나 또는 그 이상을 이용하여 유화입자를 형성하는 방식의 채널이 이용될 수 있다.
또한, 유화 작용부(150)는 유체의 점도와, 계면장력, 젖음성을 변화시켜 유화입자를 형성할 수도 있는데, 예를 들어, Electrorheological (ER) 또는 Magnetorheological (MR) 유체(Fluids), Photo-sensitive 유체(Fluids)가 적용될 수 있다.
유화 작용부(150)에서 형성된 에멀션은 배출 경로(160)를 통과하며 안정될 수 있고, 에멀션 토출구(180)를 통해 튜브(60)로 전달될 수 있다. 배출 경로(160)는 유화 작용부(150)의 유화 입자 생성부(156)보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
여기서, 배출 경로(160)의 내벽은 외상 유체의 친수도에 대응되는 성질을 갖도록 제공될 수 있다. 이 경우, 에멀션의 외상을 이루는 외상 유체는 배출 경로(160)의 내벽측으로 끌어당겨지게 되고, 상대적으로 혼합 유체는 배출 경로(160)의 내벽측으로부터 멀어지게 되므로, 에멀션 상태가 안정적으로 유지되며 이동될 수 있다. 예를 들어, 외상 유체가 오일인 경우에 배출 경로(160)의 내벽은 소수성 물질이나 소수성 필름으로 코팅될 수 있으며, 외상 유체가 물인 경우에는 친수성 물질이나 친수성 필름으로 코팅될 수 있다. 여기서, 친수성 물질이나 친수성 필름으로는 물과의 접촉각이 0도 내지 50도인 소재가 사용될 수 있고, 소수성 물질이나 소수성 필름으로는 물과의 접촉각이 70도 내지 120도인 소재가 사용될 수 있다.
실시예에 따라서는 배출 경로(160)뿐만 아니라, 유화 작용부(150) 및 유체 채널(100)의 다른 구성들도 외상 유체의 친수도에 대응되는 성질을 갖도록 형성될 수도 있다.
종래에는, 외상 유체와 내상 유체의 계면장력이 높아서 서로 쉽게 섞이지 않으므로 과량의 계면활성제(1% ~ 5%) 등을 사용하지 않고는 유화입자를 형성하고 유지하는 것이 상당히 어려웠다. 그러나, 본 실시예에 따르면 극소 특성 길이(밀리미터 이하)를 갖는 유체 채널(100)에서 표면력(surface force)이 유체에 미치는 영향이 체적력(body force)에 비해 월등히 크므로, 계면활성제 등을 사용하지 않거나 최소량의 첨가로 빠르게 유화 작용이 이뤄질 수 있다는 장점이 있다. 또한, 서로 쉽게 섞이지 않는 두 유체 중 어느 하나의 유체가 다른 유체의 흐름을 끊어서 유화입자를 형성하게 되는 원리도 계면활성제를 줄이는데 도움이 된다.
한편 본 실시예에서는 유화 작용부(150)가 합류부(140)의 주변 구성인 것을 예로 들어 설명하였으나, 실시예에 따라 유화 작용부(150)는 합류부(140)의 후류 측에 형성되거나, 내상 유체와 기능성 유체의 합류가 서로 다른 지점에서 이뤄지고 각각의 합류 지점에서 유화 작용이 일어날 수도 있다. 예를 들어, 외상 유체는 유체 채널(100)로 진입한 후 두 개의 경로로 분지되고, 각각의 분지된 경로 상에 내상 유체와의 합류부와 기능성 유체와의 합류부가 형성되고, 유화 작용도 각각의 합류부에서 별도로 발생될 수 있다. 이후, 분지된 경로는 다시 하나로 합쳐질 수 있고, 이에 의해 하나의 외상 유체 안에 내상 유체의 유화 입자와 기능성 유체의 유화 입자가 모두 존재할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 유화 작용부(150)의 후류에 배출 경로(160)가 별도로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 실시예에 따라서는 배출 경로(160)가 생략되거나, 유화 작용부(150)와 연속적으로 형성되어 그 경계를 특정할 수 없을 수도 있다.
튜브(60)는 에멀션을 펌프(P)로 제공하여 에멀션이 최종적으로 펌프(P)의 토출구를 통해 사용자에게 토출될 수 있도록 하며, 사용자가 외부에서 튜브(60)를 통해 이동되는 유화 물질을 확인할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다. 물론, 이를 위해 튜브(60)에 대응되는 영역의 하우징(10)의 일부도 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상술한 것처럼, 펌프(P)로부터 각각의 용기들(20, 30, 40)까지는 서로 연통되는 일련의 유로를 형성하는데, 이러한 일련의 유로는 튜브(60), 유체 채널(100), 및 공급 유로(22, 32, 42)를 포함할 수 있다.
여기서, 펌프(P)의 압력, 공급 유로(22, 32, 42) 및 연결 유로(13)의 직경, 길이, 유체 채널(100)을 구성하는 각각의 주입구, 경로, 토출구 등의 폭, 깊이, 크기 등은 펌프(P)의 1회 조작에 의해 사용자가 1회 사용할 수 있는 양의 화장료가 생성될 수 있도록 조절될 수 있다. 구체적으로, 1회 사용할 수 있는 화장료의 양을 결정하기 위해서는 내상 유체, 외상 유체, 기능성 유체의 구성비가 결정되어야 하며, 그에 맞도록 각각의 구성요소들의 구조적 특성이 소정의 계산식에 의해 설정될 수 있다. 또한, 공급 유로(22, 32, 42) 및 유체 채널(100)의 각 경로(112, 122, 132)는 외상 유체가 먼저 합류부(140)에 도달한 후 내상 유체와 기능성 유체가 합류부(140)로 진입될 수 있도록 구성될 수 있다.
화장품의 1회 사용량은 수 ml 정도이므로, 각각의 용기(20, 30, 40)로부터 토출되는 유체들의 양은 그보다 더 작게 설정될 수 있고, 그에 따라 유체 채널(100)를 통과하는 시간도 매우 짧게 설정될 수 있으므로, 순간 유화가 보다 용이하게 구현될 수 있다.
한편, 유화입자의 크기와 함량은 화장품의 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 종래에는, 유화 물질의 크기와 함량을 조절하기 위해, 유화 물질에 첨가되는 계면활성제의 양을 조절하는 방식을 사용하였다. 그러나, 본 실시예의 경우에는 유체 채널(100)의 구조적인 요소와 유체의 유동 조건을 조절함으로써 유화 물질의 크기와 함량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 채널의 구조적인 요소는 채널의 높이, 오리피스의 너비, 각 유체들의 주입구의 너비 등일 수 있으며, 유체의 유동 조건은 음압의 세기, 유체의 유량 비, 유체의 점도 비 등일 수 있다. 이때, 유화입자는 채널의 높이가 낮아질수록, 오리피스의 너비가 좁아질수록, 음압의 세기가 셀수록, 내상 유체에 대한 외상 유체의 유량비가 클수록, 내상 유체의 점도가 외상 유체에 비해 높을수록 그 크기가 작아지게 되고, 이와 반대의 조건에는 유화입자의 크기가 커지게 된다.
또한, 생성하고자 하는 에멀션의 종류에 따라 유화 입자 형성에 도움을 주고자 소량의 계면활성제가 내상 유체 또는 외상 유체에 첨가될 수 있다. 예를 들어, O/W 에멀션을 생성하고자 하는 경우에는 HLB(hydrophile-lipophile balance) 값이 7 초과, 바람직하게는 8 내지 16인 계면활성제를 소량 첨가할 수 있고, W/O 에멀션을 생성하고자 하는 경우에는 HLB 값이 7 balaks, 바람직하게는 3 내지 6인 계면활성제를 소량 첨가할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치(1)의 작용 및 효과에 대해 설명하겠다.
기능성 원료 중 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II 등과 같이 물에 잘 용해되지 않는 물질은 에탄올에 용해 가능하므로, 에탄올에 용해되어 기능성 유체로서 제2 용기(30)에 저장될 수 있다. 즉, 기능성 유체는 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II 중 하나 이상이 에탄올에 용해된 것일 수 있다. 이때, 본 실시예의 경우 에탄올을 사용하더라도 제조 즉시 화장품을 사용할 수 있기 때문에, 기능성 원료의 농도를 종래보다 높게 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제2 용기(30)에 저장되는 기능성 유체의 농도는 질량비로서 1% 내지 10%일 수 있다. 이 경우, 제1 용기(20)에는 물이 내상 유체로서 제공될 수 있고, 제3 용기(40)에는 오일이 외상 유체로서 제공될 수 있다.
사용자가 펌프(P)를 조작하여, 튜브(60), 유체 채널(100), 및 공급 유로(22, 32, 42)에 음압을 발생시키면, 각각의 용기에 저장되어 있는 원료들이 유체 채널(100)로 공급된다.
구체적으로, 제1 용기(20)에 저장되어 있는 내상 유체와, 제2 용기(30)에 저장되어 있는 기능성 유체와, 제3 용기(40)에 저장되어 있는 외상 유체가 각각 제1 유로(22)와 제2 유로(32) 및 제3 유로(42)를 따라 내상 유체 주입구(110) 및 기능성 유체 주입구(120) 및 외상 유체 주입구(130)로 공급된다.
유체 채널(100)로 공급된 내상 유체와 기능성 유체와 외상 유체는 각각 내상 유체 경로(112), 기능성 유체 경로(122), 외상 유체 경로(132)를 따라 합류부(140)로 이동될 수 있다. 이때, 각 경로의 단부에는 오리피스(114, 124, 134)가 제공되어 유속이 빨라진 상태로 합류부(140)로 진입될 수 있고, 유동이 얇고 빨라진 상태이므로 유화 작용부(150)에 의해 보다 용이하게 유화 입자가 발생될 수 있다.
내상 유체 및 기능성 유체는 합류부(140)로 진입됨과 동시에 외상 유체의 흐름에 의한 힘을 소정 각도로 받게 되며, 제1 코너부(152)와 제2 코너부(154)가 각각 내상 유체 및 기능성 유체의 흐름을 방해하므로, 내상 유체의 흐름과 기능성 유체의 흐름은 끊기게 되어 내상 유체 입자와 기능성 유체의 입자가 형성된다. 이때, 외상 유체의 진행 방향 양측에서 내상 유체와 기능성 유체가 동시에 합류되므로, 내상 유체와 기능성 유체는 서로 번갈아 가며 유화될 수 있다.
내상 유체와 기능성 유체는 각각 제1 코너부(152) 및 제2 코너부(154)와 외상 유체의 유동에 의해 독립적으로 흐름이 끊기고 유화 입자 생성부(156)로 진입되는 바, 각각의 입자는 서로 섞이지 않은 상태로 진행하며 구형의 유화 입자로 형성될 수 있다. 즉, 기능성 유체에 포함된 기능성 원료와 내상 유체의 접촉은 차단될 수 있고, 그에 따라 에멀션은 기능성 원료의 효능이 그대로 유지된 상태로 사용자에게 사용될 수 있다.
경우에 따라서는 일부의 내상 유체의 유화 입자와 외상 유체의 유화 입자가 서로 만나게 될 수도 있으나, 이는 극히 일부분에 불과하며, 만나게 된 후 토출되어 사용자가 사용할 때까지의 시간이 매우 짧은 바 종래 기술과 같이 기능성 원료가 물과 만남으로써 발생되는 부작용들을 최소화 할 수 있다.
여기서, 에멀션 내 기능성 유체의 구성비는, 일 예로 에탄올이 용매로 사용되는 경우 질량비로서 10% 초과 30% 미만이 될 수 있도록 설정될 수 있다. 종래의 경우 기능성 원료가 용해된 에탄올의 구성비가 10%를 넘어서는 경우 화장품의 안정도가 떨어지게 되므로 에탄올을 과다 사용하는 것이 어려웠으나, 본 실시예에 따르면 기능성 유체가 내상 유체와 혼합된 후 유체 채널(100)을 거쳐 튜브(60)를 통해 펌프(P)를 통해 토출될 때까지 아주 짧은 시간 동안만 지속되므로, 제형의 안정도 하락은 실질적으로 무시 가능한 바 에탄올의 함량을 10% 초과하도록 에멀션을 구성하여도 제형이 안정적인 상태로 사용자에게 제공될 수 있다. 다만, 에탄올의 함량이 30% 이상인 경우에는 수상과 유상 모두에 친한 에탄올이 계면을 약하게 하여 유화입자 형성 및 유지에 문제가 있으므로, 30% 미만으로 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이 유화 작용부(150)에서 형성된 에멀션은, 배출 경로(160)를 따라 에멀션 토출구(180)로 이동되고, 튜브(60)를 통해 펌프(P)로 배출될 수 있다.
한편, 비타민 C와 같이 물에 분해되면 시간 경과에 따라 제품의 효능이 떨어지거나 변색, 변취되는 기능성 원료는 물에 용해시킬 수 없으므로, 폴리올에 가온 용해되어 제2 용기(30)에 저장될 수 있다. 이 경우, 제1 용기(20)에는 제2 용기에 저장되어 있는 기능성 유체를 수화시킬 수 있는 물이 내상 유체로서 제공될 수 있고, 제3 용기(40)에는 외상 유체로서 오일이 제공될 수 있다.
사용자가 펌프(P)를 조작하면, 제1 용기(20)에 저장된 물과 제2 용기(30)에 저장되어 있는 기능성 유체는 유체 채널(100)로 전달되어 상술한 것과 동일한 과정을 거쳐 외상 유체와 혼합되어 유화된 후, 튜브(60)를 통해 펌프(P)로 제공될 수 있다.
위의 경우와 마찬가지로, 기능성 유체가 내상 유체와 독립적으로 외상 유체 내에 분산되어 있으므로, 비타민 C와 물은 서로 접촉하여 섞일 가능성이 매우 낮으며, 설사 접촉하여 섞이게 된다고 하더라도 불안정한 상태는 기능성 유체가 유체 채널(100)을 거쳐 튜브(60)를 통해 펌프(P)를 통해 토출될 때까지 아주 짧은 시간 동안만 지속되므로, 기능성 원료의 효능은 안정적인 상태일 때와 실질적으로 동일한 수준으로 발휘될 수 있다.
또한, 기능성 유체가 수화됨으로써, 종래의 비타민 C가 함유된 화장품과 같이 끈적이는 사용감을 주지 않으므로 고객 만족도는 향상될 수 있다.
한편, 상술한 실시예들은 내상 유체로서 물이 사용되고 외상 유체로서 오일이 사용되어 W/O 에멀션을 생성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 내상 유체로서 오일이 사용되고 외상 유체로서 물이 사용되어 O/W 에멀션을 생성하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 물, 오일을 내상 유체, 외상 유체의 예로서 설명하였으나, 이는 친수성 유체와 소수성 유체의 대표적인 예로서 설명된 것이며, 내상 유체와 외상 유체로는 에멀션을 생성할 수 있는 임의의 친수성 유체 또는 소수성 유체가 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치(1) 및 제조 방법에 따르면, 기능성 원료가 사용됨에 따라 종래의 화장품이 가졌던 한계들이 배제된 상태로 기능성 원료를 에멀션에 포함시킬 수 있다. 따라서, 기능성 원료의 효과가 충분히 발휘될 수 있도록 화장품 내에 포함시킬 수 있으며, 사용자는 기능성 원료의 효능을 충분히 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 사용자가 펌프(P)를 조작하였을 때, 즉석으로 제조되어 제공되는 화장품을 사용하는 것인 바, 화장품 제조사가 대량으로 생산하여 판매하는 화장품 대비 신선한 화장품을 사용할 수 있다.
또한, 화장품의 장기 안정도를 고려한 계면활성제나 점증제 등의 사용을 최소화 할 수 있으므로, 사용자는 부가 물질의 함량이 최소화된 화장품을 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 채널부에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 다만, 도 4의 실시예는 상기의 실시예와 비교하여 내상 유체와 기능성 유체가 시간 차이를 두고 유화되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 상기의 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 유화 채널의 구성을 보여주는 평단면도이다.
도 4를 참조하면, 합류부(140)는 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체 중 어느 하나가 합류되는 제1 합류부(142)와, 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체 중 다른 하나가 합류되는 제2 합류부(144)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 합류부(142)가 내상 유체 경로(112)에 연결되고, 제2 합류부(144)가 외상 유체 경로(122)에 연결되며, 제1 합류부(142)가 제2 합류부(144)의 후류 측에 배치되는 것을 예로 들어 설명한다. 여기서, 제2 합류부(144)와 제1 합류부(142)는 외상 유체의 진행 방향으로 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
이때, 제1 코너부(152a)는 제1 합류부(142)와 내상 유체 경로(112)의 연결 지점에 형성될 수 있고, 제2 코너부(154a) 는 제2 합류부(144)와 기능성 유체 경로(122)의 연결 지점에 형성될 수 있다. 즉, 제2 코너부(154a)는 제1 코너부(152a)의 후류측에 배치될 수 있다.
그리고, 제1 합류부(142)과 제1 코너부(152a)의 연결 지점 후류 측에는 내상 유체의 흐름이 끊어져 생성된 입자가 유화되는 제1 유화 입자 생성부(156a)와, 제2 합류부(144)와 제2 코너부(154a)의 연결 지점 후류 측에는 기능성 유체의 흐름이 끊어져 생성된 입자가 유화되는 제2 유화 입자 생성부(156b)가 제공될 수 있다. 여기서, 제1 유화 입자 생성부(156a)는 내상 유체가 유화된 외상 유체가 제2 합류부(144)로 제공될 수 있도록 제1 합류부(142)와 제2 합류부(144)를 연결할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 내상 유체는 제1 합류부(142)에서 외상 유체와 합류함과 동시에 먼저 유화되어 외상 유체 내에 분산될 수 있다. 그리고, 내상 유체가 유화된 외상 유체는 제1 유화 입자 생성부(156a)를 따라 제2 합류부(144)로 제공되고, 기능성 유체는 제2 합류부(144)에서 외상 유체와 합류함과 동시에 유화되어 외상 유체 내에 분산될 수 있다. 이때, 내상 유체는 먼저 외상 유체 내에 유화되어 있으므로, 기능성 유체는 내상 유체와는 독립적인 유화 입자로 형성될 수 있으며, 그에 따라 기능성 원료와 내상 유체의 접촉은 차단될 수 있다.
본 실시예에서는 내상 유체가 외상 유체에 먼저 유화되고, 외상 유체가 그 후에 유화되는 것을 예로 들어 설명하나, 실시예에 따라서는 외상 유체가 먼저 유화될 수도 있다. 즉, 제1 코너부(152a)와 제2 코너부(154a) 중 어느 하나는 다른 하나의 후류측에 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 채널부에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 다만, 도 5의 실시예는 도 1의 실시예와 비교하여 점증제를 저장하는 제4 용기와, 점증제와 에멀션을 혼합하는 점증제 혼합 채널이 더 제공되는 점에서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치(1')에는 점증제를 저장하는 제4 용기(50)와 제4 용기(50)에 저장되어 있는 점증제를 점증제 혼합 채널(200)로 안내하는 점증제 혼합 채널(200)로 안내하는 제4 유로(52)가 제공될 수 있다.
여기서 점증제는 에멀션에 추가되어 에멀션의 사용감과 안정도를 향상시킬 수 있는 것으로서, 유체 채널(100)에서 에멀션이 생성된 이후 에멀션에 섞이도록 제공될 수 있다.
제4 용기(50)는 도면에 도시된 것처럼, 하나의 원통형 용기가 구획됨으로써 제1 용기(20) 내지 제4 용기(50)가 제공되는 형태로 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 다른 용기들(20, 30, 40)과는 독립적으로 제공되어 별도로 하우징(10)에 고정되거나, 일부 용기와 함께 제공될 수도 있다.
한편, 점증제 혼합 채널(200)은 유체 채널(100)에서 형성된 에멀션과 제4 용기(50)로부터 공급되는 점증제를 섞기 위한 것으로서, 점증제 혼합 채널(200)은 유체 채널(100)과 적층되는 형태로 제공될 수 있으며, 이를 위해 점증제 혼합 채널(200)이 형성되는 추가의 플레이트(14)가 플레이트(12)의 하측, 즉 용기들(20, 30, 40, 50)로부터 가장 먼 위치에 배치될 수 있다. 이때, 튜브(60) 및 제4 유로(52)는 플레이트(12)를 관통하여 추가의 플레이트(14) 측으로 연장될 수 있다.
여기서, 점증제 혼합 채널(200)은 펌프(P)에 의해 형성되는 압력에 의해 용기들(20, 30, 40, 50)로부터 유체가 배출되어 점증제 혼합 채널(200)을 통과한 후 튜브(60)를 통해 배출될 수 있도록 다른 구성들과 서로 연통되도록 제공될 수 있다.
구체적으로, 유체 채널(100)과 점증제 혼합 채널(200)은 연결 유로(13)에 의해 연결될 수 있으며, 유체 채널(100)에서 생성된 에멀션은 연결 유로(13)를 통해 점증제 혼합 채널(200)의 에멀션 주입구(210)로 연결될 수 있다. 이를 위해, 유체 채널(100)의 에멀션 토출구(180)는 튜브(60)가 아닌 연결 유로(13)에 연결된다.
한편, 실시예에 따라서는 점증제 혼합 채널(200)은 유체 채널(100)과 동일 평면 상에 형성될 수도 있으며, 이 경우 유체 채널(100)의 에멀션 토출구(180)는 실질적으로 점증제 혼합 채널(200)의 에멀션 주입구(210)에 대응될 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는 추가의 플레이트(14)와 플레이트(12)는 서로 붙어 있는 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우, 연결 유로(13)는 생략될 수 있다.
점증제 혼합 채널(200)은 유체 채널(100)에서 생성된 에멀션이 공급되는 에멀션 주입구(210)와, 제4 유로(52)에 연결되어 점증제가 공급되는 점증제 주입구(220)와, 에멀션 주입구(210)로 제공된 에멀션과 점증제 주입구(220)로 제공된 점증제가 서로 만나게 되는 점증제 합류부(230)와, 점증제 합류부(230)에서 만난 에멀션과 점증제를 함께 진행시키며 서로 섞이게 하는 점증제 혼합부(240)와, 튜브(60)에 연결되어 점증제가 섞인 에멀션을 토출하는 혼합액 토출구(250)를 포함할 수 있다. 이와 같은 점증제 혼합 채널(200)은 에멀션과 점증제를 섞이게 할 수 있는 미세 유체 채널일 수 있다.
에멀션 주입구(210)와 점증제 주입구(220)는 점증제 합류부(230)를 중심으로 서로 대향되도록 배치될 수 있으며, 이에 의해 점증제 합류부(230)를 중심으로 'T'자 형태의 유로가 형성될 수 있다. 점증제 합류부(230)에서 접촉된 에멀션과 점증제는 서로 충분히 섞이지 않은 상태로 직선 유로를 따라 점증제 혼합부(240)에 진입될 수 있다.
점증제 혼합부(240)는 유체의 진행 방향을 전환시킴으로써, 유동에 와류(vortex)를 형성할 수 있는 유로이다. 이를 위해, 점증제 혼합부(240)는 유체의 진행 방향이 전환될 수 있도록 절곡부, 굴곡부, 회전부 등을 구비할 수 있다. 특히, 점증제 혼합부(240)가 유체를 일 방향 또는 양 방향으로 회전시킬 수 있도록 형성되는 경우에는, 유체의 흐름에 와류가 형성됨과 동시에 유체에 원심력이 가해지므로 점증제 혼합부(240)를 통과하는 유체는 충분히 섞일 수 있게 된다.
본 실시예에서는 점증제 혼합부(240)가 진입되는 유체를 일 방향(도면 기준 반 시계 방향)으로 회전시킨 후 다시 타 방향(도면 기준 시계 방향)으로 회전시키도록 구성되는 것을 예로 들어 설명한다. 구체적으로 점증제 혼합부(240)는 유체가 일 방향으로 회전되도록 안내하는 제1 회전 경로(242)와, 일 방향으로 회전되는 유체가 다른 방향으로 회전되도록 안내하는 제2 회전 경로(244)와, 제1 회전 경로(242)와 제2 회전 경로(244) 사이에서 유체의 회전 방향을 변경하는 방향 전환 경로(243)를 포함할 수 있다. 점증제 합류부(230)에서 서로 접촉되고 충분히 혼합되지 않은 상태의 에멀션과 점증제는 제1 회전 경로(242)를 따라 이동하며 일 방향으로 회전하며 혼합되고, 방향 전환 경로(243)에서 회전 방향이 전환된 후 다시 타 방향으로 회전되며 혼합되므로, 에멀션과 점증제는 활발하게 혼합될 수 있다.
이와 같은 점증제 혼합부(240)는 복수 개가 연속적으로 배치되어 에멀션과 점증제가 충분히 섞이도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 점증제 혼합부(240)가 점증제 혼합 채널(200) 상에 4개가 연속하게 배치되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이러한 점증제 혼합부(240)의 개수 및 배치는 본 발명의 사상을 제한하지 않는다.
한편, 본 실시예에서는 점증제 혼합부(240)가 유체의 진행 방향을 전환시켜 와류를 형성함으로써 혼합을 촉진시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 유체를 혼합시키는 방법은 이에 한정되지 않으며, 두 유체를 적층되게 하여 접촉 면적을 늘리는 방법, 전기장을 적용한 방법, 음파를 이용한 방법, 이외에도 기타 미세유체채널 내에서 교반을 시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.
점증제 혼합부(240)를 통과하며 에멀션과 점증제는 충분히 섞이게 되며, 이와 같이 혼합된 혼합액은 혼합액 토출구(250)로 이동되어 튜브(60)를 통해 펌프(P)로 제공될 수 있다.
점증제 혼합부(240)에서 점증제와 섞인 에멀션은 혼합액 토출구(250)로 안내되어 튜브(60)를 통해 펌프(P)로 배출될 수 있다.
한편, 점증제의 산도에 따라 중화제가 사용될 수도 있다. 이 경우, 중화제는 외상 유체에 섞여 제3 용기(40)에 제공될 수 있다. 그에 따라 에멀션은 중화제에 따른 산도를 가질 수 있고, 점증제 혼합 채널(200)에서 점증제와 섞임으로써 점증제를 중화시킬 수 있다. 실시예에 따라, 중화제는 내상 유체에 섞여서 제공될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치에 따르면, 에멀션이 형성된 이후에 에멀션에 점증제를 첨가함으로써 에멀션의 사용감과 안정도를 조절할 수 있는 장점이 있다.
하기는 본 발명의 실시예들의 나열이다.
항목 1은, 외관을 형성하는 하우징; 하우징에 제공되고, 사용자의 조작에 의해 순간 유화된 에멀션을 하우징의 외부로 토출하는 펌프; 하우징에 제공되고, 내상 유체를 저장하는 제1 용기; 하우징에 제공되고, 기능성 원료를 포함하는 기능성 유체를 저장하는 제2 용기; 하우징에 제공되고, 외상 유체를 저장하는 제3 용기; 하우징에 제공되고, 내상 유체 및 기능성 유체가 외상 유체 내에서 각각 독립적인 유화 입자로 존재할 수 있도록 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체를 순간 유화시키는 유화 채널; 및 유화 채널에서 생성된 에멀션을 펌프로 제공하는 튜브를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 2는, 제1 용기로부터 유화 채널에 내상 유체를 제공하는 제1 유로; 제2 용기로부터 유화 채널에 기능성 유체를 제공하는 제2 유로; 및 제3 용기로부터 유화 채널에 외상 유체를 제공하는 제3 유로를 더 포함하는 항목 1의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 3은, 유화 채널은, 제1 유로에 연결되는 내상 유체 주입구; 제2 유로에 연결되는 기능성 유체 주입구; 제3 유로에 연결되는 외상 유체 주입구; 내상 유체 주입구로 제공된 내상 유체와 기능성 유체 주입구로 제공된 기능성 유체와 외상 유체 주입구로 제공된 외상 유체가 만나는 합류부; 내상 유체의 유동과 기능성 유체의 유동을 끊음으로써 내상 유체와 기능성 유체를 각각 독립된 유화 입자화하여 에멀션을 생성하는 유화 작용부; 유화 작용부에서 생성된 에멀션을 이동시키는 배출 경로; 및 배출 경로에 연결되어 에멀션을 토출하는 에멀션 토출구를 포함하는 항목 1 내지 항목 2의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 4는, 유체 채널은, 합류부로의 내상 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 합류부에 연결되는 내상 유체 경로와, 합류부로의 기능성 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 합류부에 연결되는 기능성 유체 경로를 포함하는 항목 1 내지 항목 3의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 5는, 합류부를 중심으로 내상 유체 경로와 기능성 유체 경로는 서로 마주보도록 배치되고, 내상 유체 경로와 기능성 유체 경로를 잇는 가상의 선은 외상 유체의 진행 방향과 직교하는 항목 1 내지 항목 4의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 6은, 내상 유체 경로와 기능성 유체 경로는 외상 유체의 이동 방향으로 소정 거리 이격 배치되는 항목 1 내지 항목 5의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 7은, 유화 작용부는, 내상 유체가 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 내상 유체의 흐름을 끊는 제1 코너부; 기능성 유체가 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 기능성 유체의 흐름을 끊는 제2 코너부; 및 흐름이 끊긴 내상 유체 및 기능성 유체가 진행하며 외상 유체 내에 유화 입자화되는 유화 입자 생성부를 포함하는 항목 1 내지 항목 6의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 8은, 유체 채널은, 합류부로 외상 유체를 진입시키는 외상 유체 경로를 포함하고, 외상 유체 경로와 합류부와 유화 입자 생성부는 동일한 방향을 향해 연장되는 항목 1 내지 항목 7의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 9는, 제1 코너부 및 제2 코너부 중 어느 하나는 다른 하나의 후류측에 배치되는 항목 1 내지 항목 8의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 10은, 기능성 유체는 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II 중 어느 하나 이상이 에탄올에 용해된 것이거나, 비타민 C가 폴리올에 용해된 것인 항목 1 내지 항목 9의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 11은, 기능성 유체의 농도는 부피비로서 1% 내지 10%인 항목 1 내지 항목 10의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 12는, 기능성 유체는 에탄올을 용매로 사용하고, 에멀션에 대한 기능성 유체의 부피비는 10% 초과 30% 미만인 항목 1 내지 항목 11의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 13은, 점증제를 저장하는 제4 용기; 및 유화 채널에서 생성된 에멀션과 제4 용기로부터 제공되는 점증제를 혼합하는 점증제 혼합 채널을 더 포함하고, 튜브는 점증제 혼합 채널에서 형성된 점증제와 에멀션의 혼합액을 펌프로 제공하는 항목 1 내지 항목 12의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 14는, 점증제 혼합 채널은, 유체 채널에서 생성된 에멀션이 공급되는 에멀션 주입구; 제4 용기에 연결되어 점증제가 공급되는 점증제 주입구; 에멀션 주입구로 제공된 에멀션과 점증제 주입구로 제공된 점증제가 서로 만나게 되는 점증제 합류부; 점증제 합류부에서 만난 에멀션과 점증제를 함께 진행시키며 서로 섞이게 하는 점증제 혼합부; 및 튜브에 연결되어 점증제가 섞인 에멀션을 토출하는 혼합액 토출구를 포함하는 항목 1 내지 항목 13의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 15는, 펌프의 조작에 의해 발생되는 압력에 의해 내상 유체와 기능성 유체와 외상 유체가 유화 채널로 공급되어 에멀션이 생성되고, 생성된 에멀션이 튜브를 통해 펌프로 공급되는 항목 1 내지 항목 14의 순간 유화 화장품 제조 장치이다.
항목 16은 사용자에 의해 하우징에 제공된 펌프가 조작되는 단계; 펌프의 조작에 의해 하우징에 제공된 제1 용기로부터 배출되는 내상 유체가 유체 채널에 형성된 제1 코너부에서 일 방향으로 진행하는 외상 유체에 의해 흐름이 끊겨 외상 유체 내에 유화 입자로 분산되는 단계; 펌프의 조작에 의해 하우징에 제공된 제2 용기로부터 배출되는 기능성 유체가 유체 채널에 형성된 제2 코너부에서 일 방향으로 진행하는 외상 유체에 의해 흐름이 끊겨 외상 유체 내에 유화 입자로 분산되는 단계; 및 내상 유체와 기능성 유체가 외상 유체 내에 유화되어 있는 에멀션이 유체 채널을 따라 튜브로 이송되는 단계; 및 튜브로 전달된 에멀션이 펌프로 제공되는 단계를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 방법이 제공될 수 있다.
항목 17은, 내상 유체가 유화 입자로 분산되는 단계와 기능성 유체가 유화 입자로 분산되는 단계는 서로 교번하여 반복적으로 발생되는 항목 16의 순간 유화 화장품 제조 방법이다.
항목 18은, 내상 유체의 유화 입자와 기능성 유체의 유화 입자는 외상 유체 내에서 서로 독립적으로 존재할 수 있도록 내상 유체 및 기능성 유체 중 어느 하나가 외상 유체에 유화된 후 다른 하나가 외상 유체에 유화되는 항목 16 내지 항목 17의 순간 유화 화장품 제조 방법이다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 순간 유화 화장품 제조 장치 및 제조 방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 순간 유화 화장품 제조 장치 10: 하우징
20: 제1 용기 22: 제1 유로
30: 제2 용기 32: 제2 유로
40: 제3 용기 42: 제4 유로
50: 제4 용기 52: 제4 유로
60: 튜브 P: 펌프
100: 유화 채널 110: 내상 유체 주입구
112: 내상 유체 경로 114: 내상 유체 오리피스
120: 기능성 유체 주입구 122: 기능성 유체 경로
124: 기능성 유체 오리피스 130: 외상 유체 주입구
132: 외상 유체 경로 134: 외상 유체 오리피스
140: 합류부 142: 제1 합류부
144: 제2 합류부 150: 유화 작용부
152: 제1 코너부 154: 제2 코너부
156: 유화 입자 생성부 160: 배출 경로
180: 에멀션 토출구

Claims (18)

  1. 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 제공되고, 사용자의 조작에 의해 순간 유화된 에멀션을 상기 하우징의 외부로 토출하는 펌프;
    상기 하우징에 제공되고, 내상 유체를 저장하는 제1 용기;
    상기 하우징에 제공되고, 기능성 원료를 포함하는 기능성 유체를 저장하는 제2 용기;
    상기 하우징에 제공되고, 외상 유체를 저장하는 제3 용기;
    점증제를 저장하는 제4 용기;
    상기 하우징에 제공되고, 내상 유체 및 기능성 유체가 외상 유체 내에서 각각 독립적인 유화 입자로 존재할 수 있도록 외상 유체에 내상 유체 및 기능성 유체를 순간 유화시키는 유화 채널;
    상기 유화 채널에서 생성된 에멀션을 상기 펌프로 제공하는 튜브; 및
    상기 유화 채널에서 생성된 에멀션과 상기 제4 용기로부터 제공되는 점증제를 혼합하는 점증제 혼합 채널을 포함하고,
    상기 튜브는 상기 점증제 혼합 채널에서 형성된 점증제와 에멀션의 혼합액을 상기 펌프로 제공하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 용기로부터 상기 유화 채널에 내상 유체를 제공하는 제1 유로;
    상기 제2 용기로부터 상기 유화 채널에 기능성 유체를 제공하는 제2 유로; 및
    상기 제3 용기로부터 상기 유화 채널에 외상 유체를 제공하는 제3 유로를 더 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 유화 채널은,
    상기 제1 유로에 연결되는 내상 유체 주입구;
    상기 제2 유로에 연결되는 기능성 유체 주입구;
    상기 제3 유로에 연결되는 외상 유체 주입구;
    상기 내상 유체 주입구로 제공된 내상 유체와 상기 기능성 유체 주입구로 제공된 기능성 유체와 상기 외상 유체 주입구로 제공된 외상 유체가 만나는 합류부;
    내상 유체의 유동과 기능성 유체의 유동을 끊음으로써 내상 유체와 기능성 유체를 각각 독립된 유화 입자화하여 에멀션을 생성하는 유화 작용부;
    상기 유화 작용부에서 생성된 에멀션을 이동시키는 배출 경로; 및
    상기 배출 경로에 연결되어 에멀션을 토출하는 에멀션 토출구를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 유화 채널은,
    상기 합류부로의 내상 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 상기 합류부에 연결되는 내상 유체 경로와,
    상기 합류부로의 기능성 유체의 진입 방향이 외상 유체의 진행 방향과 소정의 각도를 이루도록 상기 합류부에 연결되는 기능성 유체 경로를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 합류부를 중심으로 상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로는 서로 마주보도록 배치되고,
    상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로를 잇는 가상의 선은 상기 외상 유체의 진행 방향과 직교하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 내상 유체 경로와 상기 기능성 유체 경로는 외상 유체의 이동 방향으로 소정 거리 이격 배치되는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 유화 작용부는,
    내상 유체가 상기 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 상기 내상 유체의 흐름을 끊는 제1 코너부;
    기능성 유체가 상기 합류부에 진입되는 지점에 형성되어 상기 기능성 유체의 흐름을 끊는 제2 코너부; 및
    흐름이 끊긴 내상 유체 및 기능성 유체가 진행하며 외상 유체 내에 유화 입자화되는 유화 입자 생성부를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 유화 채널은,
    상기 합류부로 외상 유체를 진입시키는 외상 유체 경로를 포함하고,
    상기 외상 유체 경로와 상기 합류부와 상기 유화 입자 생성부는 동일한 방향을 향해 연장되는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 코너부 및 상기 제2 코너부 중 어느 하나는 다른 하나의 후류측에 배치되는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기능성 유체는 Melasolv, EGCG, Ubiquinone, Icariside II 중 어느 하나 이상이 에탄올에 용해된 것이거나, 비타민 C가 폴리올에 용해된 것인 순간 유화 화장품 제조 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 기능성 유체의 농도는 부피비로서 1% 내지 10%인 순간 유화 화장품 제조 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 기능성 유체는 에탄올을 용매로 사용하고, 에멀션에 대한 상기 기능성 유체의 부피비는 10% 초과 30% 미만인 순간 유화 화장품 제조 장치.
  13. 삭제
  14. 제1 항에 있어서,
    점증제 혼합 채널은,
    상기 유화 채널에서 생성된 에멀션이 공급되는 에멀션 주입구;
    상기 제4 용기에 연결되어 점증제가 공급되는 점증제 주입구;
    상기 에멀션 주입구로 제공된 에멀션과 상기 점증제 주입구로 제공된 점증제가 서로 만나게 되는 점증제 합류부;
    상기 점증제 합류부에서 만난 에멀션과 점증제를 함께 진행시키며 서로 섞이게 하는 점증제 혼합부; 및
    상기 튜브에 연결되어 점증제가 섞인 에멀션을 토출하는 혼합액 토출구를 포함하는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 펌프의 조작에 의해 발생되는 압력에 의해 내상 유체와 기능성 유체와 외상 유체가 상기 유화 채널로 공급되어 에멀션이 생성되고, 생성된 에멀션이 상기 튜브를 통해 상기 펌프로 공급되는 순간 유화 화장품 제조 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102164829B1 (ko) * 2018-12-31 2020-10-13 (주)아모레퍼시픽 휴대용 화장품 제조 장치
KR102252373B1 (ko) * 2018-12-31 2021-05-14 (주)아모레퍼시픽 화장품 제조 장치
JP7311610B2 (ja) 2019-01-03 2023-07-19 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー パーソナライズスキンケアシステム
CN113230918B (zh) * 2021-03-31 2022-05-10 厦门大学 一种高效低能耗的膜乳化系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002538909A (ja) 1999-03-17 2002-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング 化粧品製剤包装システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29511932U1 (de) * 1995-07-24 1996-11-21 Brugger Gerhard Spender für ein aus zwei Bestandteilen zusammengestelltes Medium
KR100222000B1 (ko) 1997-04-28 1999-09-15 윤동한 다중 액정 리포좀 유화에 의한 화장료 조성물과 그 제조방법
EP2162205A1 (en) * 2007-06-05 2010-03-17 Eugenia Kumacheva Multiple continuous microfluidic reactors for the scaled up synthesis of gel or polymer particles
KR101043116B1 (ko) * 2009-01-23 2011-06-20 경원대학교 산학협력단 나노필터 구조체를 포함하는 화장품 용기
DE202010015932U1 (de) * 2010-11-26 2011-02-03 Azani, Adam Vorrichtung zum Aufbewahren und Mischen von Stoffen
CA2842469C (en) * 2011-08-15 2016-10-11 The Procter & Gamble Company Cosmetic applicators
KR101325134B1 (ko) * 2012-01-03 2013-11-07 한국과학기술원 3차원 미세유체집속채널구조를 이용하는 균일한 미세 액적 및 단분산성 입자의 제조 방법
KR101614357B1 (ko) * 2014-04-07 2016-04-22 한국과학기술원 복수개의 내부 액적을 구비하는 이중액적의 제조 방법 및 이에 의한 이중액적
EP2962751B1 (en) * 2014-07-03 2017-04-05 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Method of forming droplets in a multiple-phase system
JP6538468B2 (ja) * 2015-07-31 2019-07-03 株式会社ダイゾー 二液吐出型エアゾール製品

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002538909A (ja) 1999-03-17 2002-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング 化粧品製剤包装システム
US20030048693A1 (en) * 1999-03-17 2003-03-13 Merck Patent Gmbh Packaging system for cosmetic formulations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Zhu and Wang, Lab.Chip.2017.17.34-75(2016.11.01.)*

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