KR102378097B1 - 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법 - Google Patents

화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치 및 이의 배합방법에 관한 것으로서, 폐기물 재활용을 증대시키는 차원에서 화장품 유리용기를 제조하는데 사용되는 유리조성물에 파유리가 차지하는 비율을 최대화하고, 파유리가 첨가되지 않은 상태의 유리조성물로 제조된 화장품 유리용기와 유사한 품질을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 유리조성물을 구성하는 첨가원료와 파유리가 최대한 균일하게 배합될 수 있도록 구성된 유리조성물 배합장치 및 이의 배합방법에 관한 것이다.

Description

화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법{A composition mixing method for manufacturing cosmetic glass container}
본 발명은 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치 및 이의 배합방법에 관한 것으로서, 폐기물 재활용을 증대하는 차원에서 화장품 유리용기를 제조하는데 사용되는 유리조성물에 파유리가 차지하는 비율을 최대화하고, 파유리가 첨가되지 않은 상태의 유리조성물로 제조된 화장품 유리용기와 동등한 품질을 유지할 수 있도록, 유리조성물을 구성하는 첨가원료와 파유리가 최대한 균일하게 배합될 수 있도록 구성된 유리조성물 배합장치 및 이의 배합방법에 관한 것이다.
화장품 용기는 일반적으로 합성수지 또는 유리재질로 제조될 수 있다.
합성수지재질보다 유리재질인 화장품 유리용기의 장점으로 화장료의 변질을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 화장료가 수용된 채 화장료가 오랫동안 변질되지 않은 상태에서 보관될 수 있다.
나아가, 화장품 용기의 환경문제에 있어서 합성수지재질보다 유리재질이 재활용성이 뛰어나, 폐기처분시 자연환경에 그 부담을 최소화할 수 있다. 더하여, 제조시 합성수지재질보다 유리재질에서 환경유해성분이 덜 배출되는 것으로 알려졌다.
나아가, 합성수지재질보다 유리재질의 화장품 용기의 경우, 심미감이 우수하다. 즉, 합성수지재질로부터 느낄 수 없는 미감이나 시각적 효과에 따른 심미감이 유리재질에서 발휘되는 바, 화장료의 고급스러움을 더하는 화장품 용기로 선호되고 있다.
일반적으로 화장품 유리용기를 제조하는 유리조성물의 경우, 탄산나트륨, 칼슘, 탄산칼륨, 탄산바륨 등의 첨가원료와 주원료인 규사로 구성되어 있으나, 환경문제에 대처하는 방안 및 비용 절감 차원으로 폐기된 유리용기 등의 재활용을 증대시키는 차원에서 폐기된 유리용기가 파쇄된 상태의 파유리도 추가되고 있다.
상술한 바와 같이, 화장품 유리용기의 경우 화장료 보존과 더불어 화장품 유리용기의 심미감을 증대시키는 바, 유리조성물에서 파유리가 많은 비율을 차지하는 경우, 최종적으로 생산되는 화장품 유리용기의 품질이 저하되어 화장품 유리용기의 기능을 제대로 발휘하지 못하는 경우가 발생된다.
나아가, 유리병에 대한 KS 기준에 따르면, 유리병은 2종(식료품병), 3종(음료수병), 4종(술병), 5종(화장품 용기병)으로 구분되고, 유리병의 품질에 있어서 색상, 기포, 두께, 미용융물, 채색 등의 일정한 조건을 만족해야 하고, 일정한 온도(화장품 용기병의 경우 30℃)에 대한 내열 충격에 견디어야 하며, 일정한 압력의 내압력을 견디어야 하는 등 화학적 내구성과 기계적 성질에 대한 기준이 규정되어 있다.
이에 화학적 내구성과 기계적 성질을 증대시키기 위해 규사 이외에 유리조성물에 상술한 첨가원료가 유리조성물에 첨가된다.
그러나, 파유리가 유리조성물에서 많은 비율로 차지하는 경우, 첨가된 첨가원료에도 불구하고 상술한 화장품 유리용기의 기능 저하, 나아가 유리병에 대한 KS 기준을 만족시키지 못하는 경우가 발생되고, 따라서 이러한 제한적인 사항으로 인하여 파유리의 사용량을 증가시키는데 그 한계가 있어 왔다.
한편, 유리를 제조하기 위한 생산공정을 개략적으로 살펴보면, 목적하는 용도에 적합한 유리의 물리적 화학적 물성을 선택한 후 이에 맞는 유리 조성을 결정하고, 이와 같이 결정된 유리 조성을 만들어 내는데 필요한 첨가원료를 선택 및 이들로부터 최종 유리제품의 조성을 맞출 수 있는 최적의 배합비를 산출해낸다.
유리원료에 대한 최적의 배합비가 산출되면, 각각의 유리원료들을 계량하고 배합하는 과정을 수행한다. 이어서, 배합된 유리원료를 용융시켜 용융물을 만든 후, 성형과 냉각 과정을 통해 화장품 유리용기 등의 최종 유리제품을 제조할 수 있다.
종래기술에 따라 파유리가 포함된 유리조성물이 용해로에 유입되는 과정을 살펴보면, 일정한 양의 파유리가 컨베이어벨트로 이동되는 과정 중, 이미 이전 단계에서 첨가원료와 규사가 배합된 상태의 배합물이 컨베이어벨트 상에 위치되어 이동 중인 파유리 상에 골고루 분사되는 방식으로 파유리 위에 뿌려지는 상태로 용해로로 유입되는 방식으로 이루어지고 있다.
이러한 종래기술에 따르면, 컨베이어벨트 상에 위치된 파유리와 첨가원료가 균일하게 배합되지 않은 상태에서 용해로로 유입되고, 이에 따라 화장품 유리용기의 성질에 영향을 미치는 첨가원료와 파유리가 균일하게 배합되지 않은 상태에서 용해되는 바, 전체 유리조성물 중 파유리가 많으면 많을수록 파유리의 성질이 그대로 화장품 유리용기에 반영되어 상술한 화학적 내구성과 기계적 성질을 만족시키지 못하는 경우가 발생된다.
이러한 문제점 때문에, 일반적으로 화장품 유리용기를 제조하는 유리조성물의 경우 10% 전후의 파유리가 첨가되는 것으로 알려져 있다.
이에, 화장품 유리용기를 제조하는 유리조성물에 포함되는 파유리의 양을 증대시킬 수 있고, 그럼에도 불구하고 여전히 화장품 유리용기의 화학적 내구성과 기계적 성질을 만족시킬 수 있는, 첨가원료와 규사 그리고 파유리를 최대한 균일하게 배합할 수 있는 배합장치 및 배합방법에 대한 연구가 절실히 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) KR 10-1579512 B
(특허문헌 2) KR 10-1145729 B
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 유리조성물 중에 파유리가 차지하는 비율을 증대시키면서 동시에 이러한 유리조성물로써 제조되는 화장품 유리용기의 화학적 내구성과 기계적 성질을 만족시킬 수 있는, 규사와 첨가원료 그리고 파유리가 균일하게 배합될 수 있는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치 및 배합방법을 제안하고자 한다.
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치는, 파유리, 규사 및 첨가원료가 투입되어 배합되는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치에 있어서, 내측에 일정한 공간이 형성되고, 상부가 개방된 배합통(120); 상기 배합통(120)의 중앙을 관통하는 회전축(140); 상기 개방된 배합통(120)의 상부에 장착되는 상부개폐부(170); 및 상기 배합통(120)의 하부에 장착되어 상기 배합통(120)의 하부를 폐쇄하는 하부폐쇄부(180)를 포함하며,
상기 배합통(120)의 상부가 개방되거나 또는 상기 배합통(120)이 상기 회전축(140)을 축으로 하여 회전되는 과정 중 상기 배합통(120)의 내측으로 에어가 분사될 수 있다.
바람직하게는, 상기 하부폐쇄부(180)에는 상기 배합통(120)의 내측으로 에어를 분사하는 다수의 에어노즐모듈(182)이 장착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 에어노즐모듈(182)은 상기 배합통(120)의 내측면을 따라 에어가 유동되도록 에어를 분사하는 제1에어노즐(182-1); 및 상기 배합통(120)의 중앙으로 에어가 유동되도록 에어를 분사하는 제2에어노즐(182-2)을 포함하며,
상기 다수의 에어노즐모듈(182)이 상기 하부폐쇄부(180)의 내측면을 따라 일정한 간격으로 장착되어 있는 상태에서, 상기 다수의 에어노즐모듈(182)에서 분사된 에어가 상기 배합통(120)의 내측으로 분사될 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전축(140)의 내측에는, 상기 회전축(140)의 일단에서 시작하여 일정한 길이로 연장된 제1에어유로(142-1)가 형성되어 있고, 상기 회전축(140)의 타단에서 시작하여 일정한 길이로 연장된 제2에어유로(142-2)가 형성되어 있으며,
제1에어공급조인트(150-1)가 상기 회전축(140)의 일단의 상기 제1에어유로(142-1)에 연통된 상태에서, 상기 제1에어공급조인트(150-1)로부터 유동된 에어가 상기 제1에어유로(142-1)로 유동되며,
제2에어공급조인트(150-2)가 상기 회전축(140)의 타단의 상기 제2에어유로(142-2)에 연통된 상태에서, 상기 제2에어공급조인트(150-2)로부터 유동된 에어가 상기 제2에어유로(142-2)로 유동될 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전축(140)의 일단에서 일정한 거리에 위치되되, 상기 회전축(140)이 상기 배합통(120)에 관통되기 전의 상기 회전축(140)의 부분에 제1에어유출관(144-1)이 장착되어 있어, 상기 제1에어유로(142-1)로 유동된 에어가 상기 제1에어유출관(144-1)으로 유동되며,
상기 회전축(140)의 타단에서 일정한 거리에 위치되되, 상기 회전축(140)이 상기 배합통(120)에 관통되기 전의 상기 회전축(140)의 부분에 제2에어유출관(144-2)이 장착되어 있어, 상기 제2에어유로(142-2)로 유동된 에어가 상기 제2에어유출관(144-2)으로 유동되며,
상기 배합통(120)의 외측면에 장착되어, 일단이 상기 상부개폐부(170)에 장착된 공압실린더(175)에 연통되고, 타단이 상기 제1에어유출관(144-1)에 연통된 제1에어유동관(160-1); 및
상기 배합통(120)의 외측면에 장착되어, 일단이 상기 하부폐쇄부(180)에 장착된 에어노즐모듈(182)에 연통되고, 타단이 상기 제2에어유출관(144-2)에 연통된 제2에어유동관(160-2)을 더 포함하며,
상기 배합통(120)의 내부에는 다수의 블레이드(190)가 상기 배합통(120)의 내측면에서 상기 배합통(120)의 내측으로 돌출된 상태로 위치되며, 상기 다수의 블레이드(190)가 돌출된 방향은 서로 다를 수 있다.
나아가, 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법은, 파유리, 규사 및 첨가원료가 투입되어 배합되는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법에 있어서, (a) 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 제1배합기(100)에 투입되는 단계; (b) 상기 제1배합기(100)가 회전됨에 따라, 상기 제1배합기(100)의 내측에 위치된 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 일정한 시간 동안 배합되는 단계; 및 (c) 상기 제1배합기(100)에서 배합된 상기 파유리, 규사 및 첨가원료로 구성된 배합물이 상기 제1배합기(100)에서 배출되는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, (a-1) 상기 (a) 단계 이전에, 상기 규사 및 첨가원료가 제2배합기에 투입되어 배합되는 단계를 더 포함하며, 상기 (a) 단계에서, 상기 (a-1) 단계에서 배합된 상기 규사 및 첨가원료가 상기 제1배합기(100)에 투입될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계에서의 배합물 100 중량부에 대해서 파유리의 중량부는 65 내지 70일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1배합기(100)는 내측에 일정한 공간이 형성되고, 상부가 개방된 배합통(120)을 포함하며,
상기 (a) 단계에서, 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 상기 개방된 배합통(120)의 상부로 투입되며,
상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 배합통(120)의 상부에 장착된 상부개폐부(170)에 의해 상기 개방된 배합통(120)의 상부가 폐쇄되는 단계; (b-2) 상기 배합통(120)의 중앙을 관통하는 회전축(140)을 축으로 하여 상기 배합통(120)이 회전되는 단계; 및 (b-3) 상기 배합통(120)이 회전되는 과정 중, 상기 배합통(120)의 하부를 폐쇄하는 하부폐쇄부(180)에 장착된 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 상기 배합통(120)의 내측으로 분사되는 단계를 포함하며,
상기 (c) 단계에서, 상기 하부폐쇄부(180)가 위에 위치되고 상기 상부개폐부(170)가 아래에 위치된 상태에서, 상기 상부개폐부(170)가 상기 배합통(120)의 상부에서 제거되어 상기 배합통(120)의 상부가 개방됨에 따라, 상기 배합물이 상기 개방된 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출되며,
상기 (c) 단계에서, 상기 배합물이 상기 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출되는 과정 중에, 상기 하부폐쇄부(180)에 장착된 상기 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 상기 배합통(120)의 내측면을 따라 아래 방향으로 유동되면서 상기 개방된 배합통(120)의 상부로 유동될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b-1) 단계 또는 상기 (c) 단계에서, 상기 회전축(140)의 일단에 연통된 제1에어공급조인트(150-1), 상기 회전축(140)의 일단에서 연장되어 상기 회전축(140)의 내측에 형성된 제1에어유로(142-1), 상기 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 상기 제1에어유로(142-1)에 연통된 제1에어유동관(160-1) 및 상기 상부개폐부(170)에 장착된 상태에서 상기 제1에어유동관(160-1)의 타단이 연통되는 공압실린더(175)로 에어가 유동됨에 따라, 상기 공압실린더(175)의 작동에 의해 상기 상부개폐부(170)가 이동되며,
상기 (b-3) 단계 또는 상기 (c) 단계에서, 상기 회전축(140)의 타단에 연통된 제2에어공급조인트(150-2), 상기 회전축(140)의 타단에서 연장되어 상기 회전축(140)의 내측에 형성된 제2에어유로(142-2), 상기 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 상기 제2에어유로(142-2)에 연통된 제2에어유동관(160-2) 및 상기 제2에어유동관(160-2)의 타단이 연통되는 상기 다수의 에어노즐모듈(182)로 에어가 유동됨에 따라, 상기 다수의 에어노즐모듈(182)에서 상기 배합통(120)의 내측으로 에어가 분사될 수 있다.
상술한 과제해결수단으로 인하여, 첨가원료와 규사 그리고 파유리가 제1배합기에서 배합되는 과정 중 분사되는 에어에 의해 좀 더 균일하게 배합될 수 있다.
나아가, 첨가원료와 규사가 먼저 배합된 이후 다시 파유리와 제1배합기에서 배합됨에 따라 첨가원료와 규사 간의 충분하고 균일한 배합이 제2배합기에서 이루어진 이후 다시 파유리와 균일하게 제1배합기에서 배합되는 바, 전체적으로 균일한 배합의 효과가 더욱 증대될 수 있다.
나아가, 제1배합기에서 배합되는 과정 중 에어의 분사로 인하여, 첨가원료만으로 또는 규사와 함께 배합 덩어리가 형성되는 것을 최소화하여, 첨가원료, 규사 및 파유리와의 균일한 배합의 효과를 증대시킬 수 있다.
나아가, 제1배합기에서 배합물이 외부로 배출되는 과정 중, 에어노즐모듈에서 분사된 에어에 의해 제1배합기의 내측면을 따라 유동되면서 제1배합기의 내측면에 부착되어 떨어지지 않은 일부 배합물에 외력이 가해져, 배합되는 과정 중 제1배합기의 내측면에 부착된 일부 배합물 덩어리가 제1배합기의 내측면으로부터 쉽게 분리될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치에서 회전축 내측으로 에어가 유동될 수 있도록 구성된 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치에서 에어의 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합장치에서 에어노즐이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법을 개략적으로 도시한 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법의 제1실시예에 있어서, 첨가원료와 규사의 배합물이 컨베이어벨트 상에서 이동되는 파유리 상에 뿌려진 상태에서 용해로로 유입되는 종래기술과 달리, 첨가원료와 규사 그리고 파유리가 제1배합기(100)에 한꺼번에 투입될 수 있다.
이후, 제1배합기(100)가 회전됨에 따라 제1배합기(100)의 내측에 위치된 파유리, 규사 및 첨가원료가 일정한 시간 동안 배합될 수 있다.
일정한 시간 동안 배합된 이후, 파유리, 규사 및 첨가원료가 배합된 배합물이 제1배합기(100)에서 배출되어 호퍼를 거쳐 용해로로 유입될 수 있다.
종래기술에 따르면, 첨가원료와 규사가 배합된 이후에 컨베이어벨트에 의해 이동되는 파유리 상에 뿌려지는 바, 첨가원료와 규사가 배합된 배합물이 덩어리진 상태에서 파유리 상에 뿌려지면서 파유리와의 균일한 배합이 이루어지지 않은 문제점이 발생된다. 이에 본 발명에서는 파유리, 규사 및 첨가원료가 일단 한꺼번에 제1배합기(100)에 투입되고, 제1배합기(100)가 회전됨에 따라 제1배합기(100) 내측에 위치된 파유리, 규사 및 첨가원료가 일정한 시간 동안 배합되도록 하여 균일한 배합이 이루어지도록 한다.
본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법의 제2실시예에 있어서, 우선적으로 규사와 첨가원료가 제2배합기에서 배합되고, 제2배합기에서 배합된 배합물이 파유리와 함께 제1배합기(100)에 투입되어 배합될 수 있다. 우선적으로 규사와 첨가원료가 충분히 균일하게 배합되도록 하고, 제2배합기에서 충분히 균일하게 배합된 상태의 배합물이 파유리와 제1배합기(100)에서 배합됨에 따라, 규사, 첨가원료 및 파유리가 좀 더 균일하게 배합될 수 있다.
제1배합기(100)에서 배합된 배합물이 배출되어 용해로로 유입되는 과정은 제1실시예와 동일하다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 제1배합기(100)를 설명한다.
본 발명에서 첨가원료, 규사 및 파유리의 균일한 배합을 위한 제1배합기(100)는 배합통(120), 회전축(140), 에어공급조인트(150-1,150-2), 에어유동관(160-1,160-2), 상부개폐부(170), 하부폐쇄부(180) 및 블레이드(190)를 포함할 수 있다.
제1배합기(100)의 내측에 위치된 첨가원료, 규사 및 파유리는 제1배합기(100)의 배합통(120)이 회전축(140)을 축으로 하여 회전됨에 따라 배합된다. 제1배합기(100)가 회전되는 과정 중 배합통(120)의 하부를 폐쇄하는 하부폐쇄부(180)가 장착되고 상부개폐부(170)가 배합통(120)의 개방된 상부를 폐쇄한 상태에서, 배합통(120)이 회전되면서 제1배합기(100)의 내측에 위치된 첨가원료, 규사 및 파유리가 배합된다.
배합통(120)의 내측에 일정한 공간이 형성되어 있고, 상부가 개방된 상태이다. 이러한 배합통(120)의 내측으로 첨가원료, 규사 및 파유리가 투입되며, 이러한 배합통(120)이 배합통(120)의 중앙을 관통하는 회전축(140)을 축으로 하여 회전된다. 회전축(140)에 결합된 구동력전달부(145)로 모터(200)의 구동력이 전달되고, 전달된 구동력으로 구동력전달부(145)가 회전됨에 따라 이에 결합된 회전축(140)이 회전된다.
배합통(120)의 개방된 상부로 첨가원료, 규사 및 파유리가 투입되고, 이후 배합통(120)의 상부에 장착된 상부개폐부(170)가 개방된 배합통(120)의 상부를 폐쇄한 상태에서, 배합통(120)이 회전축을 축으로 하여 회전되고, 이에 따라 배합통(120)의 내측에 위치된 첨가원료, 규사 및 파유기가 균일하게 배합된다.
상부개폐부(170)는 배합통(120)의 상부에 장착되어, 개방된 배합통(120)의 상부를 개방하거나 폐쇄한다. 즉, 개방된 배합통(120)의 상부를 커버하여 상부를 폐쇄하거나 상부에서 제거되어 상부를 개방할 수 있다.
배합통(120)의 상부에 장착된 상부개폐부(170)는 공압실린더(175)의 작동에 의해 작동될 수 있음은 물론이다.
하부폐쇄부(180)는 배합통(120)의 하부에 장착되어 배합통(120)의 하부를 폐쇄한다.
상부개폐부(170)가 배합통(120)의 개방된 상부를 커버한 상태에서, 상부개폐부(170)와 하부폐쇄부(180)는 배합통(120)의 내측 중심을 기준으로 서로 대칭적으로 위치될 수 있다.
하부폐쇄부(180)에는 배합통(120)의 내측으로 에어를 분사하는 다수의 에어노즐모듈(182)이 장착되어 있다. 즉, 에어를 분사하는 방향이 배합통(120)의 내측으로 향한 상태의 다수의 에어노즐모듈(182)이 장착될 수 있다.
에어노즐모듈(182)은 배합통(120)의 내측면을 따라 에어가 유동되도록 에어를 분사하는 제1에어노즐(182-1) 및 배합통(120)의 중앙으로 에어가 유동되도록 에어를 분사하는 제2에어노즐(182-2)을 포함할 수 있다. 즉, 분사된 에어가 배합통(120)의 내측면을 따라 유동되도록 에어가 분사되는 제1에어노즐(182-1)이 구성될 수 있으며, 분사된 에어가 배합통(120)의 내측 중앙으로 유동되도록 에어가 분사되는 제2에어노즐(182-2)이 구성될 수 있다.
이러한 제1에어노즐(182-1)과 제2에어노즐(182-2)에서 분사되는 에어는 배합통(120)이 회전되는 과정 중 첨가원료, 규사 및 파유리가 균일하게 배합될 수 있도록 하며, 나아가 배합물이 배합통(120)에서 배출될 때 배합통(120)의 내측면에 배합물이 부착되지 않고 배합통(120)의 외부로 배합물 전체가 배출되도록 한다.
이러한 제1에어노즐(182-1)과 제2에어노즐(182-2)로 구성된 에어노즐모듈(182)이 하부폐쇄부(180)의 내측면을 따라 일정한 간격으로 장착되어 있는 상태에서, 배합통(120)의 내측으로 에어가 분사되도록 구성될 수 있다. 즉, 이러한 다수의 에어노즐모듈(182)이 하부폐쇄부(180)의 내측면 테두리 부분을 따라 일정한 간격으로 장착되어 에어가 분사될 수 있도록 구성될 수 있다.
배합통(120)이 회전되는 과정 중 에어노즐모듈(182)에서의 에어의 분사는 일정한 시간적 간격을 두고 주기적으로 이루어질 수 있다. 즉, 배합통(120)의 내측이 폐쇄된 상태에서 배합통(120)의 내측 에어 압력 때문에 배합통(120)의 내측으로 연속적으로 에어가 분사될 수 없는 바, 주기적으로 일정한 시간 동안 에어가 분사되고 분사된 에어가 배합통(120)의 외측으로 빠져나가(배합통(120)이 완전 밀폐된 상태가 아니기에 배합통(120)의 내측으로 분사된 에어가 배합통(120)에 형성된 미세한 틈 등으로 유동되어 외측으로 빠져나감) 배합통(120)의 내측 에어 압력이 낮아지는 경우 다시 분사되는 방식으로 에어가 분사될 수 있다.
그러나, 하부폐쇄부(180)가 위에 위치되고 상부개폐부(170)가 아래에 위치된 상태에서, 상부개폐부(170)가 배합통(120)의 상부에서 제거되어 배합통(120)의 상부가 개방됨에 따라, 배합물이 상기 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출되는 경우, 하부폐쇄부(180)에 장착된 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 연속적으로 분사되고, 분사된 에어가 배합통(120)의 내측면을 따라 아래 방향으로 유동되면서 배합통(120)의 내측면에 부착된 배합물에 외력을 가하는 바, 배합물이 배합통(120)의 내측면에 부착되지 않고 전체가 외부로 배출되도록 할 수 있다. 즉, 배합통(120)에서 배합물을 외부로 배출시키는 경우에는 에어노즐모듈(182)에서 에어가 연속적으로 분사될 수 있다.
상부개폐부(170)의 작동에 필요한 공압실린더(175)로 유동되는 에어의 공급 및 하부폐쇄부(180)에 장착된 에어노즐모듈(182)로 유동되는 에어의 공급에 대해서 설명한다(도 4 참조).
회전축(140)이 배합통(120)의 중앙을 관통한 상태로 장착되고, 배합통(120)은 이러한 회전축(140)을 축으로 하여 회전되도록 구성되어 있다.
회전축(140)의 내측에는, 회전축(140)의 일단에서 시작하여 일정한 길이로 연장된 제1에어유로(142-1)가 형성되어 있고, 회전축(140)의 타단에서 시작하여 일정한 길이로 연장된 제2에어유로(142-2)가 형성되어 있을 수 있다.
제1에어공급조인트(150-1)가 회전축(140)의 일단의 제1에어유로(142-1)에 연통된 상태에서, 제1에어공급조인트(150-1)로부터 유동된 에어가 제1에어유로(142-1)로 유동되도록 구성될 수 있다. 이러한 제1에어공급조인트(150-1)로 소정의 에어공급관을 통하여 에어가 공급될 수 있다. 제1에어공급조인트(150-1)가 회전되지 않은 상태에서 회전되는 회전축(140)의 일단에 형성된 제1에어유로(142-1)에 연통된 상태에서, 소정의 에어공급관으로 공급된 에어가 이러한 제1에어공급조인트(150-1)를 통하여 제1에어유로(142-1)로 유동된다.
제1에어유로(142-1)로 유동된 에어는 회전축(140)의 일단에서 일정한 거리에 위치되되, 회전축(140)이 배합통(120)에 관통되기 전의 회전축(140)의 부분에 장착된 제1에어유출관(144-1)으로 유동된다.
제1에어유출관(144-1)으로 유동된 에어는 배합통(120)의 외측면에 장착되어, 일단이 상부개폐부(170)에 장착된 공압실린더(175)에 연통되고, 타단이 제1에어유출관(144-1)에 연통된 제1에어유동관(160-1)으로 유동된다.
결국, 제1에어공급조인트(150-1)로 통하여 유동된 에어가 제1에어유로(142-1), 제1에어유출관(144-1) 및 제1에어유동관(160-1)을 거쳐 상부개폐부(170)의 작동에 필요한 공압실린더(175)로 유동된다.
제2에어공급조인트(150-2)가 회전축(140)의 타단의 제2에어유로(142-2)에 연통된 상태에서, 제2에어공급조인트(150-2)로부터 유동된 에어가 제2에어유로(142-2)로 유동되도록 구성될 수 있다. 이러한 제2에어공급조인트(150-2)로 소정의 에어공급관을 통하여 에어가 공급될 수 있다. 제2에어공급조인트(150-2)가 회전되지 않은 상태에서 회전되는 회전축(140)의 타단에 형성된 제2에어유로(142-2)에 연통된 상태에서, 소정의 에어공급관으로 공급된 에어가 이러한 제2에어공급조인트(150-2)를 통하여 제2에어유로(142-2)로 유동된다.
제2에어유로(142-2)로 유동된 에어는 회전축(140)의 타단에서 일정한 거리에 위치되되, 회전축(140)이 배합통(120)에 관통되기 전의 회전축(140)의 부분에 장착된 제2에어유출관(144-2)으로 유동된다.
제2에어유출관(144-2)으로 유동된 에어는 배합통(120)의 외측면에 장착되어, 일단이 하부폐쇄부(180)에 장착된 에어노즐모듈(182)에 연통되고, 타단이 상기 제2에어유출관(144-2)에 연통된 제2에어유동관(160-2)으로 유동되고, 제2에어유동관(160-2)이 다수의 에어노즐모듈(182)에 연통된 상태에서 제2에어유동관(160-2)으로 유동된 에어가 에어노즐모듈(182)을 거쳐 배합통(120)의 내측으로 분사된다.
결국, 제2에어공급조인트(150-2)로 통하여 유동된 에어가 제2에어유로(142-2), 제2에어유출관(144-2) 및 제2에어유동관(160-2)을 거쳐 에어노즐모듈(182)로 유동된다.
배합통(120)이 회전됨에 따라 배합통(120)의 내측에 위치된 첨가원료, 규사 및 파유리의 균일한 배합을 위하여 배합통(120)의 내부에는 다수의 블레이드(190)가 배합통(120)의 내측면에서 배합통(120)의 내측으로 돌출된 상태로 위치될 수 있으며, 배합의 효율을 증대시키기 위해 다수의 블레이드(190)가 돌출된 방향은 서로 다를 수 있도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하여 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법을 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법의 제1실시예에 따르면, 파유리, 규사 및 첨가원료가 한꺼번에 제1배합기(100)에 투입된 상태에서, 배합통(120)이 회전축(140)을 축으로 하여 회전됨에 따라 이러한 파유리, 규사 및 첨가원료가 균일하게 배합될 수 있다.
나아가, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법의 제2실시예에 따르면, 규사 및 첨가원료가 제2배합기에서 우선적으로 배합되고, 다시 제2배합기에서 배합된 배합물과 파유리가 제1배합기(100)에 투입된 상태에서, 배합통(120)이 회전축(140)을 축으로 하여 회전됨에 따라 이러한 파유리, 규사 및 첨가원료가 균일하게 배합될 수 있다.
첨가원료만으로 덩어리되거나 첨가원료와 규사가 함께 덩어리되는 문제점을 최소화하여 파유리, 규사 및 첨가원료의 균일한 배합의 효과를 최대화할 수 있다.
제1실시예 및 제2실시예에 따른 제1배합기(100)에서의 배합과정을 설명한다.
파유리, 규사 및 첨가원료가 개방된 제1배합기(100)의 배합통(120)의 상부로 투입되어 배합통(120)의 내측에 위치된다.
이후, 배합통(120)의 상부에 장착된 상부개폐부(170)에 의해 개방된 배합통(120)의 상부가 폐쇄되며, 배합통(120)의 상부가 폐쇄된 상태에서 배합통(120)의 중앙을 관통하는 회전축(140)을 축으로 하여 배합통(120)이 회전된다.
배합통(120)이 회전되면서 내측에 위치된 파유리, 규사 및 첨가원료가 배합되는 과정 중, 배합통(120)의 하부를 폐쇄하는 하부폐쇄부(180)에 장착된 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 배합통(120)의 내측으로 분사된다.
배합통(120)의 내측으로 분사된 에어는 배합되는 과정의 첨가원료, 규사 및 파유리를 더욱 분산시켜(특히, 화장품 유리용기의 성질을 결정하는 유리조성물에 영향을 끼치는 첨가원료를 더욱 분사시킴) 첨가원료 및 규사와 파유리 간에 균일한 배합이 이루어질 수 있도록 한다.
배합통(120)이 회전되는 과정 중에 에어노즐모듈(182)에서의 에어 분사는 폐쇄된 배합통(120)의 내측의 압력을 고려하여 연속적으로 분사되기보다는 일정한 시간 간격을 두고 주기적으로 분사될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이후, 하부폐쇄부(180)가 위에 위치되고 상부개폐부(170)가 아래에 위치된 상태에서, 상부개폐부(170)가 배합통(120)의 상부에서 제거되어 배합통(120)의 상부가 개방됨에 따라, 배합물이 개방된 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출된다.
배합물이 배합통(120)에서 아래 방향으로 배출되는 과정 중에, 하부폐쇄부(180)에 장착된 다수의 에어노즐모듈(182)에서 분사된 에어가 배합통(120)의 내측면을 따라 아래 방향으로 유동되면서 개방된 배합통(120)의 상부로 유동되어 외부로 배출된다. 이때, 배합통(120)의 내측면에 덩어리진 채로 부착된 배합물에 외력이 가해져 내측면으로부터 분리되는 바, 배합통(120)의 내측에 위치된 배합물 전부가 개방된 배합통(120)의 상부를 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 한다.
여기에서 상부개폐부(170)의 작동에 필요한 공압실린더(175)로의 에어의 유동은, 회전축(140)의 일단에 연통된 제1에어공급조인트(150-1), 회전축(140)의 일단에서 연장되어 회전축(140)의 내측에 형성된 제1에어유로(142-1), 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 제1에어유로(142-1)에 연통된 제1에어유동관(160-1)을 거쳐, 최종적으로 공압실린더(175)로 유동된다.
나아가, 다수의 에어노즐모듈(182)로의 에어의 유동은, 회전축(140)의 타단에 연통된 제2에어공급조인트(150-2), 회전축(140)의 타단에서 연장되어 회전축(140)의 내측에 형성된 제2에어유로(142-2), 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 제2에어유로(142-2)에 연통된 제2에어유동관(160-2)을 거쳐, 제2에어유동관(160-2)의 타단이 연통되는 다수의 에어노즐모듈(182)로 유동된다. 이에 따라, 다수의 에어노즐모듈(182)에서 배합통(120)의 내측으로 에어가 분사된다. 분사된 에어가 배합통(120)의 내측으로 유동되면서 첨가원료, 규사 및 파유리를 분산시킴으로써 더욱 균일한 배합이 이루어지게 한다.
한국산업표준 KS 기준에 따르면, 유리병 중에서 화장품용 유리병은 5종에 해당되며, 유리용기의 결함 여부를 판단함에 있어서 주요 검사 항목으로 스트레인, 내열충격, 내압력 및 알칼리용출량 등이 있다.
한국산업표준 KS 기준에 따르면, 5종의 유리병에 있어서, 유리병의 스트레인은 스트레인 검사기에서 간섭 무늬가 심하게 나타나지 않아야 한다고 규정되어 있으며, 유리병의 내열충격은 30℃의 온도차를 견뎌야 하며, 유리병의 내압력은 1.2N 이상이어야 하며, 유리병의 알칼리 용출량은 2.0mg 이하이어야 한다고 규정되어 있다.
전체 배합물 100 중량부에 대해서 파유리의 중량부가 68 중량부인 상태의 유리조성물로, 상술한 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 배합하였고, 배합된 배합물이 용해로로 투입된 상태에서 생성된 유리용융물로써 화장품 유리용기를 제조하였고, 이에 따른 화장품 유리용기의 결과는 도 7 내지 도 11에 도시되어 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 제조된 유리용기의 스트레인의 경우 1 내지 5등급에 해당되어 사용 가능한 등급으로 검증되었다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 제조된 유리용기의 스트레인의 경우 구체적으로 2등급으로 검증되었다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 제조된 유리용기의 내압력은 35bar로 검증되었다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 제조된 유리용기의 30℃ 온도차에 따른 내열충격시험에서 파손이 발생되지 않는 것으로 검증되었다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법으로 제조된 유리용기의 알칼리용출은 0.6mg으로 검증되었다.
결론적으로, 전체 유리조성물에서 파유리가 65 내지 70% 정도 차지하더라도 파유리, 규사 및 첨가원료가 균일하게 배합된다면 한국산업표준 KS에서 규정한 화장품 유리용기의 품질을 유지할 수 있음을 알 수 있다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 제1배합기
120: 배합통
140: 회전축
142: 에어유로 144: 에어유출관
150: 에어공급조인트
160: 에어유동관
170: 상부개폐부 175: 공압실린더
180: 하부폐쇄부 182: 에어노즐모듈
182-1: 제1에어노즐 182-2: 제2에어노즐
190: 블레이드
200: 모터 300: 호퍼

Claims (5)

  1. 파유리, 규사 및 첨가원료가 투입되어 배합되는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법에 있어서,
    (a) 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 제1배합기(100)에 투입되는 단계;
    (b) 상기 제1배합기(100)가 회전됨에 따라, 상기 제1배합기(100)의 내측에 위치된 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 일정한 시간 동안 배합되는 단계; 및
    (c) 상기 제1배합기(100)에서 배합된 상기 파유리, 규사 및 첨가원료로 구성된 배합물이 상기 제1배합기(100)에서 배출되는 단계를 포함하며,
    상기 제1배합기(100)는 내측에 일정한 공간이 형성되고, 상부가 개방된 배합통(120)을 포함하며,
    상기 (a) 단계에서, 상기 파유리, 규사 및 첨가원료가 상기 개방된 배합통(120)의 상부로 투입되며,
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) 상기 배합통(120)의 상부에 장착된 상부개폐부(170)에 의해 상기 개방된 배합통(120)의 상부가 폐쇄되는 단계;
    (b-2) 상기 배합통(120)의 중앙을 관통하는 회전축(140)을 축으로 하여 상기 배합통(120)이 회전되는 단계; 및
    (b-3) 상기 배합통(120)이 회전되는 과정 중, 상기 배합통(120)의 하부를 폐쇄하는 하부폐쇄부(180)에 장착된 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 상기 배합통(120)의 내측으로 분사되는 단계를 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 하부폐쇄부(180)가 위에 위치되고 상기 상부개폐부(170)가 아래에 위치된 상태에서, 상기 상부개폐부(170)가 상기 배합통(120)의 상부에서 제거되어 상기 배합통(120)의 상부가 개방됨에 따라, 상기 배합물이 상기 개방된 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출되며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 배합물이 상기 배합통(120)의 상부에서 아래 방향으로 배출되는 과정 중에, 상기 하부폐쇄부(180)에 장착된 상기 다수의 에어노즐모듈(182)에서 에어가 상기 배합통(120)의 내측면을 따라 아래 방향으로 유동되면서 상기 개방된 배합통(120)의 상부로 유동되며,
    상기 (b-1) 단계 또는 상기 (c) 단계에서, 상기 회전축(140)의 일단에 연통된 제1에어공급조인트(150-1), 상기 회전축(140)의 일단에서 연장되어 상기 회전축(140)의 내측에 형성된 제1에어유로(142-1), 상기 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 상기 제1에어유로(142-1)에 연통된 제1에어유동관(160-1) 및 상기 상부개폐부(170)에 장착된 상태에서 상기 제1에어유동관(160-1)의 타단이 연통되는 공압실린더(175)로 에어가 유동됨에 따라, 상기 공압실린더(175)의 작동에 의해 상기 상부개폐부(170)가 이동되며,
    상기 (b-3) 단계 또는 상기 (c) 단계에서, 상기 회전축(140)의 타단에 연통된 제2에어공급조인트(150-2), 상기 회전축(140)의 타단에서 연장되어 상기 회전축(140)의 내측에 형성된 제2에어유로(142-2), 상기 배합통(120)의 외측면에 장착된 상태에서 일단이 상기 제2에어유로(142-2)에 연통된 제2에어유동관(160-2) 및 상기 제2에어유동관(160-2)의 타단이 연통되는 상기 다수의 에어노즐모듈(182)로 에어가 유동됨에 따라, 상기 다수의 에어노즐모듈(182)에서 상기 배합통(120)의 내측으로 에어가 분사되는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (a-1) 상기 (a) 단계 이전에, 상기 규사 및 첨가원료가 제2배합기에 투입되어 배합되는 단계를 더 포함하며,
    상기 (a) 단계에서, 상기 (a-1) 단계에서 배합된 상기 규사 및 첨가원료가 상기 제1배합기(100)에 투입되는 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서의 배합물 100 중량부에 대해서 파유리의 중량부는 65 내지 70인 화장품 유리용기 제조용 유리조성물 배합방법.
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