KR102382065B1

KR102382065B1 - 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치 및 기포가 포함된 하이드로겔의 제조방법

Info

Publication number: KR102382065B1
Application number: KR1020210025677A
Authority: KR
Inventors: 김주원
Original assignee: (주)이미인
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-04-04

Abstract

본 발명은, 원료인 하이드로겔 조성물이 도포되고, 상기 원료가 냉각되어 형성된 원료 시트를 이송시키는 컨베이어; 상기 컨베이어의 전단 상부에 구비되어, 도포된 하이드로겔 조성물에 공기를 주입하는 공기 주입부; 상기 공기 주입부를 통해 공기가 주입된 원료의 두께를 조절하는 두께 조절부; 상기 두께 조절부를 통해 두께가 조절된 원료를 냉각시켜 원료 시트를 형성시키는 냉각부; 상기 컨베이어로부터 배출되는 원료 시트가 안착되는 적재부; 및 상기 적재부에 안착된 원료 시트를 재단하는 성형부;를 포함하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치에 관한 것으로, 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔에 기포를 포함시킴으로써 하이드로겔의 이수 작용에 따른 에센스가 기포에 저장되어, 하이드로겔에 포함되어 있는 기능성 성분의 피부로의 전달 효율을 극대화 할 수 있고, 하이드로겔의 피부에 대한 밀착력을 향상시킬 수 있는 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치에 관한 것이다.

Description

기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치 및 기포가 포함된 하이드로겔의 제조방법{Apparatus for manufacturing hydrogel including bubble and manufacturing method of hydrogel including bubble}

본 발명은 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치 및 기포가 포함된 하이드로겔의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔에 기포를 포함시킴으로써 하이드로겔의 이수 작용에 따라 발생된 에센스가 기포에 담지되어, 기포가 없는 하이드로겔에 비해 유용 성분의 피부로의 전달량이 현저히 향상되고, 하이드로겔의 피부에 대한 밀착력을 향상시킬 수 있는 하이드로겔의 제조장치, 이를 이용한 기포가 포함된 하이드로겔의 제조방법 및 이에 따라 제조된 기포가 포함된 하이드로겔에 관한 것이다.

피부 미용 분야는 주로 여성의 전유물이었으나, 최근 들어, 남녀노소에 관계 없이 대부분의 사람들이 지속적으로 관심을 갖고 있는 분야이다.

일반적으로 아름답고 깨끗한 피부를 얻기 위해 주기적으로 피부과에 다니거나 홈케어를 하는 등의 노력이 이루어지며, 좀 더 간편하고 저렴하게 이용할 수 있는 홈케어 방식이 주로 이용되고 있다.

이러한 홈케어 방식으로는 주로 마스크 팩으로 대표되는 미용 패치를 이용한 방식이 선호되고 있으며, 이러한 미용 패치에는 기능성 화장료가 함침 또는 코팅되어 있어, 미용 패치를 피부에 덮어 씌우면 미용 패치가 피부와 장시간 접촉하며 기능성 화장료 성분이 피부 속까지 침투하여 피부 케어가 이루어질 수 있다.

미용 패치로는 얼굴 전체를 덮어 씌우는 전면 마스크 팩과, 눈가나 입가 등 얼굴의 일부분만 덮어 이들 부위를 보다 집중적으로 관리할 수 있는 부분 마스크 팩이 있으며, 부분 마스크 팩의 경우에는 특히 더 연약한 피부인 눈가나 입가의 피부를 보호하고, 주름을 케어하는 등의 기능성을 갖는 특징이 있다.

종래에는 부직포, 순면 등과 같은 지지체에 화장료 조성물을 함침 또는 코팅시킨 미용 패치가 주로 사용되었으나, 피부와의 밀착력이 떨어지고, 지지체 자체가 피부에 자극을 발생시켜, 최근에는 하이드로겔을 이용한 미용 패치가 선호되고 있다.

하이드로겔은 물에 녹지 않고, 구조 내에 많은 양의 수분을 함유할 수 있으며, 천연 조직과 같은 유연성을 가지므로 의약, 미용분야 등에서 다양하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 특히 미용 분야에 적용되는 경우, 하이드로겔의 탄성, 피부 밀착성 및 부드러운 촉감 등으로 인해 기능성 향상, 사용자 선호도 향상 등의 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 이러한 하이드로겔 기반의 미용 패치는 제조 직후부터 하이드로겔 미용 패치로부터 물이나 기능성 미용 성분을 포함하는 에센스가 빠져나오는 이수 작용이 발생하여 하이드로겔 미용 패치에 포함되어 있는 에센스 함량이 저감되는 특징이 있다.

따라서, 하이드로겔 미용 패치의 유연성을 높이고, 이수 작용에 따른 에센스 손실량을 최소화함으로써 하이드로겔 미용 패치 사용시 피부로의 에센스 전달량을 극대화할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

등록특허 제 10-2159705호(2020.09.18. 등록)

본 발명에서는 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔에 기포를 의도적으로 포함시킴으로써 하이드로겔의 이수 작용에 따라 발생된 에센스가 기포에 저장되어, 하이드로겔에 포함되어 있는 유용 성분의 피부로의 전달을 극대화할 수 있고, 하이드로겔의 피부에 대한 밀착력을 향상시킬 수 있는 하이드로겔의 제조장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 원료인 하이드로겔 조성물이 도포되고, 상기 원료가 냉각되어 형성된 원료 시트를 이송시키는 컨베이어(100); 상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 구비되어, 도포된 하이드로겔 조성물에 공기를 주입하는 공기 주입부(200); 상기 공기 주입부(200)를 통해 공기가 주입된 원료의 두께를 조절하는 두께 조절부(300); 상기 두께 조절부(300)를 통해 두께가 조절된 원료를 냉각시켜 원료 시트를 형성시키는 냉각부(400); 상기 컨베이어(100)로부터 배출되는 원료 시트가 안착되는 적재부(500); 및 상기 적재부(500)에 안착된 원료 시트를 재단하는 성형부(600);를 포함하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치에 관한 것이다.

상기 공기 주입부(200)는, 복수개의 홀(211)을 포함하고, 원료에 침지되어 공기를 주입하는 주입관(210); 상기 주입관(210)의 상부에 나란하게 배치되어 공기 주입부(200)의 위치를 고정시키며, 주입관(210)으로 공기를 공급하는 거치관(220); 및 상기 주입관(210)과 거치관(220)을 연통시키는 연결관(230);을 포함할 수 있다.

상기 복수개의 홀(211)은, 상기 컨베이어(100)의 폭 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

상기 주입관(210)에 형성된 복수개의 홀(211)은, 상기 컨베이어(100)의 진행 방향으로 공기를 주입하도록 비스듬하게 형성될 수 있다

상기 주입관(210)의 중심에서 컨베이어(100)를 향해 수직으로 형성되는 가상의 제1 직선(10)과, 주입관(210)의 중심과 복수개의 홀(211)의 중심을 연결하는 가상의 제2 직선(20)이 형성하는 사잇각(θ)의 크기가 20~60º가 되도록, 복수개의 홀(211)이 주입관(210)에 형성될 수 있다.

상기 공기 주입부(200)는, 공기 주입부(200)를 통해 하이드로겔 원료로 공급되는 공기의 온도를 조절하기 위한 가열관(240)을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 상기 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치를 이용하여 기포를 포함하는 하이드로겔을 제조하는 방법에 관한 것이다.

구체적으로, 상기 제조방법은, 원료인 하이드로겔 조성물을 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포하는 도포 단계; 상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포된 하이드로겔 조성물에 공기 주입부(200)를 통해 공기를 주입하는 공기 주입 단계; 공기가 주입된 하이드로겔 조성물의 두께를 조절하는 두께 조절 단계; 두께가 조절된 하이드로겔 조성물을 냉각하여 원료 시트(S1) 형태로 제조하는 시트 제조 단계; 상기 원료 시트(S1)를 적어도 한 층 이상으로 적층하는 적재 단계; 및 적층된 원료 시트(S1)를 재단하는 재단 단계;를 포함한다.

본 발명의 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치는, 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔에 기포를 포함시킴으로써 하이드로겔의 피부에 대한 밀착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 하이드로겔의 이수 작용에 따라 발생된 에센스가 기포에 저장되어, 하이드로겔에 포함되어 있는 기능성 성분의 피부로의 전달이 극대화될 수 있다.

또한, 하이드로겔에 일정한 형태 및 크기의 기포가 균일하게 분포되도록 포함됨으로써 하이드로겔의 심미감이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명은 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 공기 주입부(200)를 보다 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 A 영역을 확대하여 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)를 간략히 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)는 원료인 하이드로겔 조성물이 도포되고, 상기 원료가 냉각되어 형성된 원료 시트(S1)를 이송시키는 컨베이어(100); 상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 구비되어, 도포된 하이드로겔 조성물에 공기를 주입하는 공기 주입부(200); 상기 공기 주입부(200)를 통해 공기가 주입된 원료의 두께를 조절하는 두께 조절부(300); 상기 두께 조절부(300)를 통해 두께가 조절된 원료를 냉각시켜 원료 시트(S1)를 형성시키는 냉각부(400); 상기 컨베이어(100)로부터 배출되는 원료 시트(S1)가 안착 되는 적재부(500); 및 상기 적재부(500)에 안착된 원료 시트(S1)를 재단하는 성형부(600);를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)는 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔에 공기를 주입시켜 기포가 포함된 하이드로겔을 제조함으로써, 하이드로겔의 유연성을 높여 피부에 대한 밀착력을 더욱 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 하이드로겔의 이수 작용에 따른 에센스의 일부가 기포에 저장되어, 하이드로겔에 포함되어 있는 각종 유용 성분의 피부로의 전달을 극대화할 수 있다.

상기 컨베이어(100)의 전단에 원료인 하이드로겔 조성물이 도포되면, 도포된 원료는 컨베이어(100)를 따라 공기 주입부(200), 두께 조절부(300) 및 냉각부(400)를 순차적으로 거치며 이동하여, 원료 시트(S1) 형태로 컨베이어(100)로부터 배출되어 적재부(500) 상부에 안착된다.

이렇게 적재부(500) 상부에 안착된 원료 시트(S1)는 적어도 1층 이상으로 적층된 뒤, 성형부(600)를 통해 소정 형상으로 재단될 수 있다.

상기 컨베이어(100)의 전단 상부에는, 원료 탱크(110)로부터 원료인 하이드로겔 조성물이 컨베이어(100)로 공급되는 원료 주입구(111), 원료에 공기를 주입하기 위한 공기 주입부(200) 및 공기가 주입된 원료의 두께를 조절하는 두께 조절부(300)가 순차적으로 구비된다.

상기 컨베이어(100)는 원료 및 원료 시트(S1)를 이송시키기 위한 수단이다. 상기 컨베이어(100)의 후단은 지면 방향으로 굽어지도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 원료 시트(S1)가 중력에 의해 낙하하며, 굽어지도록 형성된 컨베이어(100) 후단이 원료 시트(S1)가 이동하는 가이드로 기능하여, 원료 시트(S1)가 적재부(500)에 안정적으로 안착될 수 있다.

또한, 상기 컨베이어(100)의 후단에는 원료 시트(S1)를 절단하기 위한 절단 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 이러한 절단 수단(미도시)은 적재부(500)에 원료 시트(S1) 적재가 시작되는 시점 및/또는 적재가 완료되는 시점에 구동될 수 있으며, 이 외에도 원료 시트(S1)의 절단이 필요한 시점에서 수동 혹은 자동으로 구동될 수 있다.

상기 원료 탱크(110)는 원료인 하이드로겔 조성물이 수용되어 있는 것으로, 하이드로겔 조성물을 액상 상태로 유지시키기 위한 가열 수단이 구비된다.

상기 공기 주입부(200)는 컨베이어(100)에 도포된 원료에 공기를 주입하기 위한 것으로, 이후 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

상기 두께 조절부(300)는 컨베이어(100)에 도포된 원료의 두께를 조절하여 시트 형태로 가공하기 위해 구비된다.

두께 조절부(300)는 컨베이어(100)의 폭 방향과 나란하게 배치된 바(bar) 형태를 갖는다. 또한, 두께 조절부(300)는 컨베이어(100)와 소정 간격 이격되어 배치됨으로써 원료가 컨베이어(100)를 따라 해당 이격 공간을 통과하며 이격 높이에 해당하는 두께를 갖는 시트 형태로 가공될 수 있다.

상기 두께 조절부(300)는, 하이드로겔 제조장치(1)를 구성하는 각 구성 요소들을 고정하고 있는 프레임(미도시)에 고정된 막대 혹은 판 형상을 가질 수 있으며, 또는 롤러 형태로 구현되는 것도 가능하다.

두께 조절부(300)가 롤러인 경우, 롤러는 하나 혹은 두 개로 구비될 수 있다. 일 예로, 하나의 롤러가 구비되는 경우, 롤러와 컨베이어(100) 사이의 이격 공간으로 원료가 통과하며 원료의 두께가 조절될 수 있다. 다른 예로, 두 개의 롤러가 구비되는 경우, 두 롤러 사이의 이격 공간으로 원료가 통과하며 원료가 시트 형태로 가공될 수 있다.

상기 두께 조절부(300)는 두께 조절부(300)와 컨베이어(100) 사이의 이격 공간의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 수단(미도시)을 구비하여, 원료 시트(S1)의 두께를 조절할 수 있다. 이때, 두께 조절부(300)가 두 개의 롤러인 경우, 높이 조절 수단(미도시)은 두 롤러 사이의 이격 공간의 높이를 조절하도록 구비될 수 있다.

상기 두께 조절부(300) 전단에는 컨베이어(100)에 도포된 원료의 높이를 측정하기 위한 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 센서(미도시)에 의해 측정된 원료의 높이에 따라 원료 주입구(111)를 통해 컨베이어(100)로 공급되는 원료의 공급량이 조절될 수 있다.

상기 냉각부(400)는 두께 조절부(300)를 통해 일정한 두께로 가공된 원료를 냉각하여 하이드로겔 원료 시트(S1)를 제조하는 장치이다.

냉각부(400)로 공랭 방식 혹은 수냉 방식을 이용한 냉각부(400)가 사용될 수 있으며, 공랭 방식이 이용되는 경우에는 도 1에 제시된 바와 같이 냉각부(400)가 원료 시트(S1) 상부에 구비될 수 있고, 수냉 방식인 경우에는 냉각부(400)가 컨베이어(100) 내측에 구비될 수 있다.

냉각부(400)가 구비되는 영역은 최소한의 연통부를 제외하고는 구획벽(T)에 의해 외부와 구분된 공간으로 형성되어, 냉각부(400)에 의한 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 이 구획벽(T)에 의해 구분된 영역의 공기를 외부로 배출하는 환기장치(미도시)가 설치될 수 있으며, 이 경우에는, 원료가 냉각되며 발생하는 수분이 포함된 공기가 환기장치(미도시)를 통해 외부로 방출되므로, 수분의 응결에 따른 원료 시트(S1)의 물성 저하나 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 적재부(500)는, 컨베이어(100)의 후단으로부터 낙하하는 원료 시트(S1)가 안착되는 곳으로, 상기 적재부(500)에는 컨베이어(100)에서 배출되는 원료 시트(S1)가 적어도 한 층 이상으로 적재될 수 있다.

상기 성형부(600)는, 적재부(500)에 적재된 원료 시트(S1)를 소정 형상으로 재단하는 유닛으로, 이러한 재단 과정은, 적재부(500) 혹은 성형부(600)가 이동하면서 수행될 수 있다.

또한, 상기 성형부(600)에는, 원료 시트(S1)를 소정 형상으로 재단하기 위한 재단기가 별도로 구비되는 것도 가능하다.

상기 성형부(600)의 하단에 포장용기(C)가 배치되는 경우에는, 재단 직후 재단된 제품(P)이 포장용기(C)로 수납될 수 있다.

도 2는 원료에 공기를 주입하기 위한 공기 주입부(200)를 보다 상세하게 도시한 도면이다.

상기 공기 주입부(200)는 복수개의 홀(211)을 포함하고, 원료에 침지되어 공기를 주입하는 주입관(210); 상기 주입관(210)의 상부에 나란하게 배치되어 공기 주입부(200)의 위치를 고정시키며, 주입관(210)으로 공기를 공급하는 거치관(220); 및 상기 주입관(210)과 거치관(220)을 연통시키는 연결관(230);을 포함한다.

상기 주입관(210), 거치관(220) 및 연결관(230)은 내부가 비어있는 관 형태로 형성되어 서로 연통됨으로써, 이들 관 내부를 통해, 구체적으로 거치관(220), 연결관(230) 및 주입관(210)의 순서로, 원료에 기포를 형성하기 위한 공기가 이동한다.

도 2는 이들 관이 'ㅍ'과 같은 형태로 배치되어 있으나, 'ㅁ'과 같은 형태로도 배치될 수 있으며, 이들 예시에 제한되지 않고 다른 형태로도 배치될 수 있다.

상기 주입관(210)에는 복수개의 홀(211)이 형성되어 있어, 관 내부를 통해 공급된 공기가 홀(211)을 통해 배출됨으로써 하이드로겔 원료에 공기를 공급할 수 있다.

상기 복수개의 홀(211)은, 컨베이어(100)의 폭 방향으로 소정 간격 이격되어 나란하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 컨베이어(100)를 따라 이동하는 하이드로겔 원료의 전체 영역에 공기가 균일하게 공급될 수 있다.

상기 복수개의 홀(211)은 지름 0.1~1.5 mm로 형성될 수 있으며, 0.1mm 이하인 경우에는 복수개의 홀(211)을 통해 하이드로겔 원료 내부로 공급되는 공기의 압력이 과도하게 높거나 공기 공급량이 적어지므로 기포량 조절이 곤란한 문제가 있고, 1.5 mm를 초과하는 경우에는 기포의 크기가 과도하게 커져, 원료 시트(S1) 표면에 홈이 형성되어 불량을 유발할 수 있다.

상기 복수개의 홀(211)을 통해 공급되는 공기의 압력은 0.5~3 기압인 것이 바람직하며, 0.5 기압 미만인 경우에는 기포의 크기가 과도하게 작아지고 기포 함량이 적어지는 문제가 있고, 3 기압을 초과하는 경우에는 기포가 과도하게 커지기 때문에 원료 시트(S1) 표면에 홈이 형성되어 불량을 유발할 수 있다.

상기 거치관(220)은 주입관(210)의 상부에 나란하게 배치되어, 공기 주입부(200)의 위치를 고정시키기 위해 구비된다. 거치관(220)에는 적어도 하나 이상의 거치구(250)가 연결되고, 이 거치구(250)는 프레임(미도시)에 탈착 가능하게 결합되어, 공기 주입부(200)의 위치를 고정시킬 수 있고, 공기 주입부(200)의 세척이 필요하거나 기타 문제가 발생한 경우, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)로부터 탈거될 수 있다.

상기 연결관(230)은 서로 나란하게 배치된 주입관(210)과 거치관(220)을 연통시키기 위해 구비되는 것으로, 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에는 예시적으로 연결관(230)이 두 개인 경우를 도시하였다.

상기 공기 주입부(200)에 의해 공급되는 공기의 온도가 하이드로겔 원료의 온도보다 낮은 경우에는, 하이드로겔 원료의 온도를 낮춰 하이드로겔 원료의 흐름성이 저하되고 물성이 변화되어, 두께 조절부(300)에 의한 두께 조절 가공이 용이하지 않거나, 하이드로겔 원료를 굳게 만드는 문제가 발생한다.

따라서, 상기 공기 주입부(200)는 공기 주입부(200)를 통해 하이드로겔 원료로 공급되는 공기의 온도를 조절하기 위한 가열관(240)을 구비하여, 공기의 온도를 높임으로써 시트 형상으로 가공되기 전 하이드로겔 원료의 온도 저하를 방지한다.

상기 가열관(240)은 거치관(220)의 일단에 거치관(220)과 연통 가능하게 결합되며, 거치관(220)으로 공급되는 공기를 가열시키기 위한 히팅 수단을 구비한다. 이러한 히팅 수단의 일 예로 가열관(240)의 둘레를 따라 발열 코일이 형성될 수 있으나, 가열관(240)에 형성되는 히팅 수단이 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 가열관(240)의 온도는 220~290℃인 것이 바람직하며, 220℃ 미만인 경우에는 가열관(240)을 통과하여 가열되는 공기의 온도가 50℃ 미만으로 가열되어, 약 70~80℃의 온도로 유지되는 하이드로겔 원료에 주입되는 경우, 원료가 굳어지는 문제가 발생한다.

반면, 가열관(240)의 온도가 290℃를 초과하는 경우에는 하이드로겔 원료로 공급되는 공기의 온도가 과도하게 높아, 하이드로겔 원료에서 이취가 발생하고, 원료가 타서 굳어지는 등의 문제가 발생하므로 가열관(240)의 온도가 상술한 범위로 유지되도록 가열되는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1의 A 영역을 확대하여 도시한 도면으로, 컨베이어(100)의 전단부 영역을 도시한 도면이다.

원료 주입구(111)를 통해 컨베이어(100)에 도포된 하이드로겔 원료는 공기 주입부(200)를 통해 공기가 주입된 뒤, 두께 조절부(300)에 의해 두께가 조절되어 일정한 두께를 갖는 시트 형태로 가공된다.

이때, 두께 조절부(300) 전단부에는 원료 높이를 측정하기 위한 센서(미도시)가 구비되어, 두께 조절부(300) 전단의 원료량을 일정하게 유지시키거나 또는 제어할 수 있다.

공기 주입부(200)는 두께 조절부(300)의 전단부에 구비되고, 주입관(210)이 원료에 침지된 상태에서 복수개의 홀(211)을 통해 원료에 공기가 주입될 수 있다.

이때, 주입관(210)에 형성된 복수개의 홀(211)은, 상기 컨베이어(100)의 진행 방향으로 공기를 주입하도록 비스듬하게 형성될 수 있다. 이와 같이 공기가 컨베이어(100)의 진행 방향으로 주입되는 경우, 공기가 컨베이어(100)의 진행 반대 방향으로 주입되는 경우보다 원료 내에 공기가 주입되는 효율이 향상될 수 있다.

구체적으로, 주입관(210)의 중심에서 컨베이어(100)를 향해 수직으로 형성되는 가상의 제1 직선(10)과, 주입관(210)의 중심과 복수개의 홀(211)의 중심을 연결하는 가상의 제2 직선(20)이 형성하는 사잇각(θ)이 20~60°가 되도록 복수개의 홀(211)이 주입관(210)의 하부 표면에 형성될 수 있다.

상기 사잇각(θ)이 20°미만인 경우에는 원료로 주입된 공기의 대부분이 컨베이어(100)에 직접 접촉하여, 원료 내에 미세 버블이 형성되지 않고 거대한 공기 방울을 형성하여 원료 시트(S1)의 불량을 야기한다.

반면, 사잇각(θ)이 60°를 초과하는 경우에는 주입된 공기의 대부분이 원료 상부로 부상하여 외부로 유출되므로, 원료 내부로 주입되는 공기량이 현저히 감소한다. 뿐만 아니라, 주입된 공기가 두께 조절부(300)에 직접 접촉하여 거대 공기 방울을 형성하여 미세 기포 형성이 이루어지지 않으므로, 미세 기포 생성량이 현저히 감소하는 문제가 있다.

따라서, 원료 시트(S1)의 미세 기포 생성 효율을 향상시키기 위해 상기 사잇각(θ)은 20~60°의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)의 다른 변형 실시 형태로, 컨베이어(100), 원료 주입구(111), 공기 주입부(200), 두께 조절부(300) 및 냉각부(400)를 하나의 세트로 한 시트 가공부가 적어도 2개 이상 구비될 수 있으며, 각 시트 가공부는 상하 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

이와 같이 시트 가공부가 둘 이상으로 구비되는 경우에는, 한 번에 각 컨베이어(100)를 통해 배출되어 적재부(500)에 적재되는 하이드로겔 원료 시트(S1)가 두 장 이상씩 적재되므로 생산량 증대 및 제조 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

이때, 두 냉각부(400)가 구비되는 영역을 외부와 구분하기 위해 구비되는 구획벽(T)은, 각 냉각부(400)가 구비되는 영역을 각각 별도로 구분하거나, 두 냉각부(400)가 하나의 영역에 위치하도록 구비되는 것도 가능하다.

한편, 상술한 본 발명의 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)는 경피용 팩이나 패치로 사용되는 하이드로겔의 제조 과정에서 하이드로겔 내부에 미세 기포를 주입시킴으로써, 기포가 포함된 하이드로겔을 제조할 수 있다.

일반적으로 하이드로겔을 보관할 때 하이드로겔로부터 외부로 수분 및 기능성 성분이 빠져나오는 이수 작용에 의해 하이드로겔에 포함되어 있는 에센스가 발생되는 특징이 있다.

그러나, 본 발명의 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)를 통해 제조된 기포가 포함된 하이드로겔은 이수 작용시 에센스 성분의 일부가 기포 내에 저장되므로, 기포가 없는 일반적인 하이드로겔에 비해 피부로의 에센스 성분 전달 효율이 향상될 수 있다.

뿐만 아니라, 하이드로겔의 유연성을 높여 피부에 대한 밀착력을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는, 기포를 포함하는 하이드로겔의 제조방법에 관한 것이다. 본 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)를 이용한 기포가 포함된 하이드로겔의 제조방법이므로, 본 발명의 일 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔의 제조방법은, 원료인 하이드로겔 조성물을 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포하는 도포 단계; 상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포된 하이드로겔 조성물에 공기를 주입하는 공기 주입 단계; 공기가 주입된 하이드로겔 조성물의 두께를 조절하는 두께 조절 단계; 두께가 조절된 하이드로겔 조성물을 냉각하여 원료 시트(S1) 형태로 제조하는 시트 제조 단계; 상기 원료 시트(S1)를 적어도 한 층 이상으로 적층하는 적재 단계; 및 적층된 원료 시트(S1)를 재단하는 재단 단계;를 포함한다.

상기 도포 단계는, 원료인 하이드로겔 조성물을 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포하는 단계로, 원료가 저장된 원료 탱크(110)에 연결된 원료 주입구(111)를 통해 컨베이어(100)에 하이드로겔 조성물을 도포하는 단계이다.

이때, 하이드로겔 조성물의 도포량은 하이드로겔 조성물의 두께를 조절하기 위한 두께 조절부(300) 전단에 구비된 센서(미도시)에 의해 측정된 하이드로겔 조성물의 도포량에 따라 수동 혹은 자동으로 조절될 수 있다.

상기 공기 주입 단계는, 도포 단계를 통해 컨베이어(100)의 상부에 도포된 하이드로겔 조성물에 공기를 주입하는 단계로, 공기 주입부(200)를 통해 이 단계가 수행될 수 있다.

구체적으로, 상기 공기 주입부(200)의 하단에 위치한 주입관(210)이 하이드로겔 조성물에 침지된 상태로, 주입관(210)의 홀(211)을 통해 공기가 하이드로겔 조성물 내부로 유입되며, 이렇게 유입된 공기에 의해 하이드로겔 조성물에 균일한 크기 및 분포의 기포가 형성된다.

다음으로, 상기 두께 조절 단계는, 공기가 주입된 하이드로겔 조성물의 두께를 조절하는 단계로, 두께 조절부(300)에 의해 수행될 수 있으며, 이때, 두께 조절부(300)의 높이 조절 수단(미도시)을 조절하여 두께 조절 단계를 통해 형성되는 시트 형상의 하이드로겔 조성물의 두께를 조절할 수 있다.

다음으로, 냉각 단계는, 시트 형상의 하이드로겔 조성물을 냉각시켜 원료 시트(S1) 형태로 제조하는 단계로, 이 단계는 냉각부(400)를 통해 수행될 수 있으며, 냉각 방식으로 공랭이나 수냉 방식이 적용될 수 있다.

상기 적재 단계는, 컨베이어(100)로부터 배출되는 원료 시트(S1)를 적어도 한 층 이상으로 적층하는 단계이다. 이때, 원료 시트(S1)를 다층으로 적층시키기 위해, 예시적으로 적재부(500)를 컨베이어(100) 진행 방향으로 슬라이딩 가능하도록 함으로써, 적재부(500)의 왕복 이동을 통해 상기 원료 시트(S1)를 다층으로 적층시킬 수 있다.

상기 재단 단계는, 적재 단계를 통해 적재부(500) 상에 적어도 한 층 이상으로 적재된 원료 시트(S1)를 소정 형상으로 재단하는 단계로, 적재부(500)가 성형부(600) 방향으로 이동하거나, 성형부(600)가 적재부(500) 방향으로 이동하여 수행될 수 있다.

이때, 성형부(600) 하단에 포장용기(C)가 배치되는 경우에는 재단 직후 소정 형상으로 재단된 제품(P)이 낙하하여 바로 포장용기(C)로 수납될 수 있다.

한편, 본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치(1)를 이용해 제조된 기포를 포함하는 하이드로겔 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 기포를 포함하는 하이드로겔의 제조방법에 따라 제조된 기포를 포함하는 하이드로겔을 포함한다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100: 컨베이어 110: 원료 탱크
111: 원료 주입구 200: 공기 주입부
210: 주입관 211: 홀
220: 거치관 230: 연결관
240: 가열관 250: 거치구
300: 두께 조절부 400: 냉각부
500: 적재부 600: 성형부

Claims

원료인 하이드로겔 조성물이 도포되고, 상기 원료가 냉각되어 형성된 원료 시트를 이송시키는 컨베이어(100);
상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 구비되어, 도포된 하이드로겔 조성물에 기포를 주입하는 공기 주입부(200);
상기 공기 주입부(200)를 통해 공기가 주입된 원료의 두께를 조절하는 두께 조절부(300);
상기 두께 조절부(300)를 통해 두께가 조절된 원료를 냉각시켜 원료 시트를 형성시키는 냉각부(400);
상기 컨베이어(100)로부터 배출되는 원료 시트가 안착되는 적재부(500); 및
상기 적재부(500)에 안착된 원료 시트를 재단하는 성형부(600);를 포함하고,
상기 공기 주입부(200)는, 복수개의 홀(211)을 포함하고, 원료에 침지되어 공기를 주입하는 주입관(210); 상기 주입관(210)의 상부에 나란하게 배치되어 공기 주입부(200)의 위치를 고정시키며, 주입관(210)으로 공기를 공급하는 거치관(220); 및 상기 주입관(210)과 거치관(220)을 연통시키는 연결관(230);을 포함하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수개의 홀(211)은,
상기 컨베이어(100)의 폭 방향으로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 주입관(210)에 형성된 복수개의 홀(211)은,
상기 컨베이어(100)의 진행 방향으로 공기를 주입하도록 비스듬하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치.
제4항에 있어서,
상기 주입관(210)의 중심에서 컨베이어(100)를 향해 수직으로 형성되는 가상의 제1 직선(10)과, 주입관(210)의 중심과 복수개의 홀(211)의 중심을 연결하는 가상의 제2 직선(20)이 형성하는 사잇각(θ)의 크기가 20~60°가 되도록, 복수개의 홀(211)이 주입관(210)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 공기 주입부(200)는,
공기 주입부(200)를 통해 하이드로겔 원료로 공급되는 공기의 온도를 조절하기 위한 가열관(240)을 포함하는, 기포를 포함하는 하이드로겔 제조장치.
제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 기포를 포함하는 하이드로겔을 제조하는 방법에 있어서,
원료인 하이드로겔 조성물을 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포하는 도포 단계;
상기 컨베이어(100)의 전단 상부에 도포된 하이드로겔 조성물에 공기 주입부(200)를 통해 공기를 주입하는 공기 주입 단계;
공기가 주입된 하이드로겔 조성물의 두께를 조절하는 두께 조절 단계;
두께가 조절된 하이드로겔 조성물을 냉각하여 원료 시트(S1) 형태로 제조하는 시트 제조 단계;
상기 원료 시트(S1)를 적어도 한 층 이상으로 적층하는 적재 단계; 및
적층된 원료 시트(S1)를 재단하는 재단 단계;를 포함하는 기포를 포함하는 하이드로겔의 제조 방법.