KR20110123285A - 적어도 2 성분의 조성물로 용기를 채우기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

적어도 2 성분의 조성물로 용기를 채우기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

용기에서 2종 이상의 산물 성분의 가시적 확산 패턴을 형성시키는 방법. 이 방법은 최대 약 10개의 혼합 부재를 구비한 혼합 챔버가 있는 충전기/혼합기를 제공하는 단계를 포함한다. 용기는 혼합 챔버 다음에 이 용기를 회전시킬 수 있는 용기 지지체 위에 위치한다. 성분들은 혼합 챔버 내로 공급되어 혼합물을 형성한다. 이 혼합물은 회전하면서 동시에 혼합 챔버로부터 분리되는 용기 내로 공급된다.

Description

적어도 2 성분의 조성물로 용기를 채우기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FILLING A CONTAINER WITH AT LEAST TWO COMPONENTS OF A COMPOSITION}
포장 제품에 독특한 외관을 제공하는 기술에는 다양한 기술이 있다. 많은 기술들은 유색 용기와 호감 가는 라벨링의 사용에 관한 것이다. 다른 기술은 제품의 전반적인 독특한 외관의 일부를 추가로 제공하는 제품을 사용하는 것이다. 미국 특허 4,159,028(Barker et al.)은 2 성분의 미용 조성물을 용기에서 랜덤 패턴의 조성물로 형성시키는 기술을 개시한다. 이것은 충전 도관에 대해 일정 각도로 용기를 회전시키는 단계 및 이와 같이 회전하여 각을 이룬 용기에 2 성분의 조성물을 동시에 충전하는 단계를 포함한다. 그 결과, 용기에 2 성분의 랜덤 패턴이 초래될 것이다. 미국 특허 4,966,205(Tanaka)는 상기 기술의 변형을 개시한다. 여기서, 성분들은 투명 겔 베이스와 유색 물질이다. 미국 특허 6,213,166; 6,367,519 및 6,516,838(Thibiant et al.)은 정확하고 정밀한 소용돌이 패턴을 만드는 장치 및 방법에 관한 것이다. 조성물은 한 성분이 투명 내지 반투명인 미용 조성물일 수 있고, 바람직한 용기는 투명 용기이다. 2 성분은 용기가 회전할 때 용기에 충전된다. 충전기는 용기가 충전될 때 용기로부터 올라간다. 미국 디자인 특허 429,146 및 448,281은 상기 3 특허의 방법을 사용하여 수득할 수 있는 일부 패턴을 개시한다. 미국 특허 출원 공개번호 2005/0143268(Sanjeev et al.)에는 다양한 패턴으로 생산될 수 있는 산물이 개시되어 있다. 이 특허 출원으로부터 제조될 수 있는 패턴은 미국 디자인 특허 548,599 및 미국 디자인 특허 552,997에 제시된 패턴을 포함한다. 이들은 용기에 다양한 디자인의 산물을 생산하는 유익한 기술들이다. 미국 특허 4,159,028의 기술은 일반적으로 랜덤 패턴을 생산하지만, 나머지 특허 기술들은 더욱 기하학적으로 명확한 패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 가시적 특징이 다른 적어도 2 성분의 확산 패턴 혼합물을 용기에 형성시키는 방법으로, 혼합 챔버가 있는 충전기/혼합기, 적어도 2 성분을 각각 혼합 챔버 내로 도입시키는 혼합 챔버 유입 도관, 이 혼합 챔버 내에 0 내지 약 10종의 혼합 부재들, 혼합 챔버로부터의 출구 도관, 혼합 챔버 다음에 용기 지지체 위의 용기, 이 용기를 회전시킬 수 있는 용기 지지체를 제공하는 단계; 혼합 챔버에 제1 성분과 제2 성분을 공급하여 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 형성시키는 단계; 동시에 용기를 제1 방향으로 회전시키고, 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 혼합 챔버로부터 용기 내로 공급하는 단계; 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 용기 내로 계속 공급하고 용기를 제2 방향으로 회전시키고, 그 다음 제1 방향 및 제2 방향으로 용기의 회전 동안 혼합 챔버로부터 용기를 동시에 분리하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 제1 방향 및 제2 방향으로 용기의 회전은 경우에 따라 반복할 수 있다.
한 관점에서, 본 발명의 방법은 용기들 중에서 1종 이상의 산물의 확산 패턴을 생산할 수 있다. 결과는 독특하고 매우 예술적인 패턴이다. 패턴의 한 종류는 샌드 아트형의 패턴이다. 용기 중의 산물은 용기에 샌드 아트 외관을 제공할 것이다. 확산 패턴이란 뚜렷한 예술적 패턴을 보유하지만, 패턴의 치수가 다르고 색이 색 밀도가 변화하여 용기 전반에 색 그라데이션을 제공하는 패턴을 의미한다. 한 양태에 따르면, 한 산물의 밴드가 다른 산물에 분산되어 있을 수 있고, 이 밴드는 치수가 달라지고 밴드의 색이 색 밀도가 달라질 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따라 용기를 충전하는 방법의 계통선도(layout diagram)를 도시한 정면도이다.
도 2는 실질적으로 충전된 용기를 보여주는 도 1의 계통선도의 근접 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 양태에 따라 용기를 충전하는 방법의 계통선도를 도시한 정면도이다.
도 4는 실질적으로 충전된 용기를 보여주는 도 3의 계통선도의 근접 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 양태에 따라 용기를 충전하는 방법의 계통선도를 도시한 정면도이다.
도 6은 용기의 지지체가 혼합 챔버 도관에 대해 일정 각도로 경사져 있는, 도 5에 도시한 계통선도의 정면도이다.
도 7은 용기의 지지체가 진동(vibraton) 처리되는, 도 1의 계통선도의 정면도이다.
도 8a는 180° 대향 지점에서 혼합 챔버 유입 도관으로 들어가는 제1 성분 유입 도관과 제2 성분 유입 도관의 평면도이다.
도 8b는 90°각도에서 혼합 챔버 유입 도관으로 들어가는 제1 성분 유입 도관과 제2 성분 유입 도관의 평면도이다.
도 8c는 45°각도에서 혼합 챔버 유입 도관으로 들어가는 제1 성분 유입 도관 및 제2 성분 유입 도관의 평면도이다.
도 9는 혼합 챔버 내에 존재하는 직렬 혼합 부재 단위의 정면도이다.
도 10은 혼합 챔버 유입 도관에 본질적으로 동량으로 존재하는 제1 성분과 제2 성분의 모식도이다.
도 10a는 혼합 챔버 유입 도관에 다른 양으로 존재하는 제1 성분과 제2 성분의 횡단면도이다.
도 11은 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 본질적으로 동량인 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(0°)을 도시한 횡단면도이다.
도 11a는 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 다른 양의 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(0°)을 도시한 횡단면도이다.
도 12는 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 본질적으로 동량인 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(45°)을 도시한 횡단면도이다.
도 12a는 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 다른 양의 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(45°)을 도시한 횡단면도이다.
도 13은 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 본질적으로 동량인 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(90°)을 도시한 횡단면도이다.
도 13a는 혼합 부재 단위의 상부 혼합 부재의 상단 표면과 접촉해 있는 다른 양의 제1 성분 및 제2 성분 흐름의 계면의 접촉 각(90°)을 도시한 횡단면도이다.
도 14는 확산 패턴 혼합물을 보유한 용기의 전면 정면도이다.
도 15는 확산 패턴 혼합물을 보유한 용기의 이면 정면도이다.
이제 본 발명은 도면을 참조하여 바람직한 양태에 대해 더 상세하게 설명할 것이다. 설명된 방법은 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 소소한 세부사항의 변형이 있을 수 있다. 본 명세서 전반에 사용된 바와 같이, 범위는 이 범위 내의 각각의 값과 모든 값을 기술하기 위한 속기로서 사용된다. 이 범위 내의 모든 값은 이 범위의 말단 값으로 선택될 수 있다. 또한, 직렬 혼합기 및 정적 혼합기란 용어는 동일한 종류의 혼합기를 의미한다.
본 발명은 성분들이 적어도 하나의 가시적으로 식별가능한 다른 특징을 보유하는 다성분 조성물을 확산 패턴으로 용기에 충전하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 확산 패턴을 가진 상기 조성물로 투명 내지 반투명 용기를 충전하여, 용기의 외부에 독특한 외관을 가진 용기 및 산물을 생산하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 확산 패턴 디자인으로 2 이상의 성분이 충전된 용기를 생산할 것이다. 한 양태에 따르면, 이것은 서로 가시적으로 상이한 특성을 나타내는 2종 이상의 비-뉴턴식 구조화된 점성 액체로 용기의 충전 시 초래되는 샌드 아트형 디자인에 비유되었다. 정확한 패턴과 패턴의 강도는 용기 충전 시의 공정 파라미터의 결과이다. 공정 파라미터로는 제1 및 제2 비-뉴턴식 구조화된 액체의 리올로지, 제1 성분과 제2 성분 각각의 양, 제1 성분과 제2 성분의 유입 압력, 혼합 챔버의 치수, 혼합 챔버를 통한 유속, 혼합 챔버 출구 도관의 치수, 정적 혼합기의 존재, 수 및 배향, 용기의 형태 및 용기의 발진(oscillation) 정도 및 속도를 포함한다. 혼합 챔버로의 각각의 입구부터 혼합 챔버 배출 도관의 출구까지 제1 성분과 제2 성분의 다양한 혼합 정도가 존재할 것이다.
용기는 제1 방향으로 적어도 90도, 제2 방향으로 적어도 90도 회전하고, 바람직하게는 제1 방향으로 적어도 약 180도, 제2 방향으로 적어도 약 180도 회전한다.
용기는 충전 동안 혼합 챔버로부터 출구 도관에 대해 0도 내지 약 15도의 각을 이룰 수 있다. 용기 지지체는 0도 내지 약 15도의 각으로 용기를 유지할 것이다. 또한, 용기는 충전 동안 진동 처리될 수 있다.
혼합 챔버 출구 도관은 용기 충전 개시 시에 용기 내에 뻗어있고, 용기 충전 동안에는 충전기 출구 도관 중 하나가 용기로부터 철회되거나 또는 용기가 충전기 출구 도관으로부터 철회되어 용기로부터 분리된다. 충전기 출구 도관 또는 용기는 초당 약 2mm 내지 약 10mm의 속도로 철회된다.
한 양태에 따르면, 출구 도관의 배출구에는 하나 이상의 메시 스크린(mesh screen)이 배치될 수 있다. 하나보다 많은 메시 스크린이 사용된다면, 한 스크린의 다른 스크린에 대한 각도는 0°초과 180°미만의 각으로 변동될 수 있다. 메시는 임의의 소재로 제조될 수 있다. 이 소재는 물질이 메시를 통해 흐를 때 변형을 최소화하기에 충분히 강해야 한다. 메시의 구멍은 임의의 바람직한 크기 또는 형태일 수 있다.
혼합 챔버에 존재하는 혼합 부재들은 혼합 부재 단위의 일부일 수 있고, 이 혼합 부재 단위는 1 내지 10개의 혼합 부재를 보유하는 정적 혼합기, 바람직하게는 약 2 내지 7개의 혼합 부재를 보유하는 정적 혼합기일 수 있다.
혼합 부재 단위는 상부 제1 부재를 보유하고, 이 상부 제1 부재는 상단 표면과 이로부터 아래쪽으로 점감하는 측면을 보유하고, 제1 성분과 제2 성분은 공통 계면을 보유하고, 이 공통 계면은 상부 제1 부재 상단 표면과 접촉 시에 상부 제1 부재 상단 표면에 대해 0도 내지 90도의 각을 이룬다. 제1 상부 부재 상단 표면과 접촉 시 공통 계면은 제1 상부 부재 상단 표면에 대해 약 25도 내지 약 75도의 각을 이룬 것이 바람직하다.
제1 성분 또는 제2 성분은 먼저 혼합 챔버의 축에 대해 0도 내지 약 90도의 각도에서 혼합 챔버 내로 유입된다.
도 1은 충전 장치의 한 양태에 대한 계통선도이다. 도 1에서 용기(15)는 산물(30)이 충전되는 초기 단계에 있다. 용기(15)에는 산물(30)을 생산하는데 필요한 2가지 다른 성분들이 존재한다. 이 성분들은 제1 성분(10)과 제2 성분(20)이다. 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)은 서로 가시적으로 다른 것이다. 제1 성분(10)은 유량계 유입 도관(18)을 통해 유량계(16)로 유입된다. 제1 성분은 유량계(16)에서 유량계 출구 도관(14)을 통해 밸브(17)로 배출된다. 제1 성분(10)은 밸브(17)로부터 제1 성분 유입 도관(12)을 통해 혼합 챔버 유입 도관(19)으로 흐른다. 동시에, 제2 성분(20)은 제2 유량계(26)로 제2 유량계 유입 도관(28)을 통해 유입된다. 제2 성분(20)은 제2 유량계(26)에서 제2 유량계 출구 도관(24)을 통해 제2 밸브(27)로 배출된다. 제2 성분(20)은 제2 밸브(27)로부터 제2 성분 유입 도관(23)을 통해 혼합 챔버 유입 도관(19)으로, 그 다음 혼합 챔버(22) 내로 흐른다. 제1 성분(10)과 제2 성분(20)은 혼합 챔버 유입 도관(19) 및 혼합 챔버(22)에서 배합된다. 이 양태에 따르면, 제1 및 제2 성분(10, 20)은 이하에 더 상세히 논의되는 제2 양태에서보다 더욱 제한적인 혼합을 겪는다. 이 혼합은 이 양태에서 성분들(10, 20)의 비-뉴턴식 리올로지가 직렬 혼합기의 사용을 필요로 하지 않기 때문에 더욱 제한적이다. 이제 적어도 부분적으로 혼합된 제1 성분(10)과 제2 성분(20)은 부분 혼합된 산물(29)로서 혼합 챔버 출구 도관(25)을 통해 흐르고, 산물(30)로서 용기(15) 내로 배출된다. 용기(15)는 회전가능한 지지체(13) 위에 위치한다. 이 용기(15)는 산물(30)이 용기(15)에 충전되는 동안, 제1 방향으로, 그 다음 제2 방향으로 회전한다. 용기(15)에 발진 움직임이 부여된다. 동시에, 혼합 챔버 출구 도관(25)은 산물의 수준(33)이 용기에서 올라오면 용기(15)에서 상승한다. 혼합 챔버 출구 도관(25)을 상승시키는 대신 대안으로서, 지지체(13)가 하강할 수도 있다. 혼합 챔버 출구 도관(25)의 출구 구멍(31)은 용기(15)의 충전 동안 용기(15)에서 산물(30)의 수준(33) 이상으로 유지되어야 하는 것이 바람직하다. 도 2는 용기(30)가 실질적으로 충전된 도 1의 계통선도를 나타낸다. 충전 장치의 모든 부분들은 동일하게 남아 있다. 차이는 충전 작업 동안 혼합 챔버 출구 도관(25)이 용기(15) 내에서 상승하여 혼합 챔버 출구 도관(25)의 출구 구멍(31) 끝을 용기(15) 내 산물(30)의 수준(33) 위로 유지시킨다는 점이다.
회전가능한 지지체(13) 위의 용기는 제1 방향으로 적어도 90도에 걸쳐 회전하고, 그 다음 제2 방향으로 적어도 90도까지 회전할 수 있다. 당해의 랜덤 패턴 디자인을 얻기 위해 용기는 먼저 제1 방향으로 회전하고 그 다음 제2 방향으로 발진 움직임으로 회전한다. 제1 방향과 그 다음 제2 방향으로 회전 발진은 용기(15)를 채우는 제1 성분(10)과 제2 성분(20)의 혼합물의 용기(15) 내로의 유속에 의해서만 제한된다. 이 과정 동안 혼합 챔버 출구 도관 말단 구멍(31)은 용기(15) 내에서 산물(30)의 충전 수준 위에 유지된다. 이것은 혼합 챔버 도관(25)을 위로 상승시켜 달성하거나 또는 용기 지지체(13)를 하강시켜 달성한다. 혼합 챔버 출구 도관(25)을 상승시키는 것이 바람직하다. 혼합 챔버 출구 도관(25)의 상승 속도 및 용기(15)의 발진 수 및 속도는 용기(15)에서 제1 성분 및 제2 성분 혼합물(30)로 구성되는 랜덤 패턴을 결정할 것이다. 발진은 일반적으로 약 120도를 거쳐 약 480도까지 이루어질 것이며, 용기(15)를 채우기 위해 약 1 내지 약 10회 발진 및 바람직하게는 약 2 내지 7회 발진을 포함할 것이다. 혼합 챔버 출구 도관(25)은 초당 약 1.5mm 내지 초당 약 7.5mm의 속도로 용기(15)로부터 분리될 것이다.
또한, 도 1과 2에는 다른 지점에서 혼합 챔버 유입 도관(19)으로 들어가는 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)의 흐름이 도시되어 있다. 여기서, 제1 성분(10)은 제2 성분(20)이 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로 유입되는 지점보다 위에서 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로 유입되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 제1 성분(10)과 제2 성분(20)의 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로의 흐름은 역위될 수도 있다.
도 3은 도 1의 충전 장치의 한 구체예로서, 단 혼합 챔버(22) 내에 혼합 부재 단위(21)를 보유한다. 혼합 부재 단위(21)는 복수의 혼합 부재를 함유한다. 혼합 부재(21)는 정적 혼합기일 수 있다. 혼합 부재 단위(21)는 약 2 내지 10개의 혼합 부재를 함유할 수 있다. 도 9는 6개의 혼합 부재를 보유하는 혼합 부재 단위를 보여준다. 도 4는 혼합 챔버(22) 내에 혼합 부재 단위(21)가 존재하는 도 3의 장치의 한 구체예이다. 도 4에 도시된 다른 부재들은 도 2와 본질적으로 동일하다. 중복 설명을 피하기 위해 도 4의 나머지 부재들의 설명은 반복하지 않을 것이다.
도 5는 제1 성분 도관(12)과 제2 성분 도관(23)이 제1 성분 및 제2 성분을 동일한 지점에서 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로 전달한다는 것을 제외하고는 도 3 및 4와 유사한 구체예를 나타낸다. 두 스트림은 동시에 만나서 혼합 챔버 유입 도관(19)을 통해 혼합 챔버(22) 내로 흐를 것이다. 혼합은 주로 혼합 부재 단위(21)와 접촉 시에 혼합 챔버(22)에서 일어날 것이다. 도 6은 용기(15)가 회전 및 충전될 때 혼합 챔버 출구 도관(29)에 대해 일정 각도로 경사진 것을 제외하고는 도 5와 유사한 양태를 나타낸다. 각형성(angling)은 혼합 챔버 출구 도관(25)의 출구(31)에 대해 약 3도 내지 약 20도의 각도로 이루어질 수 있다. 또한, 충전 동안 용기(15)의 경사짐은 도 1 및 2의 구체예들에도 사용될 수 있다.
도 7은 도 3 및 4의 구체예와 유사한 구체예를 개시한다. 도 7에서, 지지체(11)는 베이스(13)를 진동시키는 장치를 포함하고, 이로써 용기(15)를 진동시킨다. 진동은 베이스(13)가 회전하는 동안 일어날 수 있다. 결과는 용기(15)가 진동되면서, 용기(15)가 발진하고 제1 성분과 제2 성분으로 채워져 랜덤 패턴의 혼합물(30)을 생산한다는 것이다. 이 역시, 도 1과 2의 구체예에도 적용할 수 있다. 물론, 진동과 발진은 동시에 일어나지 않아야 한다. 또한, 용기(15)는 본 발명의 이 양태에서 반드시 발진될 필요는 없다.
용기의 충전 동안 베이스(13)와 용기(15)의 진동은 용기(15)에 존재하는 산물(30)의 패턴이 더욱 확산되게 하고, 혼합 챔버 출구 도관(15)에서 배출되는 산물(30)이 혼합 챔버 출구 도관(25)으로부터 이 도관(25)에서 더 멀리 떨어진 용기의 부분으로 흐르도록 촉진할 것이다. 이것은 타원형 횡단면을 보유한 난형 용기와 같은 비원형 용기를 충전하는데 유용할 것이다. 또한, 비-축형 용기의 충전에도 유용할 것이다. 이 용기들은 용기 충전 및 분배 구멍을 통해 형성된 용기의 축 둘레가 대칭적이지 않은 용기들이다. 진동의 진폭과 빈도는 특정 포뮬레이션에 따라 달라질 것이다.
도 8a, 8b 및 8c는 제1 성분(10)과 제2 성분(20)이 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로 전달될 수 있는 다른 각도를 예시한 것이다. 도 8a에서, 제1 성분 도관(12) 및 제2 성분 도관(23)은 도 5와 6에 도시된 바와 같이 혼합 챔버 유입 도관(19)의 동일 지점에서 서로에 대해 180도 배향이다. 도 8b에서 제1 성분 도관(12) 및 제2 성분 도관(23)은 혼합 챔버 유입 도관(19)에 대한 입구에서 서로에 대해 90도 배향이다. 도 8c에서, 제1 성분 도관(12) 및 제2 성분 도관(21)은 혼합 챔버 유입 도관(19)에 대한 입구에서 서로에 대해 45도 배향이다. 본질적으로, 제1 성분 도관(12) 및 제2 성분 도관(23)은 혼합 챔버 유입 도관(19)을 임의의 각도로, 뿐만 아니라 혼합 챔버(22) 내의 임의의 지점에서 각각 교차할 수 있다. 또한, 제1 성분 도관(12)은 0도 배향으로 존재할 수 있고, 제2 성분 도관(23)은 동축 배향 또는 병렬 배향으로 존재한다. 동축 배향인 경우, 한 도관은 다른 도관 내에 존재할 것이다.
도 9는 혼합 챔버(22) 내에 장착된 정적 혼합 부재 단위(21)를 개시한다. 이 정적 혼합 부재 단위(21)는 정적 혼합 부재 단위(21)의 축 및 정적 혼합기 챔버(22)의 중심 수직축에 대해 90도인 상단 표면(35)을 보유한다. 이 정적 혼합기(21)는 6개의 혼합 부재인, 상부 혼합 부재(37a 및 37b), 중간 혼합 부재(38a 및 38b) 및 하부 혼합 부재(39a 및 39b)를 보유한다. 6개의 혼합 부재(37a, 37b, 38a, 38b, 39a, 39b)는 각각 상단 표면을 보유하고, 각 상단 표면은 정적 혼합기 챔버(22)의 중심 축에 대해 동일한 각도로 정렬된다. 본 발명은 이렇게 제한되지 않지만, 각 혼합 부재는 정적 혼합기 챔버(22)의 중심 수직 축에 대하여 회전할 수 있다. 정적 혼합기 챔버의 중심 수직 축은 도 7에 A-A로 표지되어 있다. 본 방법에는 광범위한 공지된 정적 혼합 부재 단위가 사용될 수 있다. 이 단위로는 미국 특허 3,991,129(Daniels); 미국 특허 3,999,592(Kopp et al.); 미국 특허 5,053,141(Laiho); 미국 특허 4,093,188(Horner) 및 미국 특허 5,575,409(Gruenderman)에 개시된 것을 포함한다. 정적 혼합 부재는 일반적으로 혼합될 성분에 불활성인 합금일 것이며, 중합체 재료일 수 있다.
도 10은 혼합 챔버 유입 도관(19) 내로의 흐름을 예시한 것이다. 이것은 동량의 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)과 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)의 계면을 보유한 도 3의 혼합 챔버 유입 도관(19)을 보여준다. 도 10a는 도 10의 도면에서 약 75% 제1 성분(10) 및 25% 제2 성분(20)을 보유한 것을 도시한 것이다.
도 11은 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35)에 접촉한 도 3의 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)의 흐름을 도시한 것이다. 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)은 공통 계면(32)을 보유한다. 공통 계면(32)은 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35)에 0도 각도로 접해있다. 도 11A는 정적 혼합기(21)의 상단 표면(35)에 접해 있는 도 11의 제1 성분(10)과 제2 성분(20)을 도시한 것으로, 여기에는 약 75%의 제1 성분(10)과 25% 제2 성분(20)이 존재한다. 공통 계면(32)은 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35)으로부터 분리되어 있다. 공통 계면(32)과 상단 표면(35)은 서로 평행하여 상단 표면(35)과 제1 성분(10) 및 제2 성분(20) 간에 접촉 후 상단 표면(35)과 공통 계면(32) 사이의 각도는 0도이다.
도 12는 혼합 부재 단위의 상단 표면(35)에 약 45도 접촉 각도로 접촉하는 제1 성분(10) 및 제2 성분(20) 흐름을 도시한 것이다. 공통 계면(32)은 약 45도 각도로 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35)에 접촉한다. 도 12a의 계면은 약 75% 제1 성분(10) 및 25% 제2 성분(20)의 함량이 존재하는 혼합 부재 단위의 상단 표면(35)에 접하는 도 12의 제1 성분(10) 및 제2 성분 흐름을 도시한 것이다. 공통 계면(32)은 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35) 중심으로부터 떨어져 분리되어 있다. 공통 계면(32)과 상단 표면(35)은 서로 45도의 각도로 교차한다. 따라서, 도 12a에서 공통 계면(32)과 상단 표면(35) 간에 접촉 각도는 약 45도이다.
도 13은 혼합 부재 단위의 상단 표면(35)에 약 90도 접촉 각도로 접촉하는 제1 성분(10) 및 제2 성분(20) 흐름을 도시한 것이다. 공통 계면(32)은 약 45도 각도로 혼합 부재 단위(21)의 상단 표면(35)에 접촉한다. 도 13a는 약 75% 제1 성분(10) 및 25% 제2 성분(20)의 함량이 존재하는 혼합 부재 단위의 상단 표면(35)에 접하는 도 13의 제1 성분(10) 및 제2 성분(20) 흐름을 도시한 것이다. 공통 계면(32) 및 상단 표면(35)은 90도 각도로 서로 교차한다. 따라서, 도 12a에서 공통 계면(32)과 상단 표면(35) 사이의 접촉은 약 90도이다.
제1 성분(10)의 부피 대 제2 성분(20)의 부피는 서로에 대해 20/80 내지 80/20 비율일 수 있다. 산출되는 산물의 확산 디자인은 제1 성분(10) 대 제2 성분(20)의 함량 비에 따라 달라질 것이다. 또한, 제1 성분(10) 및 제2 성분(20)의 색도 달라질 수 있다. 하지만, 목적은 보통 확산 디자인을 더욱 선명하고 가시적으로 만들기 위해 대조 색을 사용하는 것일 것이다. 두 성분의 유용한 쌍은 하나는 백색이고 다른 하나는 유색인 것이다. 부합하는 색이면 변동은 본질적으로 제한이 없다. 또한, 혼합 챔버에 공급되는 성분은 2종 이상일 수 있다. 즉, 3종 또는 그 이상의 성분이 존재할 수 있고, 또한 입자 또는 캡슐이 포함되어도 좋다. 이것은 산물에 더욱 광범위한 확산 패턴을 제공할 것이다.
도 14는 랜덤 패턴(42)의 성분을 보유하는 산물(30)을 함유하는 용기(40)의 전면 정면도이다. 용기(40)는 마개(44)를 보유한다. 도 15는 산물(30)에 대해 랜덤 패턴(46)인 용기(40)의 이면 정면도를 개시한다. 디자인은 용기의 전면과 이면이 다를 수 있는 것으로 보인다. 또한, 본 방법을 사용하여 생산한 확산 디자인의 질감과 밀도의 차이는 실선 및 점선으로 도시한다.
용기(15)는 본질적으로 임의의 형태, 크기 또는 재료의 구조물일 수 있다. 유일한 제한은 확산 디자인이 용기 표면을 통해 적어도 부분적으로 가시적이어야 하기 때문에, 용기(15)가 적어도 부분적으로 투명해야 하며, 따라서 반투명인 용기(15)를 포함한다. 산물은 기본적으로 소비자 제품-크기일 것이기 때문에, 용기는 약 250ml 내지 약 2리터의 산물을 함유할 것이고, 폴리에틸렌, 투명해진 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리비닐 클로라이드로 제작될 수 있다.
다음은 최종 조성물에 확산 패턴을 만들기 위해 본 발명에 사용할 수 있는 포뮬레이션의 예이다. 양은 물질의 활성 중량을 기초로 한 중량%이다.
성분 중량%
탈이온수 50
테트라소듐 EDTA 0.2
글리세린 2.7
폴리에틸렌 글리콜 400 0.9
Laponite® XLG 층상 실리카 0.3
SO3Na 파레스 설페이트 베이스(70% 활성 중량 13.4%) 9.368(70% AI)
벤질 알콜 0.5
탈이온수 14.7
Aculyn® 88 알칼리 용해성 아크릴 4.25
수산화나트륨(25% 활성 중량 2.2%) 0.59
Kathon® 보존제 0.08
코코아미도프로필 베타인 베이스(30% 활성 중량 28.8%) 8.5
Polyquat 7
아크릴아미드/디알릴디메틸/암모늄 클로라이드 공중합체		 1.2
해바라기씨유 w/BHT 0.75
비타민 E 아세테이트 0.02
Ceraphyl® RMT 피마자유 말리에이트 0.1
바셀린 5
미량성분(예컨대, 과일 추출물, 향료, 안료) QS
1. DI수, EDTA, 글리세린, PEG-400을 배합하고, 혼합 개시한다; 가열한다.
2. 수분간 혼합 후, 라포나이트를 첨가하고; 계속 혼합하고 55 내지 60℃까지 가열한다.
3. 55 내지 60℃에서, 계속 가열하고 SPES를 첨가하고; 균질해질 때까지 10 내지 15분 동안 혼합한다.
4. 벤질 알콜을 첨가하고; 5 내지 10분 동안 혼합하고; 그 다음 추가 물을 첨가하고 5 내지 10분 동안 혼합한다.
5. 일정하게 교반하면서 천천히 Aculyn 88을 첨가하고; 가열을 중단하고; 10분 동안 혼합한다.
6. 수산화나트륨 25% sol을 첨가하고; 10분 동안 혼합하고; 배취는 투명해져야 한다. pH 범위 6.2-6.9
7. Kathon을 첨가하고 5 내지 10분 동안 혼합한다.
8. 베타인을 첨가하고 10 내지 15분 동안 혼합한다.
9. Polyquat를 첨가하고 10 내지 15분 동안 혼합한다.
10. 해바라기씨유(비타민 E와 혼합한 해바라기씨유) 파트 1을 첨가하고; 10분 동안 혼합한다.
11. 해바라기씨유(Ceraphyl RMT®와 혼합한 해바라기씨유) 파트 2를 첨가하고; 10분 동안 혼합한다.
12. 약 70℃에서 액화될 때까지 바셀린을 용융하고; 배취에 첨가한다(배취는 온도가 40℃ 미만이지 않아야 한다).
13. 추출물을 첨가한다; 5분 동안 혼합한다.
14. 향료를 첨가한다; 10분 동안 혼합한다.
15. 배취가 25℃에 도달할 때, 점도를 측정한다.
16. 슬러리 중에 글리세린이 남아 있는 스키드 상에 안료를 후첨가한다.
상기 공식은 제1 성분(10) 조성물 및 제2 성분(20) 조성물을 제조하는데 사용된다. 차이는 제2 성분(20)에서 안료가 0.07 내지 0.1의 범위로 첨가된다는 점이다. 이러한 방식으로 제2 성분(20)은 제1 성분(10)과 다른 색을 보유할 것이다. 첨가된 안료의 양은 확산 패턴 중의 색 강도를 결정할 것이다. 제1 성분(10)과 제2 성분(20)은 약 80/20의 중량% 비율로 존재할 것이다. 하지만, 본 발명은 여기에 제한되지 않고 그 비율은 변경될 수 있다.
도 14 및 15의 산물을 제조하는 방법에서, 도 3의 장치로 논한 방법이 사용되었다. 직렬 혼합기(21)는 6개의 혼합 부재를 보유했다. 제1 조성물(10) 및 제2 조성물(20)의 비율은 80/20%였다. 제1 성분(10)은 유량계 유입 도관(18)을 거쳐 유량계(16)로 유입되었다. 유량계(16)로부터 제1 성분(10)은 도관(14)을 통해 밸브(17)로 흐른다. 밸브(17)로부터 제1 성분(10)은 제1 성분 유입 도관(12)을 통해 혼합 챔버 유입 도관(19)으로 흐른다. 제2 성분(20)은 유량계 도관(28)을 통해 유량계(26)로 흐른다. 유량계(26)로부터 제2 성분은 도관(24)을 통해 밸브(27)로 흐른다. 밸브(27)로부터 제2 성분은 제2 성분 유입 도관(23)을 통해 혼합 챔버 유입 도관(19)으로 흘러 제1 성분(10)과 합쳐진다. 제1 성분은 약 50 psi의 압력으로 펌핑되고 제2 성분은 약 30 psi의 압력으로 펌핑된다. 압력은 성분(10, 20)의 점도 및 원하는 충전 속도에 따라 달라질 것이다. 제1 성분과 제2 성분은 3개의 정적 혼합기를 보유한 혼합 부재 단위를 함유하는 혼합 챔버(22) 내로 흘러 관통하고, 혼합 챔버 출구 도관(25)으로 배출된다. 병은 230ml 또는 450ml 난형 병이고, 먼저 시계방향으로 약 270도까지 회전하고, 그 다음 반시계 방향으로 약 270도까지 회전하면서, 혼합 챔버 출구 도관을 3.4 내지 4.6 cm/sec씩 상승시킨다. 용기가 채워지면, 마개를 씌우고 빈 용기로 교체한다. 상기 방법은 2 내지 5회 반복했고, 샌드아트 외관을 지닌 상이한 확산 패턴을 산출했다.
10 : 제1 성분, 20 : 제2 성분, 15 : 용기, 12: 유입 도관, 16 : 유량계,
18 : 유량계 유입 도관, 14 : 유량계 출구 도관, 17 : 밸브,
19 : 혼합 챔버 유입 도관, 22 : 혼합 챔버, 13 : 회전가능한 지지체,
30 : 산물

Claims (19)

  1. 가시적 특징이 상이한 적어도 2종의 성분의 확산 패턴 혼합물을 용기에서 형성시키는 방법으로,
    (a)적어도 2종의 성분에 대한 혼합 챔버 유입 도관,
    상기 혼합 챔버에 존재하는, 상단 표면과 이 상단 표면으로부터 하향으로 점감하는 측면을 포함하는 제1 혼합 부재,
    출구 도관을 포함하는 혼합 챔버가 있는 충전기/혼합기를 제공하는 단계;
    (b) 상기 혼합 챔버 다음에 위치하는 용기를, 이 용기를 회전시킬 수 있는 용기 지지체 위에 제공하는 단계;
    (c) 상기 혼합 챔버에 제1 성분과 제2 성분을 공급하되, 제1 성분과 제2 성분이 제1 혼합 부재와 접촉하여 제1 성분 및 제2 성분의 혼합물을 형성하고, 이 제1 성분과 제2 성분이 공통 계면을 보유하며, 제1 혼합 부재 상단 표면과 제1 성분 및 제2 성분의 접촉 시, 공통 계면이 상단 표면에 대해 0도 내지 약 90도의 각도를 이루는 단계;
    (d) 용기를 제1 방향으로 동시에 회전시키고 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 혼합 챔버로부터 용기 내로 공급하는 단계;
    (e) 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 용기내로 계속 공급하고 이 용기를 제1 방향 및 제2 방향으로 회전시키는 단계;
    (f) 용기가 제1 방향 및 제2 방향으로 회전하는 동안 혼합 챔버로부터 용기를 동시에 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 용기가 제1 방향으로 적어도 90도 회전하고, 제2 방향으로 적어도 90도 회전하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 용기가 제1 방향으로 최대 약 360도 회전하고 제2 방향으로 최대 약 360도 회전하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 용기가 제1 방향으로 최대 약 270도 회전하고 제2 방향으로 최대 약 270도 회전하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 용기 지지체가 수직 배향에 대해 최대 약 15도의 각도로 용기를 유지시키는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 용기가 제1 성분 및 제2 성분의 혼합물을 용기로 공급하는 동안 진동 처리되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 출구 도관이 용기의 충전 개시 시에는 용기 내에 뻗어있고, 용기의 충전 동안에는 출구 도관 중 하나가 용기로부터 인출되거나 용기가 출구 도관으로부터 인출되어 용기로부터 분리되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 혼합 챔버가 추가로 정적 혼합기를 포함하고, 이 정적 혼합기가 제1 혼합 부재 및 약 2 내지 약 10개의 추가 혼합 부재를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제1 혼합 부재 상단 표면과 접촉 시에 공통 계면이 제1 혼합 부재 상단 표면에 대해 약 25도 내지 약 75도의 각도를 이루는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제1 성분 또는 제2 성분 중 하나가 먼저 혼합 챔버로 공급되는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 제1 성분과 제2 성분이 혼합 챔버의 축에 대해 0도 내지 약 90도의 각도로 혼합 챔버 내로 공급되는 방법.
  12. 가시적 특징이 상이한 적어도 2종의 성분의 확산 패턴 혼합물을 용기에서 형성시키는 방법으로,
    (a) 적어도 2종의 성분에 대한 혼합 챔버 유입 도관,
    상기 혼합 챔버에 존재하는 1 내지 10개의 혼합 부재를 포함하는 혼합 부재 단위, 및
    출구 도관을 포함하는 혼합 챔버가 있는 충전기/혼합기를 제공하는 단계;
    (b) 상기 혼합 챔버 다음에 위치하는 용기를, 이 용기를 회전시킬 수 있는 용기 지지체 위에 제공하는 단계;
    (c) 상기 혼합 챔버에 제1 성분과 제2 성분을 공급하고 혼합 부재 단위와 접촉시켜 제1 성분 및 제2 성분의 혼합물을 형성시키는 단계;
    (d) 용기를 제1 방향으로 회전시키는 동시에 제1 성분과 제2 성분의 혼합물을 혼합 챔버로부터 용기 내로 공급하고, 용기가 회전하는 동안 용기를 혼합 챔버로부터 동시에 분리시키며, 상기 혼합 부재 단위는 상부 혼합 부재를 포함하고, 이 상부 혼합 부재는 상단 표면과 이 상단 표면으로부터 하향으로 점감하는 측면을 보유하고, 제1 성분과 제2 성분은 공통 계면을 보유하며, 제1 혼합 부재 상단 표면과 제1 성분 및 제2 성분의 접촉 시, 공통 계면이 상단 표면에 대해 0도 내지 약 90도의 각도를 이루는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 제1 성분 및 제2 성분과 상부 혼합 부재의 상단 표면의 접촉 시, 이 상단 표면에 대해 공통 계면이 약 25도 내지 약 75도의 각도를 이루는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 용기가 제1 방향으로 적어도 90도 회전하고 제2 방향으로 적어도 90도 회전하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 용기가 제1 방향으로 최대 약 360도 회전하고 제2 방향으로 최대 약 360도 회전하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 용기 지지체가 수직 배향에 대해 최대 약 15도의 각도로 용기를 유지시키는 방법.
  17. 제12항에 있어서, 용기가 제1 성분 및 제2 성분의 혼합물을 용기에 공급하는 동안 진동 처리되는 방법.
  18. 제12항에 있어서, 출구 도관이 용기의 충전 개시 시에는 용기 내에 뻗어있고, 용기의 충전 동안에는 출구 도관 중 하나가 용기로부터 인출되거나 용기가 출구 도관으로부터 인출되어 용기로부터 분리되는 방법.
  19. 제12항에 있어서, 혼합 단위가 약 1 내지 약 5개의 혼합 부재를 보유하는 정적 혼합기인 방법.
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