WO2018216888A1 - 유체조성물 제조 장치 - Google Patents

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WO2018216888A1
WO2018216888A1 PCT/KR2018/002413 KR2018002413W WO2018216888A1 WO 2018216888 A1 WO2018216888 A1 WO 2018216888A1 KR 2018002413 W KR2018002413 W KR 2018002413W WO 2018216888 A1 WO2018216888 A1 WO 2018216888A1
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fluid
fluid composition
guide member
buffer layer
composition
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PCT/KR2018/002413
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이강선
김성혁
송승연
이윤재
이재덕
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엘지전자 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/04—Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/008—Feed or outlet control devices

Definitions

  • the present invention relates to a fluid composition production apparatus.
  • Microcapsules can be containers that enclose a material in microscopic sizes between several micrometers and hundreds of micrometers.
  • Synthetic polymers such as water-soluble proteins, such as gelatin and casein, carbohydrates, such as cellulose, and copolymers of a vinyl compound and a phthalic anhydride, can be used.
  • microcapsules it is easy to handle the powder around the liquid, to allow the contained material to be released slowly, or to leave it alone, to encapsulate, isolate, mix and react or volatilize the reacting materials. It can be used to prevent the easy substance from volatilizing.
  • Microcapsules can be used in various fields such as biotechnology, pharmacy and beauty. For example, cosmetics in the form of microcapsules can be produced in the field of beauty. If the skin is used in the form of microcapsules containing moisture or protein, the effect can be further maximized.
  • microcapsules it is possible to easily manufacture the microcapsules, there may be a way to minimize the problem such as popping while moving the manufactured microcapsules.
  • An object of the present invention is to provide a fluid composition manufacturing apparatus capable of manufacturing a fluid composition in the form of a double droplet and minimizing the impact of the prepared fluid composition and to move it.
  • the first guide member for discharging the first fluid the first guide member is disposed therein, the second fluid is discharged and guided from the outside of the first guide member,
  • a buffer layer may be formed in the guide conduit to minimize the deformation of the fluid composition discharged from the second guide member.
  • the buffer layer includes a third fluid, and the density of the third fluid may be lower than the density of the second fluid.
  • An air layer filled with air is formed in the guide conduit, and the discharge part may be disposed in the air layer.
  • the discharge part may be disposed to be spaced apart from the buffer layer by a predetermined reference distance or more.
  • the reference distance may be longer as the size of the fluid composition becomes larger.
  • the first fluid and the second fluid may each be one of an oil phase and an aqueous phase.
  • the first guide member for discharging and discharging the first fluid a first guide member is disposed therein, the second fluid is discharged and guided from the outside of the first guide member, the first fluid
  • a second guide member having a discharge portion for discharging a fluid composition in the form of droplets contained in the second fluid, a guide conduit having a passage through which the fluid composition passes, and an opening through which the fluid composition passing through the guide conduit is distributed to the outside
  • the guide conduit may be manufactured by a fluid composition manufacturing apparatus formed with a buffer layer to minimize the deformation of the fluid composition discharged from the second guide member.
  • a fluid composition manufacturing system includes a first guide member for guiding discharge of a first fluid and a discharge guide for discharging a second fluid, and discharge a fluid composition in the form of droplets in which the first fluid is accommodated in the second fluid.
  • At least one fluid composition manufacturing apparatus having a second guide member having a discharge portion formed therein, a guide conduit having a passage through which the fluid composition passes, and an opening through which the fluid composition passing through the guide conduit is distributed to the outside, and storing the first fluid;
  • the first reservoir, the first pump for moving the first fluid stored in the first reservoir to the first guide member, the second reservoir for storing the second fluid, and the second fluid stored in the second reservoir.
  • a second pump for moving to the second guide member and a control unit for controlling the first pump and the second pump, wherein the guide conduit is provided with a buffer layer for minimizing deformation of the fluid composition discharged from the second guide member.
  • the controller may adjust the size of the fluid composition by controlling a first speed for driving the first pump and a second speed for driving the second pump.
  • the fluid composition in the form of a double droplet can be stably moved to a container or the like.
  • the fluid composition in the form of a double droplets can be distributed evenly, there is an advantage that can be stored more easily.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a schematic view of a fluid composition manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating each component of the fluid composition manufacturing system illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing the inside of the fluid composition manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an internal cross-sectional view showing a state in which a fluid composition is manufactured in the fluid composition manufacturing apparatus shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view for explaining the principle that the fluid composition is prepared in FIG.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing an article manufactured by the fluid composition manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a view showing a fluid composition manufacturing system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a fluid composition manufacturing system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating a fluid composition manufacturing system for manufacturing a fluid composition having different sizes according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exemplary view showing the article according to FIG. 9.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically illustrating a fluid composition manufacturing system for manufacturing two fluid compositions according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram for describing a manufacturing method according to FIG. 11.
  • FIG. 13-14 illustrate exemplary products according to FIG. 11.
  • the fluid composition comprises microcapsules.
  • the size of the fluid composition is not limited to micro units.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a schematic view of a fluid composition manufacturing system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing each component constituting the fluid composition manufacturing system shown in FIG.
  • a fluid composition manufacturing system includes a first storage unit 10 storing a first fluid, a first pump 13 moving a first fluid stored in the first storage unit 10, The second storage unit 20 storing the second fluid, the second pump 23, and the first to second pumps 13 and 23 for moving the second fluid stored in the second storage unit 20.
  • a fluid composition manufacturing apparatus 100 and a fluid composition manufacturing apparatus 100 for manufacturing a fluid composition by receiving the first fluid or the second fluid from the controller 180 to control the first to second pumps 13 and 23. At least some or all of the container 1 in which the fluid composition manufactured in the housing is accommodated.
  • fluid composition manufacturing system may further include other components not shown in FIGS.
  • the first storage unit 10 may store the first fluid
  • the second storage unit 20 may store the second fluid.
  • the first fluid and the second fluid may be an oil phase and an aqueous phase, or conversely, may be an aqueous phase and an oil phase.
  • the oil phase may include all substances that are soluble in oil
  • the aqueous phase may include all substances that are soluble in water.
  • the first pump 13 may move the first fluid stored in the first reservoir 10 to the fluid composition manufacturing apparatus 100.
  • the first pump 13 includes a motor (not shown) for supplying power for moving the first fluid included in the first reservoir 10, and a first pipe 14 serving as a movement passage of the first fluid. can do.
  • the second pump 23 may move the second fluid stored in the second reservoir 20 to the fluid composition manufacturing apparatus 100.
  • the second pump 23 includes a motor (not shown) for supplying power for moving the second fluid included in the second storage unit 20, and a second pipe 24 that is a movement path of the second fluid. can do.
  • the controller 180 may control the first pump 13 and the second pump 23. In detail, the controller 180 may operate the first pump 13 to move the first fluid, or operate the second pump 23 to move the second fluid.
  • the controller 180 may control the first pump 13 to adjust the moving speed of the first fluid, and the second pump 23 to control the moving speed of the second fluid.
  • the controller 180 may adjust the moving speed of the first fluid and the moving speed of the second fluid to adjust the size or ratio of the fluid composition manufactured by the fluid composition manufacturing apparatus 100. That is, the controller 180 may control the first speed for driving the first pump 13 and the second speed for driving the second pump 23 to differently adjust the size or ratio of the fluid composition.
  • the fluid composition manufacturing apparatus 100 may receive a first fluid and a second fluid from the first pump 13 and the second pump 23 to manufacture a fluid composition that is a two phase fluid.
  • the ideal fluid may refer to a fluid in which two materials having different phases maintain an interface, and may be fluids formed by two materials having different charges.
  • the container 1 may receive and receive a fluid composition from the fluid composition manufacturing apparatus 100.
  • Figure 3 is a view showing the inside of the fluid composition manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an internal cross-sectional view showing a state in which the fluid composition is manufactured in the fluid composition manufacturing apparatus shown in FIG. 5 is a view for explaining the principle that the fluid composition is manufactured in Figure 4
  • Figure 6 is an exemplary view showing a product manufactured by the fluid composition manufacturing apparatus.
  • the fluid composition manufacturing apparatus 100 may include a first guide member 110 for guiding discharge of the first fluid f1 and a discharge guide for discharging the second fluid f2.
  • the formed guide conduit 130 may include an opening 140 through which the fluid composition passing through the guide conduit 130 is distributed to the outside.
  • the first guide member 110 may have a through hole formed in a vertical direction such that the first fluid f1 is discharged and guided, and the first fluid f1 may flow from top to bottom.
  • a first opening hole 111 through which the first fluid f1 flows may be formed at an upper end of the first guide member 110, and the first opening hole 111 may be formed of a first connection part 10 connected to the first storage part 10. 1 may be connected to the pipe (14).
  • the first guide member 110 may be disposed inside the second guide member 120.
  • the second guide member 120 may have a through hole formed in a vertical direction, and a horizontal cross-sectional area of the through hole formed in the second guide member 120 may be larger than a horizontal cross-sectional area of the first guide member 120.
  • the first guide member 110 may be accommodated in the through hole of the second guide member 120, and the second fluid f2 may be accommodated in the remaining space after the first guide member 110 is accommodated.
  • the first guide member 110 may be formed at a position corresponding to a vertical central axis of the second guide member 120, and the second fluid f2 may be discharged and guided from the outside of the first guide member 110. Can be. Accordingly, the first fluid f1 discharged from the first guide member 110 may be accommodated in the center of the second fluid f2 discharged from the second guide member 120.
  • a second opening hole 121 through which the second fluid f2 flows may be formed in the second guide member 120.
  • the second opening hole 121 may be formed at one side surface of the second guide member 120.
  • the second opening hole 121 may be connected to the second pump 23 connected to the second storage unit 20.
  • the second fluid f2 passing through the second pump 23 from the second reservoir 20 may be injected into the inner space of the second guide member 120 through the second opening hole 121.
  • a discharge hole 115 may be formed at a lower end of the first guide member 110, and the first fluid f1 passing through the first guide member 110 may be discharged from the discharge hole 115.
  • the discharge part 125 may be formed at the lower end of the second guide member 120.
  • the fluid composition combined with may be discharged.
  • the discharge hole 115 may be formed to be the same as or higher than the discharge part 125 in the vertical direction. Preferably, the discharge hole 115 may be formed at a position higher than the discharge portion 125.
  • the first fluid f1 discharged from the discharge hole 115 may be accommodated in the second fluid f2 in the discharge part 125 and combined in the form of droplets.
  • the first fluid f1 and the second fluid f2 may be oily and aqueous, or aqueous and oily, respectively, whereby the first fluid f1 and the second fluid f2 may not be mixed.
  • the oil phase may contain a polymer material having a (+) charge
  • the aqueous phase may contain a polymer material having a ( ⁇ ) charge. Therefore, when the oil and water phases are adjacent to each other as shown in FIG. 5 (b) in a state where the oil and water phases are spaced apart from each other, as shown in FIG. The interaction creates an interface between the oil phase and the aqueous phase, allowing the oil phase and the aqueous phase to remain unformed.
  • the oil phase is ININ (Isononyl Isononanoate + Amodimethicone)
  • the aqueous phase may be Carbomer, but this is only an example, and each phase may include all polymers having different charges.
  • the fluid composition may be prepared in the form of a capsule (capsule), in which case the gelation may be made by a polymer material having a (+) charge.
  • a polymer material having a (+) charge for this purpose, alginate, pectine, chitosan Arabic gums, cellulose derivatives, starches, gelatins, gellan gum, etc. may be used.
  • the fluid composition formed and discharged from the discharge unit 125 may pass through the guide conduit 130, and the fluid composition passing through the guide conduit 130 may be distributed to the outside through the opening 140.
  • an air layer 160 filled with air and a buffer layer 150 may be formed in the guide conduit 130.
  • the buffer layer 150 may minimize the deformation of the fluid composition.
  • the discharge part 125 may be disposed in the air layer 160, and the fluid composition discharged from the discharge part 125 may pass through the air layer 160.
  • the fluid composition manufactured in the form in which the first fluid f1 is accommodated in the second fluid f2 is formed to preferentially move air, the repulsive force between the air and the first fluid f1, the first By the coupling force between the fluids f1 and the coupling force between the second fluids f2, the fluid composition can preserve and maintain a spherical shape.
  • the discharge part 125 may be disposed to be spaced apart from the buffer layer 150 by more than a predetermined reference distance d1 so as to preserve and maintain the shape of the fluid composition. That is, when the fluid composition is formed in the discharge part 125, since the first oil phase f1 is formed to be relatively biased upward, the second fluid f2 is moved to the first fluid () while moving the air layer 160. A minimum time for staying in the air layer 160 may be secured to surround the f1).
  • the reference distance d1 between the discharge part 125 and the buffer layer 150 may vary depending on the type of the first fluid f1 and the second fluid f2, the size of the fluid composition, and the like. In detail, as the size of the fluid composition increases, the reference distance d1 between the discharge part 125 and the buffer layer 150 may be longer.
  • the discharge part 125 and the buffer layer 150 may be formed to be spaced apart by at least 2 cm.
  • the moving speed of the fluid composition passing through the air layer 160 is relatively fast, so that the separation distance can be maintained between the vertically moving fluid composition.
  • the buffer layer 150 may be formed under the air layer 160. Therefore, the fluid composition passing through the air layer 160 may be accommodated in the buffer layer 150.
  • the buffer layer 150 may include a third fluid f3.
  • the speed at which the fluid composition accommodated in the buffer layer 150 moves vertically may be slowed, whereby the shape deformation of the fluid composition may be minimized.
  • the fluid composition may be temporarily stacked in the buffer layer 150, and the distance between the fluid composition and another fluid composition may become close while being stacked in the buffer layer 150.
  • the bonding force between the first fluids f1 forming the outer surface of the fluid composition is increased, and the first fluids f1 merge.
  • each of the second fluids f2 contained in the respective fluid compositions maintain a constant distance.
  • the density of the third fluid f3 may be lower than the density of the second fluid f2. Therefore, the fluid composition including the merged first fluid f1 and the second fluid f2 maintained at a predetermined distance inside the first fluid f1 may be moved under the buffer layer 150.
  • the buffer layer 150 may be injected into the guide conduit 130 through the third opening hole 151 formed on the side surface of the guide conduit 130.
  • the third fluid f3 may be injected to form the buffer layer 150 by a predetermined height d2, and may have a predetermined height so that the fluid compositions accommodated in the buffer layer 150 do not collide with each other.
  • the height of the buffer layer 150 may be higher as the size of the fluid composition is larger and the speed at which the fluid composition is formed faster.
  • the fluid composition passing through the buffer layer 150 may be distributed to the outside through the opening 140.
  • the fluid composition dispensed from the opening 140 may be included in the container 1. As shown in FIG. 6, there may be a first fluid f1 and a second fluid f2 inside the container 1, and the first fluids f1 maintain a predetermined distance, respectively, and the second fluid (f2) may maintain a merged state.
  • the buffer layer may be located outside the fluid composition manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a view showing a fluid composition manufacturing system according to another embodiment of the present invention.
  • Fluid composition manufacturing apparatus 200 is the first guide member 210 for guiding the first fluid (f1), the second guide member 220 for guiding the second fluid (f2) and And a guide conduit 230 through which the fluid composition discharged from the first and second guide members 210 and 220 passes, and a first fluid f1 is formed at a lower end of the second guide member 220.
  • the discharge part 225 may be provided to form a fluid composition accommodated in the fluid f2.
  • the fluid composition manufacturing apparatus 200 according to the second embodiment may not include a buffer layer.
  • the buffer layer may be formed in the container 1 in which the fluid composition manufactured by the fluid composition manufacturing apparatus 200 is accommodated.
  • the fluid composition manufacturing system is a fluid composition manufacturing apparatus 200, and the filling / suction member for filling and sucking the third fluid (f3) in the container (1) and the container (1) 260 may include.
  • the filling / suction member 260 further includes a third motor 262 for injecting the third fluid f3 into the container 1 or sucking the third fluid f3 injected into the container 1. You may.
  • the fluid composition manufactured by the discharge unit 225 may pass through the inside of the guide conduit 230 filled with air.
  • the fluid composition penetrating the guide conduit 230 may be immediately received in the container 1.
  • the container 1 may include a buffer layer 250 formed of a third fluid f3, and the fluid composition may be stabilized in the buffer layer 250. That is, the fluid compositions may be stacked adjacent to each other while staying inside the third fluid f3.
  • the fluid compositions passing through the buffer layer 250 may maintain the first fluids f1 at a predetermined distance, and the second fluids f2 may be formed and maintained in a merged state.
  • Moving the fluid composition in a manner as shown in FIG. 7 may be a direct fluid composition preparation system.
  • the emulsion composition manufacturing system according to another embodiment of the present invention may be a storage method.
  • FIG. 8 is a view showing a fluid composition manufacturing system according to another embodiment of the present invention.
  • the fluid composition manufacturing system fills and sucks a third fluid f3 into the fluid composition manufacturing apparatus 200, the intermediate container 270a, and the intermediate container 270a as described in FIG. 7. It may include a storage container (270b) receiving the fluid composition contained in the filling / suction member 260 and the intermediate container (270a).
  • the intermediate container 270a may receive and receive the third fluid f3 through the filling / suction member 260, and may stabilize the fluid composition from the fluid composition manufacturing apparatus 200.
  • the composition may be transferred to storage container 270b through intermediate conduit 271. That is, the intermediate container 270a may be connected to an intermediate conduit 271 for moving the fluid composition to the storage container 270b, and the intermediate conduit 271 may have a moving hole 272 formed under the intermediate container 270a. Can be connected to.
  • the intermediate container 270a may include an overflow conduit 273 for preventing the fluid composition or the buffer layer 250 from overflowing, and the overflow conduit 273 may be formed on the upper side of the intermediate container 270a. It may be connected to the hole 274.
  • the fluid composition may be moved to the storage container 270b by a necessary amount.
  • the fluid composition manufacturing system of at least one embodiment described above there is an advantage in that it is possible to manufacture droplets in which two-phase fluids are combined, and maintain the shape of the droplets during movement. Therefore, it is possible to form a double droplet of uniform size, there is an advantage that can minimize the deformation of the droplet during movement.
  • the fluid composition manufacturing system of at least one embodiment described above may include a plurality of fluid composition manufacturing apparatus, in this case it is possible to manufacture a fluid composition of different sizes, or to produce two fluid compositions.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating a fluid composition manufacturing system for manufacturing a fluid composition having different sizes according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is an exemplary view showing a preparation according to FIG. 9.
  • the fluid composition manufacturing system includes a first storage unit (10) storing a first fluid (f1), a first pump (13) for moving the first fluid (f1) stored in the first storage unit (10), and 2nd storage part 20 which stores 2 fluid f2, the 2nd pump 23 which moves the 2nd fluid f2 stored in the 2nd storage part 20, the 1st and 2nd pump ( 13, 23, the control unit 180, the first fluid composition manufacturing apparatus 300 for manufacturing the first fluid composition, the second fluid composition manufacturing apparatus 400 for manufacturing the second fluid composition and the first fluid composition And it may include a container (1) for receiving the second fluid composition.
  • the first fluid composition manufacturing apparatus 300 and the second fluid composition manufacturing apparatus 400 may have the same structure as one of the fluid composition manufacturing apparatuses described above. However, the first fluid composition manufacturing apparatus 300 and the second fluid composition manufacturing apparatus 400 may receive the first fluid f1 and the second fluid f2 from the first and second pumps 13 and 14. The amount or speed may be controlled differently. Accordingly, the first fluid composition manufacturing apparatus 300 and the second fluid composition manufacturing apparatus 400 produce a fluid composition in the form of droplets in which the first fluid f1 is accommodated inside the second fluid f2. The size may be different. Alternatively, the size of the entire fluid composition is the same, but the ratio of the first fluid f1 and the second fluid f2 included in the fluid composition may be different.
  • the fluid composition stored in the container 1 may be configured such that the second fluids f2 are merged and the first fluids f1-1 and f1-2 maintain a predetermined distance.
  • the first fluid (f1-1, f1-2) is the first fluid (f1-1) formed in the first fluid composition manufacturing apparatus 300
  • the second fluid composition manufacturing apparatus ( It may include a 1-2 fluid (f1-2) formed in the 400. That is, the first-first fluid f1-1 and the first-second fluid f1-2 may have the same substance or different sizes.
  • each of the emulsion composition manufacturing apparatus has the advantage that can be produced relatively uniform emulsion composition.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically illustrating a fluid composition manufacturing system for manufacturing two fluid compositions according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is an exemplary view for explaining a manufacturing method according to FIG. 11.
  • 13 to 14 are exemplary views showing the preparation according to FIG. 11.
  • a fluid composition manufacturing system includes a first storage unit 510 storing a first fluid f1 and a first fluid mov moving the first fluid f1 stored in the first storage unit 510.
  • the first fluid composition manufacturing apparatus 500 and the second fluid composition manufacturing apparatus 600 may have the same structure as one of the fluid composition manufacturing apparatuses described above.
  • the first fluid composition manufacturing apparatus 500 manufactures a fluid composition in the form of droplets in which the first fluid f1 is accommodated inside the second fluid f2
  • the second fluid composition manufacturing apparatus 600 is a third apparatus.
  • a fluid composition in the form of droplets in which the fluid f3 is accommodated in the fourth fluid f4 may be prepared.
  • the second fluid f2 and the fourth fluid f4 may be made of the same material, but need not be limited thereto.
  • the first fluid f1 is the first oil phase O1
  • the second fluid f2 is the water phase W
  • the third fluid f3 is the second oil phase O2. It is assumed that the fourth fluid f4 is the same water phase W as the second fluid f2.
  • the first fluid composition manufacturing apparatus 500 forms the first fluid composition in the form of an aqueous phase W in which the first oil phase O1 is accommodated therein, and the second fluid composition.
  • the manufacturing apparatus 600 may form a second fluid composition in the form of an aqueous phase W in which the second oil phase O2 is accommodated therein.
  • the water phase W may be merged in the container 1, and a fluid composition in which the first oil O1 and the second oil O2 are uniformly distributed while maintaining a predetermined distance may be formed therein.
  • controller 180 controls the first driving speed of the first and second pumps 513 and 523 and the second driving speed of the third and fourth pumps 613 and 623 to be the same, they are shown in FIG. 13. It is possible to produce an article as shown, and to produce an article as shown in FIG. 14 by controlling the first and second drive speeds differently.
  • a droplet formed in a double layer may be relatively stably manufactured and moved, and droplets of various sizes and two droplets may be manufactured.
  • the number of droplets can be more uniformly manufactured through a plurality of fluid composition manufacturing apparatus.

Abstract

본 발명은 이중 액적 형태의 유체조성물을 제조하고, 제조된 유체조성물의 충격을 최소화하여 이동시킬 수 있는 유체조성물 제조 장치 및 이를 포함하는 유체조성물 제조 시스템에 관한 것으로, 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재, 내부에 제1 안내부재가 배치되며, 제1 안내부재의 외측에서 제2 유체가 토출 안내되고, 제1 유체가 제2 유체의 내부에 수용된 액적(droplet) 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재, 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관, 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 포함하고, 안내도관에는 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물의 변형을 최소화하는 완충층이 형성될 수 있다.

Description

유체조성물 제조 장치
본 발명은 유체조성물 제조 장치에 관한 것이다.
마이크로캡슐(microcapsule)은 수 마이크로미터에서 수백 마이크로미터 사이의 미시적인 크기로 물질을 싸는 용기일 수 있다. 젤라틴·카세인 등의 수용성 단백질, 셀룰로스 등의 탄수화물, 그리고 비닐화합물과 프탈산무수물의 공중합체 등의 합성고분자가 사용될 수 있다.
마이크로캡슐을 이용하면, 액체를 둘러싼 분체 모양을 만들어 다루기 쉽거나, 포함된 물질이 서서히 방출되도록 하거나, 그대로 두면 서로 반응하는 물질을 마이크로캡슐화하여 격리시킨 다음 혼합하고 필요에 따라서 반응시키거나, 휘발하기 쉬운 물질이 휘발하지 않도록 방지하기 위해 사용될 수 있다.
마이크로캡슐은 바이오, 약학, 뷰티 등 각종 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 뷰티 분야에서 마이크로캡슐 형태의 화장품이 제작될 수 있다. 만약, 수분감 또는 단백질 등을 내포하는 마이크로캡슐 형태의 화장품을 피부에 사용할 경우 그 효과가 더 극대화할 수 있다.
따라서, 마이크로캡슐을 용이하게 제작 가능하며, 제작된 마이크로캡슐을 이동시키는 도중 터지는 등의 문제를 최소화하는 방안이 요구될 수 있다.
본 발명은 이중 액적 형태의 유체조성물을 제조하고, 제조된 유체조성물의 충격을 최소화하여 이동시킬 수 있는 유체조성물 제조 장치 및 이를 포함하는 유체조성물 제조 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치는 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재, 내부에 제1 안내부재가 배치되며, 제1 안내부재의 외측에서 제2 유체가 토출 안내되고, 제1 유체가 제2 유체의 내부에 수용된 액적(droplet) 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재, 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관, 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 포함하고, 안내도관에는 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물의 변형을 최소화하는 완충층이 형성될 수 있다.
완충층은 제3 유체를 포함하고, 제3 유체의 밀도는 제2 유체의 밀도 보다 낮을 수 있다.
안내도관에는 공기(air)로 채워진 에어층이 형성되고, 토출부는 에어층에 배치될 수 있다.
토출부는 완충층과 기 설정된 기준 거리 이상 이격되도록 배치될 수 있다.
기준 거리는 유체조성물의 크기가 클수록 길게 형성될 수 있다.
제1 유체와 제2 유체는 각각 유상과 수상 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 제조물은 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재, 내부에 제1 안내부재가 배치되며, 제1 안내부재의 외측에서 제2 유체가 토출 안내되고, 제1 유체가 제2 유체의 내부에 수용된 액적(droplet) 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재, 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관, 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 포함하고, 안내도관에는 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물의 변형을 최소화하는 완충층이 형성된 유체조성물 제조장치에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템은 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재, 제2 유체를 토출 안내하며, 제1 유체가 제2 유체의 내부에 수용된 액적 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재, 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관, 및 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 갖는 적어도 하나 이상의 유체조성물 제조장치, 제1 유체를 저장하고 있는 제1 저장부, 제1 저장부에 저장된 제1 유체를 제1 안내부재로 이동시키는 제1 펌프, 제2 유체를 저장하고 있는 제2 저장부, 제2 저장부에 저장된 제2 유체를 제2 안내부재로 이동시키는 제2 펌프 및 제1 펌프와 제2 펌프를 제어하는 제어부를 포함하고, 안내도관에는 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물의 변형을 최소화하는 완충층이 형성될 수 있다.
제어부는 제1 펌프를 구동시키는 제1 속도와, 제2 펌프를 구동시키는 제2 속도를 제어하여 유체조성물의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이중 액적 형태의 유체조성물을 안정적으로 제조 및 컨테이너 등으로 이동시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이중 액적 형태의 유체조성물이 고르게 분포할 수 있도록 하고, 보다 용이하게 보관할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다양한 크기의 유체조성물 및 2종 이상의 유체조성물의 제조가 가능하며, 제조된 다양한 형태의 유체조성물의 분포를 고르게할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템의 개략적인 모습을 나타내는 예시 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 유체조성물 제조 시스템을 구성하는 각 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치의 내부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 유체조성물 제조장치에서 유체조성물이 제조되는 모습을 나타내는 내부 단면도이다.
도 5는 도 4에서 유체조성물이 제조되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 유체조성물 제조장치에 의해 제조된 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 크기가 상이한 유체조성물을 제조하기 위한 유체조성물 제조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 9에 따른 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 2종의 유체조성물을 제조하기 위한 유체조성물 제조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 12는 도 11에 따른 제조 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 13 내지 도 14는 도 11에 따른 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
이하 사용되는 용어는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태의 문구들은 이와 명백히 반대되는 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들을 포함한다. 명세서에 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 함께 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 유체조성물은 마이크로캡슐을 포함하는 것으로 가정한다. 다만, 유체조성물의 크기는 마이크로 단위에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템의 개략적인 모습을 나타내는 예시 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 유체조성물 제조 시스템을 구성하는 각 구성요소를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 다른 유체조성물 제조 시스템은 제1 유체를 저장하고 있는 제1 저장부(10)와, 제1 저장부(10)에 저장된 제1 유체를 이동시키는 제1 펌프(13), 제2 유체를 저장하고 있는 제2 저장부(20)와, 제2 저장부(20)에 저장된 제2 유체를 이동시키는 제2 펌프(23), 제1 내지 제2 펌프(13, 23)를 제어하는 제어부(180)와, 제1 내지 제2 펌프(13, 23)로부터 제1 유체 또는 제2 유체를 공급받아 유체조성물을 제조하는 유체조성물 제조장치(100) 및 유체조성물 제조장치(100)에서 제조된 유체조성물이 수용되는 컨테이너(1) 중 적어도 일부 또는 전부로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템은 도 1 내지 도 2에 도시되지 않은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다.
제1 저장부(10)는 제1 유체를 저장하고, 제2 저장부(20)는 제2 유체를 저장할 수 있다.
이 때, 제1 유체와 제2 유체는 각각 유상과 수상이거나, 반대로 수상과 유상일 수 있다. 여기서, 유상은 지용성으로 오일(oil)에 녹는 모든 물질을 포함할 수 있고, 수상은 수용성으로 물(water)에 녹는 모든 물질을 포함할 수 있다.
제1 펌프(13)는 제1 저장부(10)에 저장된 제1 유체를 유체조성물 제조장치(100)로 이동시킬 수 있다. 제1 펌프(13)는 제1 저장부(10)에 포함된 제1 유체를 이동시키기 위한 동력을 공급하는 모터(미도시)와, 제1 유체의 이동 통로인 제1 배관(14)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2 펌프(23)는 제2 저장부(20)에 저장된 제2 유체를 유체조성물 제조장치(100)로 이동시킬 수 있다. 제2 펌프(23)는 제2 저장부(20)에 포함된 제2 유체를 이동시키기 위한 동력을 공급하는 모터(미도시)와, 제2 유체의 이동 통로인 제2 배관(24)을 포함할 수 있다.
제어부(180)는 제1 펌프(13)와 제2 펌프(23)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 제1 펌프(13)를 가동시켜 제1 유체를 이동시키거나, 제2 펌프(23)를 가동시켜 제2 유체를 이동시킬 수 있다.
또한, 제어부(180)는 제1 펌프(13)를 제어하여 제1 유체의 이동 속도를 조절하고, 제2 펌프(23)를 제어하여 제2 유체의 이동 속도를 조절할 수 있다. 제어부(180)는 제1 유체의 이동 속도와 제2 유체의 이동 속도를 조절하여 유체조성물 제조장치(100)에서 제조되는 유체조성물의 크기 또는 비율을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 제1 펌프(13)를 구동시키는 제1 속도와, 제2 펌프(23)를 구동시키는 제2 속도를 제어하여 유체조성물의 크기 또는 비율을 상이하게 조절할 수 있다.
유체조성물 제조장치(100)는 제1 펌프(13)와 제2 펌프(23)로부터 제1 유체와 제2 유체를 공급받아 이상(Two phase) 유체인 유체조성물을 제조할 수 있다.
여기서, 이상 유체는 상(phase)이 다른 2개의 물질이 계면을 유지하며 형성하고 있는 유체를 의미할 수 있고, 서로 다른 전하를 띄는 2개의 물질에 의해 형성된 유체일 수 있다.
컨테이너(1)는 유체조성물 제조장치(100)로부터 유체조성물을 공급받아 수용할 수 있다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치의 내부가 도시된 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 유체조성물 제조장치에서 유체조성물이 제조되는 모습을 나타내는 내부 단면도이고, 도 5는 도 4에서 유체조성물이 제조되는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 유체조성물 제조장치에 의해 제조된 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치(100)는 제1 유체(f1)를 토출 안내하는 제1 안내부재(110)와, 제2 유체(f2)를 토출 안내하는 제2 안내부재(120), 제1 및 제2 안내부재(110, 120)를 통해 토출된 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)의 결합에 의해 제조된 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관(130), 안내도관(130)을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부(140)를 포함할 수 있다.
제1 안내부재(110)는 제1 유체(f1)가 토출 안내되도록 수직방향으로 관통홀이 형성되고, 제1 유체(f1)는 위에서 아래로 흐를 수 있다. 제1 안내부재(110)의 상단에는 제1 유체(f1)가 유입되는 제1 개구홀(111)이 형성될 수 있고, 제1 개구홀(111)은 제1 저장부(10)에 연결된 제1 배관(14)과 연결될 수 있다.
제1 안내부재(110)는 제2 안내부재(120)의 내부에 배치될 수 있다.
제2 안내부재(120)는 수직방향으로 관통홀이 형성되고, 제2 안내부재(120)에 형성된 관통홀의 수평방향 단면적은 제1 안내부재(120)의 수평방향 단면적 보다 클 수 있다. 제2 안내부재(120)의 관통홀에는 제1 안내부재(110)가 수용되고, 제1 안내부재(110)가 수용되고 남은 공간에 제2 유체(f2)가 수용될 수 있다.
제1 안내부재(110)는 제2 안내부재(120)의 수직방향 중심축에 해당하는 위치에 형성될 수 있고, 제2 유체(f2)는 제1 안내부재(110)의 외측에서 토출 안내될 수 있다. 이에 따라 제1 안내부재(110)에서 토출되는 제1 유체(f1)는 제2 안내부재(120)에서 토출되는 제2 유체(f2)의 정 가운데에 수용될 수 있다.
제2 안내부재(120)에는 제2 유체(f2)가 유입되는 제2 개구홀(121)이 형성될 수 있다. 도 3 내지 도 4에 도시된 예시를 참고하면, 제2 개구홀(121)은 제2 안내부재(120)의 측면 일 지점에 형성될 수 있다. 제2 개구홀(121)은 제2 저장부(20)에 연결된 제2 펌프(23)와 연결될 수 있다. 제2 저장부(20)로부터 제2 펌프(23)를 통과한 제2 유체(f2)는 제2 개구홀(121)을 통해 제2 안내부재(120)의 내부 공간으로 주입될 수 있다.
제1 안내부재(110)의 하단에는 토출홀(115)이 형성될 수 있고, 토출홀(115)에서는 제1 안내부재(110)를 통과한 제1 유체(f1)가 토출될 수 있다.
제2 안내부재(120)의 하단에는 토출부(125)가 형성될 수 있다. 토출부(125)에서는 제1 안내부재(110) 또는 제2 안내부재(120)에서 안내된 제1 유체(f1), 제2 유체(f2) 또는 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)가 결합된 유체조성물이 토출될 수 있다.
토출홀(115)은 토출부(125)와 수직방향으로 동일하거나 더 높게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 토출홀(115)은 토출부(125) 보다 높은 위치에 형성될 수 있다.
토출홀(115)에서 토출되는 제1 유체(f1)는 토출부(125)에서 제2 유체(f2)의 내부에 수용되어 액적(droplet) 형태로 결합될 수 있다. 이 때, 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)는 각각 유성과 수성이거나, 수성과 유성일 수 있고, 이에 의해 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)는 섞이지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 유상은 (+) 전하를 띄는 고분자 물질을 함유하고 있고, 수상은 (-) 전하를 띄는 고분자 물질을 함유하고 있을 수 있다. 따라서, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 유상과 수상이 이격된 상태에서 도 5(b)에 도시된 바와 같이 유상과 수상이 인접하게 위치하게 되면, (+) 전하와 (-) 전하간의 상호작용에 의해 유상과 수상 사이에 계면이 형성되어 유상과 수상은 섞이지 않고 형태를 유지할 수 있게 된다. 실시 예에 따라, 유상은 ININ(Isononyl Isononanoate + Amodimethicone)이고, 수상은 Carbomer일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 각 상이 서로 다른 전하를 띄는 중합체는 모두 포함될 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 유체조성물은 캡슐(capsule)이 있는 형태로 제조될 수 있고, 이 때는 (+) 전하를 띄는 고분자 물질에 의해 gel화가 이루어질 수 있다. 이를 위해, alginate, pectine, chitosan Arabic gums, cellulose derivatives, starches, gelatins, gellan gum 등의 물질이 사용될 수 있다.
토출부(125)에서 형성되어 토출되는 유체조성물은 안내도관(130)을 관통할 수 있고, 안내도관(130)을 통과한 유체조성물은 개구부(140)를 통과하여 외부로 분배될 수 있다.
안내도관(130)에는 공기(air)로 채워진 에어층(160)과, 완충층(150)이 형성될 수 있다. 완충층(150)은 유체조성물의 형태 변형을 최소화할 수 있다.
토출부(125)는 에어층(160)에 배치될 수 있고, 토출부(125)에서 토출된 유체조성물은 에어층(160)을 통과할 수 있다. 이와 같이, 제1 유체(f1)가 제2 유체(f2)의 내부에 수용된 형태로 제조된 유체조성물이 우선적으로 공기를 이동하도록 형성된 경우, 공기와 제1 유체(f1) 사이의 반발력, 제1 유체(f1)간의 결합력 및 제2 유체(f2)간의 결합력에 의해 유체조성물은 구형 형상을 보존 및 유지할 수 있다.
이와 같이, 유체조성물이 형상을 보존 및 유지할 수 있도록 토출부(125)는 완충층(150)과 기 설정된 기준 거리(d1) 이상 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 토출부(125)에서 유체조성물이 형성될 때 제1 유상(f1)이 상대적으로 위쪽에 치우쳐서 형성되기 때문에, 에어층(160)을 이동하는 동안 제2 유체(f2)가 제1 유체(f1)를 둘러쌀 수 잇도록 에어층(160)에 머무르는 최소 시간을 확보할 수 있다.
토출부(125)와 완충층(150) 사이의 기준 거리(d1)는 제1 유체(f1) 및 제2 유체(f2)의 종류, 유체조성물의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 유체조성물의 크기가 클수록 토출부(125)와 완충층(150) 사이의 기준 거리(d1)는 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 토출부(125)와 완충층(150)은 최소 2cm 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 에어층(160)을 통과하는 유체조성물의 이동 속도가 비교적 빨라 수직 이동 중인 유체조성물 사이에는 이격 거리가 유지될 수 있다.
완충층(150)은 에어층(160)의 아래에 형성될 수 있다. 따라서, 에어층(160)을 통과한 유체조성물은 완충층(150)에 수용될 수 있다.
완충층(150)은 제3 유체(f3)를 포함할 수 있다. 완충층(150)에 포함된 제3 유체(f3)에 의해, 완충층(150)에 수용된 유체조성물이 수직 이동하는 속도는 느려질 수 있고, 이에 의해 유체조성물의 형상 변형이 최소화될 수 있다.
또한, 유체조성물은 완충층(150)에 일시적으로 쌓일 수 있고, 완충층(150)에 쌓여있는 동안 유체조성물과 다른 유체조성물 사이의 거리는 가까워질 수 있다. 이에 따라, 유체조성물의 외면을 형성하는 제1 유체(f1)간의 결합력이 강해져 제1 유체(f1)끼리 병합하게 된다. 이 때, 각각의 유체조성물에 수용된 각각의 제2 유체(f2)는 일정 거리를 유지하게 된다.
제3 유체(f3)의 밀도는 제2 유체(f2)의 밀도 보다 낮을 수 있다. 따라서, 병합된 제1 유체(f1)와 제1 유체(f1)의 내부에서 일정 거리를 유지하는 제2 유체(f2)를 포함하는 유체조성물은 완충층(150) 아래로 이동될 수 있다.
또한, 완충층(150)은 안내도관(130)의 측면에 형성된 제3 개구홀(151)을 통해 안내도관(130)의 내부에 주입될 수 있다. 완충층(150)이 기 설정된 소정 높이(d2)만큼 형성되도록 제3 유체(f3)가 주입될 수 있고, 완충층(150)에 수용된 유체조성물들이 서로 충돌하지 않도록 소정 높이를 갖을 수 있다. 완충층(150)의 높이는 유체조성물의 크기가 클수록, 유체조성물의 형성 속도가 빠를수록 높을 수 있다.
완충층(150)을 통과한 유체조성물은 개구부(140)를 통해 외부로 분배될 수 있다.
개구부(140)로부터 분배된 유체조성물은 컨테이너(1)에 포함될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컨테이너(1)의 내부에는 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)가 있을 수 있고, 제1 유체(f1)들은 각각 소정 거리를 유지하며, 제2 유체(f2)는 병합된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 완충층은 유체조성물 제조장치의 외부에 위치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치(200)는 제1 유체(f1)를 안내하는 제1 안내부재(210), 제2 유체(f2)를 안내하는 제2 안내부재(220) 및 제1 및 제2 안내부재(210, 220)에서 토출된 유체조성물이 통과하는 안내도관(230)을 포함할 수 있고, 제2 안내부재(220)의 하단에는 제1 유체(f1)가 제2 유체(f2)의 내부에 수용되는 유체조성물이 형성되는 토출부(225)가 구비될 수 있다.
제2 실시 예에 따른 유체조성물 제조장치(200)는 완충층을 포함하지 않을 수 있다. 다만, 유체조성물 제조장치(200)에서 제조된 유체조성물이 수용되는 컨테이너(1)에 완충층이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예에 다른 유체조성물 제조 시스템은 유체조성물 제조장치(200)와, 컨테이터(1) 및 컨테이너(1)에 제3 유체(f3)를 충진 및 흡입하는 충진/흡입부재(260)를 포함할 수 있다. 충진/흡입부재(260)는 제3 유체(f3)를 컨테이너(1)에 주입시키거나, 컨테이너(1)에 주입된 제3 유체(f3)를 흡입하기 위한 제3 모터(262)를 더 포함할 수도 있다.
이 밖에, 도 7에 도시되지는 않았으나, 앞에서 설명한 제1 저장부 등과 같은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 이하, 앞에서 설명한 바와 동일한 내용은 생략하기로 한다.
토출부(225)에서 제조된 유체조성물은 공기로 채워진 안내도관(230)의 내부를 통과할 수 있다. 안내도관(230)을 관통한 유체조성물은 바로 컨테이너(1)에 수용될 수 있다.
컨테이너(1)의 내부에는 제3 유체(f3)로 형성된 완충층(250)을 포함할 수 있고, 유체조성물은 완충층(250)에서 안정화될 수 있다. 즉, 제3 유체(f3)의 내부에 머무르는 동안 유체조성물들은 인접하게 쌓일 수 있다.
완충층(250)을 통과한 유체조성물들은 제1 유체(f1)들은 소정 거리를 유지하며, 제2 유체(f2)들은 병합된 상태로 형성 및 유지될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 방식으로 유체조성물을 이동시키는 것은 직사 방식의 유체조성물 제조 시스템일 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 유제조성물 제조 시스템은 저장 방식일 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 유체조성물 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 유체조성물 제조 시스템은 도 7에서 설명한 바와 같은 유체조성물 제조장치(200)와, 중간 컨테이터(270a), 중간 컨테이너(270a)에 제3 유체(f3)를 충진 및 흡입하는 충진/흡입부재(260) 및 중간 컨테이너(270a)에 수용된 유체조성물을 공급받는 저장 컨테이너(270b)를 포함할 수 있다.
중간 컨테이너(270a)는 충진/흡입부재(260)를 통해 제3 유체(f3)를 공급받아 수용할 수 있고, 유체조성물 제조장치(200)로부터 유체조성물을 공급받아 안정화시킬 수 있고, 안정화된 유체조성물은 중간 도관(271)을 통해 저장 컨테이너(270b)로 이동될 수 있다. 즉, 중간 컨테이너(270a)에는 저장 컨테이너(270b)로 유체조성물을 이동시키기 위한 중간 도관(271)이 연결될 수 있고, 중간 도관(271)은 중간 컨테이너(270a)의 하측에 형성된 이동홀(272)에 연결될 수 있다.
한편, 중간 컨테이너(270a)는 유체조성물 또는 완충층(250)이 넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우도관(273)을 포함할 수 있고, 오버플로우도관(273)은 중간 컨테이너(270a)의 상측에 형성된 방지홀(274)에 연결될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같은 경우, 중간 컨테이너(270a)에 유체조성물을 제조하여 보관시킨 후, 필요한 양만큼 저장 컨테이너(270b)로 이동시켜 사용이 가능한 이점이 있다.
앞에서 설명한 적어도 하나의 실시 예의 유체조성물 제조 시스템에 따르면, 이상(two phase) 유체가 결합된 액적을 제조하고, 이동 시 액적의 형상을 유지시킬 수 있는 이점이 있다. 따라서, 균일한 크기의 이중 액적을 형성 가능하고, 이동 중에 액적의 변형을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 앞에서 설명한 적어도 하나의 실시 예의 유체조성물 제조 시스템은 복수의 유체조성물 제조장치를 포함할 수 있고, 이 경우 크기가 상이한 유체조성물을 제조하거나, 2종의 유체조성물을 제조할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 크기가 상이한 유체조성물을 제조하기 위한 유체조성물 제조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 10은 도 9에 따른 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
유체조성물 제조 시스템은 제1 유체(f1)를 저장하고 있는 제1 저장부(10)와, 제1 저장부(10)에 저장된 제1 유체(f1)를 이동시키는 제1 펌프(13), 제2 유체(f2)를 저장하고 있는 제2 저장부(20)와, 제2 저장부(20)에 저장된 제2 유체(f2)를 이동시키는 제2 펌프(23), 제1 및 제2 펌프(13, 23)를 제어하는 제어부(180), 제1 유체조성물을 제조하는 제1 유체조성물 제조장치(300), 제2 유체조성물을 제조하는 제2 유체조성물 제조장치(400) 및 제1 유체조성물과 제2 유체조성물을 수용하는 컨테이너(1)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 유체조성물 제조장치(300)와 제2 유체조성물 제조장치(400)는 앞에서 설명한 유체조성물 제조장치 중 하나로 그 구조가 동일할 수 있다. 그러나, 제1 유체조성물 제조장치(300)와 제2 유체조성물 제조장치(400)는 제1 및 제2 펌프(13, 14)로부터 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)를 공급받는 양 또는 속도가 상이하게 제어될 수 있다. 이에 따라, 제1 유체조성물 제조장치(300)와 제2 유체조성물 제조장치(400)는 제1 유체(f1)가 제2 유체(f2)의 내부에 수용된 액적 형태의 유체조성물을 생산하기는 하나 그 크기가 상이할 수 있다. 또는, 유체조성물 전체의 크기는 동일하나, 유체조성물에 포함되는 제1 유체(f1)와 제2 유체(f2)의 비가 상이할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 컨테이너(1)에 저장된 유체조성물은 제2 유체(f2)들은 병합된 상태이고 제1 유체(f1-1, f1-2)들이 소정 거리를 유지하는 상태일 수 있고, 이 때 제1 유체(f1-1, f1-2)는 제1 유체조성물 제조장치(300)에서 형성된 제1-1 유체(f1-1)와, 제2 유체조성물 제조장치(400)에서 형성된 제1-2 유체(f1-2)를 포함할 수 있다. 즉, 제1-1 유체(f1-1)와, 제1-2 유체(f1-2)는 동일한 물질이나 그 크기가 상이할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 크기가 상이한 유체조성물을 제조할 수 있고, 각각의 유제조성물 제조장치가 제조하기 때문에 비교적 균일하게 유제조성물을 제조 가능한 이점이 있습니다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 2종의 유체조성물을 제조하기 위한 유체조성물 제조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 12는 도 11에 따른 제조 방법을 설명하기 위한 예시 도면이고, 도 13 내지 도 14는 도 11에 따른 제조물을 나타내는 예시 도면이다.
도 11을 참조하면, 유체조성물 제조 시스템은 제1 유체(f1)를 저장하고 있는 제1 저장부(510)와, 제1 저장부(510)에 저장된 제1 유체(f1)를 이동시키는 제1 펌프(513), 제2 유체(f2)를 저장하고 있는 제2 저장부(520)와, 제2 저장부(520)에 저장된 제2 유체(f2)를 이동시키는 제2 펌프(523), 제1 유체조성물을 제조하는 제1 유체조성물 제조장치(500)와, 제3 유체(f3)를 저장하고 있는 제3 저장부(610)와, 제3 저장부(610)에 저장된 제3 유체(f1)를 이동시키는 제3 펌프(613), 제4 유체(f4)를 저장하고 있는 제5 저장부(620)와, 제5 저장부(620)에 저장된 제5 유체(f4)를 이동시키는 제4 펌프(623), 제3 유체조성물을 제조하는 제3 유체조성물 제조장치(600), 제1 내지 제4 펌프(513, 523, 612, 623)을 제어하는 제어부(180)와, 제1 유체조성물 및 제2 유체조성물을 수용하는 컨테이너(1)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 유체조성물 제조장치(500)와 제2 유체조성물 제조장치(600)는 앞에서 설명한 유체조성물 제조장치 중 하나로 그 구조가 동일할 수 있다. 그러나, 제1 유체조성물 제조장치(500)는 제1 유체(f1)가 제2 유체(f2)의 내부에 수용된 액적 형태의 유체조성물을 제조하고, 제2 유체조성물 제조장치(600)는 제3 유체(f3)가 제4 유체(f4)의 내부에 수용된 액적 형태의 유체조성물을 제조할 수 있다. 경우에 따라, 제2 유체(f2)와 제4 유체(f4)는 성분이 동일한 물질일 수 있으나, 이에 제한될 필요는 없다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 유체(f1)는 제1 유상(O1)이고, 제2 유체(f2)는 수상(W)이고, 제3 유체(f3)는 제2 유상(O2)이고, 제4 유체(f4)는 제2 유체(f2)와 동일한 수상(W)으로 가정한다.
이 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 유체조성물 제조장치(500)는 제1 유상(O1)을 내부에 수용한 수상(W) 형태의 제1 유체조성물을 형성하고, 제2 유체조성물 제조장치(600)는 제2 유상(O2)을 내부에 수용한 수상(W) 형태의 제2 유체조성물을 형성할 수 있다.
이에 따라, 컨테이너(1)에는 수상(W)이 병합되고, 그 내부에 제1 오일(O1)과 제2 오일(O2)이 소정 거리를 유지하며 균일하게 분포하는 유체조성물이 형성될 수 있다.
한편, 제어부(180)가 제1 및 제2 펌프(513, 523)의 제1 구동 속도와, 제3 및 제4 펌프(613, 623)의 제2 구동 속도를 동일하게 제어하면 도 13에 도시된 바와 같은 제조물을 생산할 수 있고, 제1 구동 속도와 제2 구동 속도를 상이하게 제어하면 도 14에 도시된 바와 같은 제조물을 생산할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 이중층으로 형성된 액적을 비교적 안정적으로 제조 및 이동시킬 수 있고, 다양한 크기의 액적과, 2종의 액적을 제작 가능한 이점이 있다. 또한, 복수개의 유체조성물 제조장치를 통해 액적의 개수를 보다 균일하게 제조 가능한 이점이 있다.
한편 도 11 내지 도 14에서는 2종인 경우를 예시로 들었으나, 2종 이상의 유체조성물을 제조 가능함은 당연하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적 이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재;
    내부에 상기 제1 안내부재가 배치되며, 제1 안내부재의 외측에서 제2 유체가 토출 안내되고, 상기 제1 유체가 상기 제2 유체의 내부에 수용된 액적(droplet) 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재;
    상기 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관;
    상기 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 포함하고,
    상기 안내도관에는
    상기 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물이 통과하는 완충층이 형성된 유체조성물 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충층은 제3 유체를 포함하고,
    상기 제3 유체의 밀도는 상기 제2 유체의 밀도 보다 낮은 유체조성물 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안내도관에는
    공기(air)로 채워진 에어층이 형성되고,
    상기 토출부는 상기 에어층에 배치되는 유체조성물 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 완충층은
    상기 에어층의 아래에 형성되며, 상기 에어층을 통과한 유체조성물의 변형을 최소화하는 유체조성물 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토출부는
    상기 완충층과 기 설정된 기준 거리 이상 이격되도록 배치되는 유체조성물 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 거리는
    상기 유체조성물의 크기가 클수록 길게 형성되는 유체조성물 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유체와 상기 제2 유체는 각각 유상과 수상 중 어느 하나인 유체조성물 제조장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유체조성물 제조장치에 의해 제조된 제조물.
  9. 제1 유체를 토출 안내하는 제1 안내부재,
    상기 제2 유체를 토출 안내하며, 상기 제1 유체가 상기 제2 유체의 내부에 수용된 액적 형태의 유체조성물을 토출하는 토출부가 형성된 제2 안내부재,
    상기 유체조성물이 관통하는 통로가 형성된 안내도관, 및
    상기 안내도관을 통과한 유체조성물이 외부로 분배되는 개구부를 갖는 적어도 하나 이상의 유체조성물 제조장치;
    상기 제1 유체를 저장하고 있는 제1 저장부;
    상기 제1 저장부에 저장된 제1 유체를 상기 제1 안내부재로 이동시키는 제1 펌프;
    상기 제2 유체를 저장하고 있는 제2 저장부;
    상기 제2 저장부에 저장된 제2 유체를 상기 제2 안내부재로 이동시키는 제2 펌프; 및
    상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 안내도관에는
    상기 제2 안내부재에서 토출된 유체조성물이 통과하는 완충층이 형성된 유체조성물 제조 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 완충층은 제3 유체를 포함하고,
    상기 제3 유체의 밀도는 상기 제2 유체의 밀도 보다 낮은 유체조성물 제조 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 안내도관에는
    공기(air)로 채워진 에어층이 형성되고,
    상기 토출부는 상기 에어층에 배치되는 유체조성물 제조 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 완충층은
    상기 에어층의 아래에 형성되며, 상기 에어층을 통과한 유체조성물의 변형을 최소화하는 유체조성물 제조 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 토출부는
    상기 완충층과 기 설정된 기준 거리 이상 이격되도록 배치되는 유체조성물 제조 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준 거리는
    상기 유체조성물의 크기가 클수록 길게 형성되는 유체조성물 제조 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1 유체와 상기 제2 유체는 각각 유상과 수상 중 어느 하나인 유체조성물 제조 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 개구부로부터 분배되는 유체조성물을 수용하는 적어도 하나 이상의 컨테이너를 더 포함하는 유체조성물 제조 시스템.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 펌프를 구동시키는 제1 속도와, 상기 제2 펌프를 구동시키는 제2 속도를 제어하여 유체조성물의 크기를 조절하는 유체조성물 제조 시스템.
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