KR101966934B1 - 저온숙성 천연비누 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저온숙성 천연비누 제조 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, CP비누 제조 장치로서, 원통형 하우징, 상기 원통형 하우징의 일측에 형성되며 베이스오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 비누화 과정을 거친 CP비누 원료가 유입되는 호퍼, 상기 원통형 하우징 내부에서 회전하며 상기 호퍼를 통해 유입된 상기 CP비누 원료를 반죽하는 스크류 및 상기 원통형 하우징의 타단에 형성되며 상기 스크류에 의해 반죽된 CP비누 반죽을 배출하는 반죽 배출구를 구비하는 반죽부; 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 커팅하는 커팅부; 상기 커팅된 CP비누 반죽 단편을 상기 호퍼로 이송하는 이송부; 및 상기 반죽, 커팅 및 이송이 미리 설정된 횟수만큼 반복된 이후, 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 포장하는 포장부를 포함하는 CP비누 제조 장치가 제공된다.

Description

저온숙성 천연비누 제조 장치{Apparatus for manufacturing cold process natural soap}

본 발명은 저온숙성 천연비누 제조 장치에 관한 것이다.

최근 사용자들이 환경문제에 많은 관심을 가지면서 천연비누에 대한 관심이 높아지고 있다.

천연비누는 합성 향료 대신 천연의 식물에서 추출한 베이스오일을 사용하고 방부제, 증점제, 경화제, 계면 활성제 등의 화학성분을 포함하지 않은 비누이다.

일반비누는 세척 작용을 증대 시키기 위해 합성세제, 인공색소, 합성향 등과 같은 인공 첨가물을 다소 포함한다.

이처럼 인공 첨가물을 포함하는 경우 가려움증을 유발할 수 있고 피부질환을 발생시킬 수 있다

천연비누는 천연물질 및 베이스오일로 향기를 내기 때문에 피부에 자극을 주지 않는다.

또한, 근래에는 피부 특성에 맞춰 아토피용, 건성용 및 지성용 등에 맞는 천연비누를 제조할 수 있고, 피부 상태에 따라 미백, 보습, 세정, 피부 노화 방지, 각질 제거 및 진정 효과의 특성을 살릴 수도 있다.

천연비누는 크게 MP(Melt & Pout) 방식 또는 CP 방식으로 제조된다.

MP비누는 미리 제조된 비누 베이스를 녹여 피부 특성에 맞는 보습제와 천연분말, 베이스오일을 첨가하여 몰드에 부어 굳히는 방식으로 제조된다.

그러나 MP비누는 공장에서 제조된 트리에탄올아민(TEA)를 포함하는 비누베이스(TEA)트리에탄올아민를 사용하기 때문에 진정한 천연비누라 하기 어렵다.

CP비누는 비누 베이스 없이, 코코넛 오일, 팜유와 같은 베이스오일과 수산화나트륨 및 물(증류수)를 혼합, 교반하여 비누화 과정에서 천연글리세린이 생성되고, 틀에서 경화되는 소정의 기간 동안 숙성시켜 제조된다.

일반적으로 CP비누를 제조하기 위해서는 4주에서 6주의 숙성 기간을 필요로 하는데, 이는 비누화 과정에서 필수로 들어가는 수산화나트륨이 글리세린과 완전히 중화되고 비누가 단단하게 경화되는 시간이다.

CP비누가 천연성분을 포함하고 있어 사용자의 관심이 높기는 하나, 오랜 숙성기간 때문에 가정에서 1KG의 소량으로만 제조되고 있는 실정이다.

한국등록특허 10-1469230

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 제조 기간을 상당히 단축할 수 있는 저온숙성 천연비누 제조 장치를 제안하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, CP비누 제조 장치로서, 원통형 하우징, 상기 원통형 하우징의 일측에 형성되며 베이스오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 비누화 과정을 거친 CP비누 원료가 유입되는 호퍼, 상기 원통형 하우징 내부에서 회전하며 상기 호퍼를 통해 유입된 상기 CP비누 원료를 반죽하는 스크류 및 상기 원통형 하우징의 타단에 형성되며 상기 스크류에 의해 반죽된 CP비누 반죽을 배출하는 반죽 배출구를 구비하는 반죽부; 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 커팅하는 커팅부; 상기 커팅된 CP비누 반죽 단편을 상기 호퍼로 이송하는 이송부; 및 상기 반죽, 커팅 및 이송이 미리 설정된 횟수만큼 반복된 이후, 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 포장하는 포장부를 포함하는 CP비누 제조 장치가 제공된다.

상기 커팅부는, 소정 방향으로 주기적으로 이동하는 커팅날 및 상기 커팅날을 구동하는 커팅날 구동부를 포함할 수 있다.

상기 이송부는, 상기 커팅부의 하측에 위치하며 커팅된 CP비누 단편이 유입되는 단편 유입구; 상기 유입된 CP비누 단편을 상기 호퍼로 이송하는 이송컨베이어; 및 상기 호퍼측으로 상기 CP비누 단편을 배출하는 단편 배출구를 포함할 수 있다.

상기 스크류는 제어부에 의해 제어되는 감속기를 포함하며, 상기 제어부는,

상기 반죽, 커팅 및 이송이 미리 설정된 횟수만큼 반복된 이후, 상기 감속기의 회전을 제어하고, 상기 포장부가 동작하도록 제어하는 CP비누 제조 장치.

상기 포장부는, 상기 반죽 배출구에서 배출되는 CP비누 반죽을 안착하는 선반; 및 상기 선반 상부에 위치하며 상하 방향으로 주기적으로 이동하면서 상기 선반에 안착된 CP비누 반죽을 압축하여 성형하는 비누 성형 압축기를 포함할 수 있다.

상기 포장부는, 상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 상측 및 하측에 비닐을 이송하는 비닐 자동 이송기를 포함할 수 있다.

상기 비닐 자동 이송기는, 상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 상측에 위치하는 제1 롤러와 제2 롤러 및 상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 하측에 위치하는 제3 롤러 및 제4 롤러를 포함할 수 있다.

상기 비닐 자동 이송기는, 상기 제1 롤러와 제2 롤러는 상측 비닐로 연결되고 제1 방향으로 회전하며, 상기 제3 롤러와 제4 롤러는 하측 비닐로 연결되고 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전하며, 상기 비누 성형 압축기는 상기 상측 비닐 상부에서 상기 상측 비닐과 하측 비닐 사이에 있는 CP비누 반죽을 압축할 수 있다.

상기 제1 롤러와 상기 제3 롤러 측에 비누 배출구가 형성되며, 상기 상측 비닐이 제1 롤러에 의해 상부 방향으로 이송되고, 상기 하측 비닐은 상기 제3 롤러에 의해 하부 방향으로 이동하면서 그 사이에 위치한 CP비누가 배출될 수 있다.

상기 비누 배출구 측에서 남은 반죽은 상기 반죽부로 다시 이송될 수 있다.

본 발명에 따르면, CP비누 원료를 반복적으로 반죽함으로써 수산화나트륨의 중화 시간을 단축할 수 있어 CP비누 제조 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한, 유해한 화학성분을 포함하지 않는 천연비누를 저가로 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저온숙성 천연비누 제조 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 반죽부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 커팅부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 이송부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 포장부의 측면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 비누성형 압축기와 비닐 자동 이송기의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 비닐 자동 이송기의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 완성된 CP비누의 배출 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저온숙성 천연비누 제조 장치의 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 반죽부의 상세 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 실시예에 따른 커팅부의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제조 장치는 반죽부(100), 커팅부(102), 이송부(104), 포장부(106) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

반죽부(100)는 원통형 하우징(110), 원통형 하우징(110)의 일측에 형성되며 숙성(중화)되지 않은 CP비누 원료가 유입되는 호퍼(112), 원통형 하우징(110) 내에 위치하며, 감속기(114)에 의해 제어되는 스크류(116)를 포함할 수 있다.

여기서, 숙성되지 않은 CP비누 원료는 베이스오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 비누화 과정을 거치며 아직 중화가 완료되지 않은 상태의 원료를 의미한다.

일반적으로, 비누화 과정은 베이스오일과 수산화나트륨을 혼합하여 글리세린과 지방산염(비누염)인 비누를 제조하는 과정으로 정의된다.

이를 두 가지 과정으로 분리하여 살펴볼 수 있는데, 첫째는 베이스오일과 물이 반응하여 지방산과 글리세린이 생성되는 가수분해 과정이며, 둘째는 지방산과 글리세린 및 수산화나트륨이 반응하여 비누염, 글리세린 및 물이 생성되는 중화 과정이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

[반응식 1]

(RCOO) 3C3H5+3H20 → 3RCOOH+C3H5(OH)3

[반응식 2]

3RCOOH+ C3H5(OH)3+3NaOH → 3RCOONa+ C3H5(OH)3+3H20

CP비누 제조 과정에서, 중화과정은 지방산과 글리세린 및 물이 결합하여 비누염이 제조되는 과정으로 자연상태로 두는 경우 반응이 느려 4주 내지 6주의 기간이 소요된다.

비누화가 완료된 CP비누 원료는 4주 이상의 저온숙성 과정을 거쳐야 하나 본 발명은 반복적인 반죽 과정을 통해 가수분해를 통해 생성된 지방산과 글리세린, 수산화나트륨의 반응을 촉진시켜 중화숙성 기간을 한층 단축시킨다.

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도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크류(116)는 감속기(114)에 연결되는 샤프트(118)와 이의 외주면에 형성된 반죽날개(120)를 포함할 수 있다.

원통형 하우징(110)의 일단은 감속기(114)에 연결되고, 타단에는 반죽 배출구(122)가 형성된다.

본 실시예에 따르면, 반죽 배출구(122) 측에는 커팅부(102)가 배치된다.

본 실시예에 따른 커팅부(102)는 커팅날(130) 및 커팅날(130)을 주기적으로 이동시키는 커팅날 구동기(미도시)를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 커팅날(130)은 상하 방향으로 주기적으로 이동하며, 이를 통해 반죽 배출구(122)를 통해 배출되는 CP비누 원료를 소정 크기로 커팅한다.

본 발명에 따른 반죽 배출구(122)의 단면적은 원통형 하우징(110)의 단면적보다 작은 사이즈를 가질 수 있으며, 이에 따라 CP반죽이 압축되어 배출되기 때문에 경화 시간이 단축될 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 이송부의 구성을 도시한 도면이다.

커팅된 원료는 바로 포장되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 이송부(104)를 통해 다시 호퍼(112)로 유입된다.

도 4를 참조하면, 이송부(104)는 상기 커팅날(130)의 하측에 위치하며 커팅된 CP비누 단편이 유입되는 단편 유입구(140), 이송컨베이어(142) 및 단편 배출구(144)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 이송컨베이어(142) 내부에도 반죽부(100)와 같은 형상의 스크류가 제공되며 스크류가 회전하면서 단편 원료를 하부에서 상부로 이송한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, CP비누 원료의 스크류(116)를 통한 CP비누 원료의 반죽, 커팅 및 재투입(이송) 과정이 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행된다.

제어부는 감속기(114) 및 커팅날 구동부를 제어하여 N회 만큼 상기한 과정이 반복 수행되도록 제어한다.

반죽, 커팅 및 재투입 과정이 N회 반복된 이후 원료에 포함된 수산화나트륨의 중화 과정이 완료되며, 또한 반죽에 의해 소정 강도로 경화가 이루어진다.

바람직하게, 상기한 과정이 3회 내지 5회 반복 수행되면 수산화나트륨의 중화 과정 및 경화가 완료될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

중화 및 경화가 완료된 이후, 제어부는 감속기(114) 및 커팅날(130)의 동작을 중지시키고, 포장부(106)가 동작하도록 한다.

포장부(106)가 동작하는 동안 감속기(114)는 제어부의 제어에 따라 반죽을 수행하는 스크류(116)의 회전을 정지시키거나 느려지도록 한다.

본 실시예에 따른 포장부(106)는 선반(150), 비누성형 압축기(152) 및 비닐 자동 이송기(154)를 포함할 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 포장부의 측면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 실시예에 따른 비누성형 압축기와 비닐 자동 이송기의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 중화 및 경화가 완료된 이후, 반죽 배출구(122)에서 배출된 CP비누 반죽은 선반(150) 위로 이송된다. 비누 성형 압축기(152)는 선반(150)의 상부에 위치하며 유압 실린더를 통해 상하 방향으로 주기적으로 이동하면서 선반(150)으로 이송된 CP비누 반죽을 압축한다.

본 실시예에 따른 비누성형 압축기(152)는 내부에 홈(미도시)을 갖는 원통 형상을 가질 수 있다.

본 실시예에 따른 CP비누 반죽은 소정 점도를 가지기 때문에, 비누성형 압축기(152)로 반죽 배출구(122)에서 배출된 CP비누 반죽을 압축하는 경우 비누가 원하는 형상으로 배출되지 않고 비누성형 압축기(152)의 홈에 붙어있을 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 본 실시예에 따른 장치에는 비닐 자동 이송기(154)가 제공된다.

도 7은 본 실시예에 따른 비닐 자동 이송기의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 비닐 자동 이송기(154)는 선반(150)으로 이송된 CP비누 반죽의 상측에 위치하는 제1 롤러(156-1), 제2 롤러(156-2) 및 상기 선반(150)으로 이송된 CP비누 반죽의 하측에 위치하는 제3 롤러(156-3) 및 제4 롤러(156-4)를 포함할 수 있다.

상측에 위치한 제1 롤러(156-1) 및 제2 롤러(156-2)는 비닐로 연결되면서 제1 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전하며, 하측에 위치한 제3 롤러(156-3) 및 제4 롤러(156-4)는 비닐로 연결되면서 상기한 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전한다.

이에 따라, 상측 비닐과 하측 비닐은 모두 CP비누 반죽의 배출 방향으로 이송된다.

본 실시예에 따르면, 반죽 배출구(122)에서 배출된 CP비누 반죽은 상측 롤러들(156-1,156-2)에 의한 상측 비닐과, 하측 롤러들(156-1,156-2)에 의한 하측 비닐 사이에 위치하며, 비누성형 압축기(152)는 상측 비닐 상부에서 하강하여 CP비누 반죽을 압축한다.

비누성형 압축기(152)에 의해 소정 모양으로 성형된 CP비누는 비닐 자동 이송기(154)에 의해 비누 배출구(158) 측으로 이동한다.

도 8은 본 실시예에 따른 완성된 CP비누의 배출 상태를 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 비누 배출구(158) 측에서 상측 비닐은 제1 롤러(156-1)에 의해 상부 방향으로, 하측 비닐은 제3 롤러(156-3)에 의해 하부 방향으로 이동하면서 그 사이에 위치한 CP비누가 배출된다.

본 발명에 따르면, CP비누를 성형함에 있어, CP비누 반죽의 상하측에서 순환하는 비닐을 제공하여 소정 모양으로 성형된 비누가 원활하게 배출될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 비닐 자동 이송기(154)는 상부의 2개 롤러가 비닐을 통해 서로 연결되고, 또한, 하부의 2개 롤러가 비닐을 통해 연결되기 때문에 별도의 비닐 공급 없이 반복적으로 사용될 수 있다.

성형 후 남은 반죽은 다시 단편 유입구(140)로 이송되어 다른 비누 원료와 함께 반죽된다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 반죽부 102: 커팅부 104: 이송부
106: 포장부 110: 원통형 하우징 112: 호퍼
114: 감속기 116: 스크류 118: 샤프트
120: 반죽날개 122: 반죽 배출구 130: 커팅날
140: 단편 원료 유입구 142: 이송컨베이어
144: 단편 원료 배출구 150: 선반
152: 비누성형 압축기 154: 비닐 자동 이송기

Claims (10)

1. CP비누 제조 장치로서,
   원통형 하우징, 상기 원통형 하우징의 일측에 형성되며 베이스오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 비누화 과정을 거친 CP비누 원료가 유입되는 호퍼, 상기 원통형 하우징 내부에서 회전하며 상기 호퍼를 통해 유입된 상기 CP비누 원료를 반죽하는 스크류 및 상기 원통형 하우징의 타단에 형성되며 상기 스크류에 의해 반죽된 CP비누 반죽을 배출하는 반죽 배출구를 구비하는 반죽부;
   상기 CP비누 원료의 수산화나트륨의 중화 및 경화가 완료되기 전까지 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 커팅하는 커팅부;
   상기 커팅된 CP비누 반죽 단편을 상기 호퍼로 이송하는 이송부; 및
   상기 반죽, 커팅 및 이송이 미리 설정된 횟수만큼 반복되어 상기 CP비누 원료의 수산화나트륨의 중화 및 경화가 완료된 이후, 상기 반죽 배출구에서 배출된 CP비누 반죽을 포장하는 포장부를 포함하되,
   상기 커팅부는, 소정 방향으로 주기적으로 이동하는 커팅날 및 상기 커팅날을 구동하는 커팅날 구동부를 포함하고,
   상기 이송부는, 상기 커팅부의 하측에 위치하며 커팅된 CP비누 단편이 유입되는 단편 유입구, 상기 유입된 CP비누 단편을 상기 호퍼로 이송하는 이송컨베이어 및 상기 호퍼측으로 상기 CP비누 단편을 배출하는 단편 배출구를 포함하고,
   상기 스크류는 제어부에 의해 제어되는 감속기를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 반죽, 커팅 및 이송이 미리 설정된 횟수만큼 반복된 이후, 상기 감속기의 회전을 제어하여 상기 커팅날의 동작을 중지시키고, 상기 포장부가 동작하도록 제어하는 CP비누 제조 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 포장부는,
   상기 반죽 배출구에서 배출되는 CP비누 반죽을 안착하는 선반; 및
   상기 선반 상부에 위치하며 상하 방향으로 주기적으로 이동하면서 상기 선반에 안착된 CP비누 반죽을 압축하여 성형하는 비누 성형 압축기를 포함하는 CP비누 제조 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 포장부는,
   상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 상측 및 하측에 비닐을 이송하는 비닐 자동 이송기를 포함하는 CP비누 제조 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 비닐 자동 이송기는,
   상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 상측에 위치하는 제1 롤러와 제2 롤러 및 상기 선반으로 이송된 CP비누 반죽의 하측에 위치하는 제3 롤러 및 제4 롤러를 포함하는 CP비누 제조 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 비닐 자동 이송기는,
   상기 제1 롤러와 제2 롤러는 상측 비닐로 연결되고 제1 방향으로 회전하며, 상기 제3 롤러와 제4 롤러는 하측 비닐로 연결되고 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전하며, 상기 비누 성형 압축기는 상기 상측 비닐 상부에서 상기 상측 비닐과 하측 비닐 사이에 있는 CP비누 반죽을 압축하는 CP비누 제조 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 롤러와 상기 제3 롤러 측에 비누 배출구가 형성되며, 상기 상측 비닐이 제1 롤러에 의해 상부 방향으로 이송되고, 상기 하측 비닐은 상기 제3 롤러에 의해 하부 방향으로 이동하면서 그 사이에 위치한 CP비누가 배출되는 CP비누 제조 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 비누 배출구 측에서 남은 반죽은 상기 반죽부로 다시 이송되는 CP비누 제조 장치.
    

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