KR101990871B1 - 미세 유체 채널을 이용하여 순간 유화된 유화 물질에 점증제를 첨가한 화장품 조성물 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자에 의해 조작 가능한 펌프가 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되고, 유화 물질의 외상을 이루는 외상 유체를 수용하는 외상 용기 및 상기 유화 물질의 내상을 이루는 내상 유체를 수용하는 내상 용기로 구성되는 유체 수용부; 상기 외상 유체와 내상 유체가 서로 합쳐짐으로써 상기 유화 물질을 형성하게 하는 제1 채널; 상기 제1 채널에 연결되고 상기 유화 물질의 이동 통로가 형성되도록 상기 제1 채널과 연통 가능한 공간이 마련되며 상기 유화 물질에 점증제를 투입하게 하는 제2 채널; 및 상기 제2 채널을 통과한 상기 점증제가 투입된 유화 물질이 상기 펌프로 이동하도록 통로를 제공하는 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

미세 유체 채널을 이용하여 순간 유화된 유화 물질에 점증제를 첨가한 화장품 조성물 제조 장치{Manufacturing Appratus of Cosmetic Composition Containing Thickener in Emulsion Substance made in Emulsifying moment by Microchannel}

본 발명은 외상 유체와 내상 유체가 미세 유체 채널을 따라 이동하여 순간 유화가 이루어짐으로써 제작되는 유화 물질을 외부로 토출시키기 위한 화장품 조성물 제조 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 미세 유체 채널을 따라 이동하는 유체들의 특별한 유체 거동 특성을 이용하여 순간 유화되는 방식으로 제조된 O/W 유화입자 또는 W/O 유화입자와 같은 유화 물질에 극소량의 점증제를 첨가함으로써 사용감 개선과 안정도 조절이 가능한 화장품 조성물 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유체의 유화 기술이란 물과 오일처럼 서로 섞이지 않는 두 가지 유체 중 하나의 액체를 작은 입자로 분산시켜서 다른 하나의 액체 내에 안정한 상태로 분산 배치시키는 기술을 의미한다. 화장품 분야에서, 유화 기술은 로션, 크림, 에센스, 마사지 크림, 클렌징 크림, 메이크업 베이스, 파운데이션, 아이라이너, 마스카라 등에 광범위하게 적용되고 있다. 즉, 위에서 나열한 화장품을 제조하기 위해, 물과 같은 친수성 유체 내에 오일과 같은 소수성 유체를 작은 입자 상태로 균일하게 분산시킴으로써 O/W(Oil in Water) 유화입자를 제작하거나, 또는 소수성 유체 내에 친수성 유체를 작은 입자 상태로 균일하게 분산시킴으로써 W/O(Water in Oil) 유화입자를 제작한다. 이와 같은 O/W 유화입자와, W/O 유화입자는 에멀션(emulsion) 또는 유화 물질이라 불리고 있다.

이러한 유화 물질을 제조하기 위하여, 종래에는 물리적인 방법을 사용하여 친수성 유체와 소수성 유체를 이용한 유화 물질을 제조하였다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-0222000호에 개시된 것처럼, 종래에는 거대한 용기에 친수성 유체와 소수성 유체를 모두 쏟아 부은 후에 일 유체에 대한 다른 유체의 입자를 분산시키기 위하여 교반기를 작동하였다. 예를 들어, 교반기는 호모믹서 또는 마이크로플루디어저 등이 사용되었다. 즉, 거대한 용기 내에 친수성 유체와 소수성 유체를 부은 후, 교반기를 이용해 유체들을 서로 섞음으로써 O/W 유화입자 또는 W/O 유화입자가 제작되었다.

위와 같은 작업에 더하여, 용기 내에 계면활성제를 투입함으로써, 친수성 유체와 소수성 유체간의 계면에너지를 낮춰서 O/W 유화입자 또는 W/O 유화입자와 같은 에멀션이 용이하게 형성되며, 계면 막을 보다 단단하게 유지시켜서 유화입자의 합일을 방지한다. 구체적으로, 교반기의 작업에 의해 O/W 유화입자나 W/O 유화입자와 같은 에멀션이 형성되더라도, 교반기의 작업이 정지되어 일정 시간이 흐르면 에멀션이 합일되어, 다시 친수성 유체와 소수성 유체가 서로 분리될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 즉, 유화된 작은 입자들이 안정되어 에멀션 상태를 오랜 기간 동안 유지하기 위해 계면활성제가 투입된다.

또한, 유화 물질의 유동도를 낮춤으로써 합일 및 분리를 막아주고, 화장품의 점도성을 향상시키기 위해 용기 내에 추가로 점증제가 투입된다. 점증제가 용기 내에 투입됨으로써 제품의 장기 안정도가 보장되며, 제품의 점도성이 향상되어 피부에 발림성이 좋아지게 될 수 있다.

위와 같은 종래 기술에 따르면, 친수성 유체와 소수성 유체가 용기 내에 투입되고 유화가 진행된 후 점증제가 투입되어 교반기에 의해 함께 섞인다. 하지만 미세유체채널을 이용한 순간 유화 방법에서는, 외상 유체가 점증이 된 상태로 투입될 경우 점증제에 의해 친수성 유체와 소수성 유체의 유동성이 저하되어 유화 물질의 형성 자체가 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 즉, 점증제는 친수성 유체와 소수성 유체의 이동 속도와 유화입자 형성에 영향을 미치는 요인이므로 투입 시기에 신중을 기해야할 필요가 있지만, 종래에는 이러한 고려 없이 용기 내에 점증제를 임의로 투입하는 문제점이 있었다.

또한, 유화 물질을 함유한 화장품 조성물의 제작 시, 대량의 유화 물질을 미리 제조한 이후에 사용자의 요구에 맞추어 기 제작된 제품을 판매해야 하므로 유화 물질의 제작 시기와 사용자의 실제 사용 시기 사이에 긴 공백 기간이 발생하게 된다. 이에 따라, 화학 재료인 점증제를 필요 이상으로 많이 사용하여야만 하는 문제점이 있었다.

또한, 대량의 유화 물질을 오랜 기간 보관 시, 제품의 장기적인 안정도를 고려하여 제작, 포장, 운송 등의 과정에서 여러 제약이 발생할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0222000호.

본 발명의 목적은 미세 유체 채널에서의 유체들의 거동 특성을 이용하여 순간 유화되는 방식으로 O/W 유화입자 또는 W/O 유화입자와 같은 유화 물질이 형성된 이후에 유화 물질에 점증제를 첨가, 교반함으로써 유화 물질의 사용감 개선과 안정도 조절이 가능한 화장품 조성물 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자에 의해 조작 가능한 펌프가 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되고, 유화 물질의 외상을 이루는 외상 유체를 수용하는 외상 용기 및 상기 유화 물질의 내상을 이루는 내상 유체를 수용하는 내상 용기로 구성되는 유체 수용부; 상기 외상 유체와 내상 유체가 서로 합쳐짐으로써 상기 유화 물질을 형성하게 하는 제1 채널; 상기 제1 채널에 연결되고 상기 유화 물질의 이동 통로가 형성되도록 상기 제1 채널과 연통 가능한 공간이 마련되며 상기 유화 물질에 점증제를 투입하게 하는 제2 채널; 및 상기 제2 채널을 통과한 상기 점증제가 투입된 유화 물질이 상기 펌프로 이동하도록 통로를 제공하는 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 채널은, 외상 유체와 내상 유체가 서로 만나서 상기 유화 물질을 형성하는 유화 작용부 및 상기 유화 작용부의 하류에 설치되어 상기 유화 물질의 이동 경로를 제공하는 유화물질 이동관을 포함하고, 상기 제2 채널에는, 상기 유화물질 이동관의 단부에 형성되는 제1 유화물질 통로와 상하 방향으로 연통되는 제2 유화물질 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 하우징의 내부에 설치되는 점증제 용기; 및 상기 점증제 용기 내에 수용된 점증제가 외부로 토출되게 하는 통로인 점증제 주입관을 더 포함하고, 상기 점증제 주입관은 상기 제2 채널과 연통되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2 채널에는 상기 점증제 주입관으로부터 전달된 점증제의 이동 경로인 점증제 이동관이 설치되고, 상기 점증제 이동관의 하류에는 상기 제2 유화물질 통로를 통해 상기 제2 채널에 전달된 유화물질이 상기 점증제 이동관을 따라 이동하는 점증제와 접촉하게 하는 추가 합지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 추가 합지부의 하류에는, 상기 점증제와 상기 유화 물질이 서로 섞일 수 있게 하는 경로인 하나 이상의 교반 유동부를 구비하는 교반 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 교반 유동부는, 상기 점증제와 유화 물질이 일 방향으로 회전하도록 안내하는 제1 회전 경로; 상기 점증제와 유화 물질이 다른 방향으로 회전하도록 안내하는 제2 회전 경로; 및 상기 제1 회전 경로와 상기 제2 회전 경로 사이에 배치되어 상기 점증제와 유화 물질의 회전 방향을 변경하는 방향 전환 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 교반 유동부를 통과하여 형성된 점증제가 교반된 유화 물질은, 상기 튜브와 연통되는 교반 물질 배출구를 통해 상기 튜브를 거쳐서 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유화 작용부는 외상 유체와 내상 유체가 서로 만나는 합지부보다 작은 폭을 갖는 오리피스인 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유화 작용부는, 상기 외상 유체와 상기 내상 유체를 같은 방향으로 이동시키면서 유화시키거나, 상기 외상 유체와 상기 내상 유체를 교차할 수 있도록 이동시키면서 유화시키거나, 상기 합지부로의 상기 외상 유체의 진입구와 상기 내상 유체의 진입구의 종횡비를 조절하여 유화시키거나, 상기 내상 유체, 또는 상기 내상 유체와 상기 외상 유체의 혼합 유체를 멤브레인 구멍으로 통과시켜 유화 입자를 형성하거나, 전기장, 자기장, 원심력, 레이저, 진동 중 어느 하나 또는 그 이상을 발생시킬 수 있는 동력원을 이용하여 유화 입자를 형성하거나, 유체의 점도와, 계면장력, 젖음성을 변화시켜 유화입자를 형성하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 상측 또는 하측에 적층되는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 외상 유체와 내상 유체가 서로 합쳐지기 전에, 상기 외상 유체에는 중화제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 외상 용기와 상기 내상 용기는 상기 하우징의 내부에 차단막에 의해 분리되도록 설치되는 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 펌프는 버튼 스프링 펌프, 시린지 펌프, 튜브 펌프, 기어 펌프, 다공성 펌프, 나사 펌프, 모세관 현상에 의해 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프, 전기 또는 진동 또는 음파 또는 압전물질을 제어하여 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프 중 하나인 화장품 조성물 제조 장치가 제공될 수 있다.

제안되는 본 발명에 따르면, 미세 유체 채널을 따라 이동하는 유체들의 특별한 유체 거동 특성을 이용하여 사용자가 필요로 하는 시점에 수상과 유상의 원료로 보관되던 상태로부터 O/W 유화입자 또는 W/O 유화입자와 같은 유화 물질을 순간 유화되는 방식으로 편리하게 제조할 수 있는 장점이 있다.

또한, 사용자의 펌프 조작에 의해 유화 물질이 제작됨과 동시에, 만들어진 유화 물질의 외부 토출이 이루어지게 되므로, 사용자가 필요로 하는 시점에 유화 물질의 제작 및 공급이 가능한 장점이 있다.

이에 따라, 대량의 유화 물질을 오랜 기간 보관할 필요가 없어지므로, 제품의 장기적인 안정도를 고려한 보관, 운송 등의 여러 제약 조건이 본 발명에서는 더 이상 적용되지 않게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 유화 물질이 형성된 이후에 유화 물질에 점증제를 첨가함으로써 유화 물질의 사용감과 안정도를 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점증제가 추가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 장치의 유체 채널 중 제1 채널의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 3은 장치의 유체 채널 중 제1 채널 위에 적층되는 제2 채널의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 보여주는 도면으로서, 교반 채널의 상세 구조를 보여주는 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점증제가 추가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치를 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 2는 장치의 유체 채널 중 제1 채널의 구성을 보여주는 평면도이고, 도 3은 장치의 유체 채널 중 제1 채널 위에 적층되는 제2 채널의 구성을 보여주는 평면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 화장품 조성물 제조 장치(1)는, 그 외형이 하우징(10)에 의해 형성된다. 하우징(10)의 일측에는 사용자에 의해 조작 가능한 펌프(70)가 제공될 수 있고. 즉, 사용자는 펌프(70)를 가압함으로써 하우징(10) 내의 물질들을 외부로 토출시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 펌프(70)를 가압하면, 하우징(10) 내의 물질들의 이동 경로의 압력이 높아지게 된다. 이러한 상태에서 사용자가 펌프(70)의 가압을 해제하면, 물질들의 이동 경로에 음압(negative pressure)이 걸리게 되면서 물질들을 외부로 토출시키게 된다.

펌프(70)는 유체를 용기들(21, 22, 45)로부터 배출시켜 순간 유화한 후 하우징(10)의 외측에 형성된 토출구를 통해 토출시키는 에너지를 제공하는 수단으로서, 하우징(10)의 일측에 배치되되, 사용자가 조작할 수 있는 조작부는 하우징(10)의 외측으로 노출되고, 혼합액을 외부로 토출하기 위한 연결부는 하우징(10)의 내부에 제공될 수 있다. 펌프(70)에 의해 형성되는 압력에 의해 외상 용기(21)와 내상 용기(22) 및 점증제 용기(45)에 수용되어 있던 원료들이 유체 채널(100)로 제공되고, 유체 채널(100)로 공급된 원료들이 소정의 경로를 따라 이동하며 순간 유화된 후 튜브(60)를 통해 펌프(70)로 토출될 수 있다. 이를 위해, 펌프(70)로부터 각각의 용기들(21, 22, 45)까지는 서로 연통되는 일련의 유로를 형성할 수 있다.

본 실시예에서 펌프(70)는 하우징(10)의 외부로 노출되어 화장료를 배출하는 토출부를 포함하는 구성인 것을 예로 들어 설명하나, 이는 일 예에 불과하며 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 토출부는 펌프(70)와 별도로 제공되고, 펌프(70)는 용기들(21, 22, 45)로부터 토출부까지 연결되는 일련의 유로 중 임의의 지점에 연결되어 압력을 제공할 수도 있다.

본 실시예에서는 펌프(70)로서 사용자가 조작부를 눌렀다 떼는 동작에 의해 하우징(10) 내부의 유체들의 이동경로 상에 음압이 걸리도록 하는 누름식 펌프를 예로서 도시하였다. 이 경우, 펌프(70)에 의해 형성되는 단일한 방향으로의 압력에 의해 용기(21, 22, 45)로부터의 원료 토출과, 유체 채널(100) 내에서의 이동과, 화장료의 토출이 모두 구현될 수 있으므로, 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 펌프(70)로는 다양한 방식의 펌프가 사용될 수 있다. 예를 들어, 무동력 펌프로는, 버튼 스프링(button-spring) 펌프, 시린지(syringe) 펌프, 튜브(flexible tube) 펌프, 기어(gear) 펌프, 다공성(porous) 펌프, 나사(thread inserting) 펌프 등이 이용되거나, 토출구에 오리피스(orifice), 롤러볼(rollerball), 펜슬(pencil) 등을 적용하여 모세관 현상(capillary action)에 의해 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프가 적용될 수 있다. 또한, 동력 펌프로는, 전기, 진동, 음파, 압전물질(piezoelectric material)을 제어하여 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프가 적용될 수 있다.

하우징(10)의 내부에는 외상 유체가 수용되는 외상 용기(21)와, 내상 유체가 수용되는 내상 용기(22)가 제공된다. 예를 들어, 외상 용기(21)와 내상 용기(22)는 하나의 유체 수용부(20)를 이루도록 하우징(10)의 내부에 제공될 수 있다. 구체적으로, 유체 수용부(20)의 중앙에는 상하 방향으로 연장되어 유체 수용부(20)의 내부 공간을 구분하는 차단막(23)이 설치된다. 그리고, 차단막(23)을 중심으로 일측에는 외상 유체가 수용되어 외상 용기(21)를 이루고, 타측에는 내상 유체가 수용되어 내상 용기(22)를 이루게 된다.

또한, 하우징(10) 내에는 유체 수용부(20)와 별도로 구성되는 점증제 용기(45)가 설치된다. 점증제 용기(45) 내에는 점증제가 보관될 수 있다.

만약, 점증제의 산성 정도에 따라 중화제가 첨가될 필요가 있다면, 외상 용기(21)에 수용되는 외상 유체에 중화제가 첨가될 수 있다. 즉, 외상 유체에 중화제가 첨가된 상태에서 내상 유체와 유화입자를 형성한 후 점증제에 순차적으로 접촉 및 교반됨으로써 중화와 동시에 점증이 이루어지는 유화 물질이 생성될 수 있다.

외상 용기(21)와 내상 용기(22)에는 각각 내부에 저장된 외상 유체와 내상 유체의 이동 경로인 외상 유체 주입관(30)과 내상 유체 주입관(40)에 연결되어 있다. 즉, 외상 용기(21) 내에 수용된 외상 유체는 외상 유체 주입관(30)을 따라 외상 용기(21) 밖으로 배출될 수 있다. 이와 유사하게, 내상 용기(22) 내에 수용된 내상 유체는 내상 유체 주입관(40)을 따라 내상 용기(22) 밖으로 배출될 수 있다.

또한, 점증제 용기(45)는 내부에 저장된 점증제의 이동 경로인 점증제 주입관(46)에 연결되어 있다. 즉, 점증제 용기(45) 내에 수용된 점증제는 점증제 주입관(46)을 따라 점증제 용기(45) 밖으로 배출될 수 있다.

본 발명에서는 화장품 조성물 제조 장치로서 기존의 양압을 이용한 시린지 펌프를 사용하는 대신에, 단일 음압을 사용한 미세 유체 채널(100)을 적용하였다. 즉, 본 발명은 유화 물질의 토출 방식으로서 미세 유체 채널(100)에 단일 음압이 걸리는 방식을 이용함에 따라 일반적인 화장품 용기와 펌프 구조에 본 발명에 따른 장치가 바로 적용이 가능한 장점이 있다.

종래에는, 외상 유체와 내상 유체의 계면장력이 높아서 서로 쉽게 섞이지 않으므로 과량의 계면활성제(1% ~ 5%) 등을 사용하지 않고는 유화입자를 형성하고 유지하는 것이 상당히 어려웠다. 그러나, 본 실시예에 따르면 극소 특성 길이(밀리미터 이하)를 갖는 미세 유체 채널(50)에서 표면력(surface force)이 유체에 미치는 영향이 체적력(body force)에 비해 월등히 크므로, 계면활성제 등을 사용하지 않거나 최소량의 첨가로 빠르게 유화 작용이 이뤄질 수 있다는 장점이 있다. 또한, 서로 쉽게 섞이지 않는 두 유체 중 어느 하나의 유체가 다른 유체의 흐름을 끊어서 유화입자를 형성하게 되는 원리도 계면활성제를 줄이는데 도움이 된다.

미세 유체 채널(100)을 이용한 유화 방식은 위와 같은 많은 장점이 있지만, 대형 탱크와 교반기를 사용하는 기존 유화 장치에 비해 생산 속도에 한계가 있어서, 화장품 제조 장치에 적용하기가 어려웠다. 이와 같은 생산 속도의 이슈를 해결하기 위해, 본 발명은 용기에 적용 가능한 미세 유체 채널(100)을 개발하여 사용자가 원하는 시점에 1회 토출량을 기준으로 유화가 가능한 순간 유화 방식을 채택하였다.

외상 유체 주입관(30)과 내상 유체 주입관(40)은 각각 그 일측이 유체 채널(100)의 제1 채널(50)에 연결되어 있다. 유체 채널(100)은, 예를 들어, 유체를 이동시키기 위한 이동 통로 형태로 하우징(10)의 바닥면에 형성될 수 있다. 다만, 유체 채널(100)의 설치 위치 및 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.

여기서, 각각의 용기(21, 22, 45)와 유로(30, 40, 46)의 연결 부위에는 압력이 작용할 때에만 유로(30, 40, 46)로 내용물이 토출될 수 있도록 판막과 같은 개폐 조절 수단이 제공될 수 있다.

또한, 유체 채널(100)은 하부를 구성하는 제1 채널(50) 및 제1 채널(50)의 상부에 적층되는 제2 채널(80)을 포함한다. 본 실시예에서는 제1 채널(50)이 제2 채널(80)의 상부에 적층되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 채널(50)은 제2 채널(80)의 하부에 적층될 수도 있고, 동일 평면 상에 제공될 수도 있다. 제2 채널(80)이 제1 채널(80)의 하측에 적층되는 경우, 전체적인 유로를 상대적으로 짧게 구성할 수 있어 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다. 또한, 제1 채널(50)과 제2 채널(80)이 동일 평면 상에 제공되는 경우, 제1 유화 물질 통로(59)와 제2 유화 물질 통로(81)는 동일한 것일 수 있다.

먼저, 제1 채널(50)에는 외상 유체 주입관(30)과 내상 유체 주입관(40)에 연통하는 주입구들이 형성될 수 있다. 즉, 제1 채널(50)은 외상 유체 주입관(30)을 따라 이동된 외상 유체의 유입 통로인 외상 유체 주입구(51) 및 내상 유체 주입관(40)을 따라 이동된 내상 유체의 유입 통로인 내상 유체 주입구(54)를 포함한다.

외상 유체 주입구(51)를 통해 제1 채널(50)로 유입된 외상 유체는 제1 분지관(52)과 제2 분지관(53)으로 나누어져서 펌프(70)를 향하는 하류 측으로 이동될 수 있다. 본 명세서에서, "하류"란, 사용자의 펌프 조작에 의해 유체 수용부(20)에 저장된 유체가 튜브(60)를 거쳐서 펌프(70)를 통해 외부로 토출되는 방향을 의미한다.

이와 유사하게, 내상 유체 주입구(54)를 통해 제1 채널(50)로 유입된 내상 유체는 내상 유체 이동관(55)을 따라 하류 측으로 이동될 수 있다. 그리고, 제1 분지관(52)과 제2 분지관(53)을 따라 이동한 외상 유체와 내상 유체 이동관(55)을 따라 이동한 내상 유체는 합지부(56)에서 서로 만나게 된다. 즉, 합지부(56)는 외상 유체와 내상 유체가 하우징(10) 내에서 처음 만나는 지점을 의미한다.

합지부(56)에서 만나게 된 외상 유체와 내상 유체는 유화 작용부(58)를 통과하며 에멀션, 즉 유화 물질이 된다. 본 실시예에서는 유화 작용부(58)로서 합지부(56)보다 상대적으로 좁은 폭을 가지는 오리피스(58)가 제공되는 것을 예로 들어 설명한다. 합지부(56)에서 만나게 된 외상 유체와 내상 유체는 오리피스(58)를 지나며 외상 유체가 오리피스(58) 내측 좁아지는 방향(수직 방향)과 유체의 흐름 방향(수평 방향)의 합력 방향(오리피스(58)의 중심측으로 모아지는 대각선 방향)으로 내상 유체에 전단력을 작용하여 내상유체의 이동 흐름을 끊으며 유화 물질을 형성하게 된다. 구체적으로, 서로 섞이지 않는 두 유체가 계면이 불안정한 상태로 오리피스(58)를 통과 시 모세관 불안정성(capillary instability)이 증가하고, 오리피스(58)가 있는 채널은 없는 채널에 비해 작은 에너지로도 내상유체의 흐름을 끊을 수 있고, 그로 인해 끊어진 내상 유체는 안정한 상태를 유지하려 구 형태로 형성되게 된다.

유화 작용부(58)는 외상 유체가 혼합 유체의 흐름을 끊어 혼합 유체가 입자 상태로 외상 유체 내에 분산되도록 하는 것으로서, 본 실시예에서는 오리피스가 유화 작용부(58)로서 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 본 실시예에서와 같은 오리피스를 이용한 유화 방식은 Flow-focusing 방식 유화라고 할 수 있으며, 이는 서로 다른 상의 유체가 서로 같은 방향으로 흐르게 하되 합류부에 오리피스를 위치시킴으로써 외상 유체가 내상 유체의 흐름을 끊을 수 있도록 한 것이다(Flow-Focusing 방식). 이와 같이 오리피스를 이용하면, 외상 유체의 흐름이 오리피스 안쪽 대각선 방향으로 바뀌며 혼합 유체에 더 강한 전단력을 전달할 수 있고, 그로 인해 유화 입자가 더 용이하게 형성됨과 동시에 일정한 크기의 유화 입자가 형성될 수 있다.

그 외에도 유화 작용부(58)로는 다양한 실시예가 적용될 수 있는데, 예를 들어, 서로 다른 상의 유체를 서로 같은 방향으로 이동시키면서 유화시키는 방법(Co-Flow 방식), 서로 다른 상의 유체가 교차할 수 있도록 이동시키면서 유화 시키는 방법(Cross-Flow 방식), 합지부로의 외상 유체의 진입구와 내상 유체의 진입구의 종횡비를 크거나 낮게 조절함 함으로써 합지부에서 유화 입자를 형성하는 방법(Step Emulsification 방식), 내상 유체 또는 두 상의 혼합 유체를 멤브레인(Membrane)의 구멍으로 통과시켜 유화 입자를 형성하는 방법(Membrane Emulsification 방식)이 이용될 수 있다.

또한, 유화 작용부(58)는 동력원을 이용할 수도 있는데, 예를 들어 전기장 (Electrical control), 자기장 (Magnetic control), 원심력 (Centrifugal control), 레이저 (Optical control), 진동기 (Vibration control), Piezoelectric material (Piezoelectric control) 등을 이용하여 유화입자를 형성하는 방식의 채널이 이용될 수 있다.

또한, 유화 작용부(58)는 유체의 점도와, 계면장력, 젖음성을 변화시켜 유화입자를 형성할 수도 있는데, 예를 들어, Electrorheological (ER) 또는 Magnetorheological (MR) 유체(Fluids), Photo-sensitive 유체(Fluids)가 적용될 수 있다.

오리피스(58)를 통과하여 조성된 유화 물질은 유화 물질 이동관(57)을 따라 이동하게 된다. 본 명세서에서, "상류"란, "하류"의 반대되는 방향으로서 사용자의 펌프 조작에 의한 유체의 이동 방향의 반대 방향, 즉, 펌프(70), 튜브(60), 유체 채널(100) 및 유체 수용부(20)를 향하는 방향을 의미한다.

종래에는, 유화 물질의 크기를 조절하기 위해, 유화 물질에 첨가되는 계면활성제의 양을 조절하는 방식을 사용하였다. 그러나, 본 발명에 따르면, 단지 오리피스(58)의 폭을 조절함으로써 유화 물질의 크기를 조절할 수 있게 된다. 다만, 오리피스(58)의 폭은 기 설계된 최소값이 존재하게 되고, 이에 따라 유화 물질의 크기의 최소 한계치가 존재하게 된다.

특히, 유화 장치를 사용하여 제작된 화장품의 경우, 유화입자의 크기와 함량은 화장품의 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 유화입자가 형성되기 위해서는, 일반적으로 내상 유체에 대한 외상 유체의 주입비가 같거나 더 높아야 한다. 예를 들어, 외상 유체의 주입량은 내상 유체의 주입량의 1배 내지 30배일 수 있다.

본 발명과 같이 단일 음압을 사용하는 미세 유체 채널(100)의 경우, 유체의 유입 속도는 유체 채널(100)의 구조적인 요소와 유체의 유동 조건에 의해 결정되고, 이에 따라 유화입자의 크기와 함량이 달라지게 된다. 유체 채널(100)의 구조적인 요소는 채널의 높이, 오리피스의 너비, 각 유체들의 주입 채널의 너비 비를 그 예로 들 수 있다. 그리고, 유체의 유동 조건은 음압의 세기, 두 유체의 유량 비, 두 유체의 점도 비를 그 예로 들 수 있다.

유화입자는 채널의 높이가 낮아질수록, 오리피스의 너비가 좁아질수록, 음압의 세기가 셀수록, 내상 유체에 대한 외상 유체의 유량비가 클수록, 내상 유체의 점도가 외상 유체에 비해 높을수록 그 크기가 작아지게 되고, 이와 반대의 조건에는 유화입자의 크기가 커지게 된다.

본 발명에서는 내상 유체와 외상 유체의 유량 비를 조절하는 방법으로서, 내상 유체와 외상 유체의 각 주입구 내경을 조절하는 방법을 사용하였다. 구체적으로, 내상 유체 주입구의 내경에 비해 외상 유체 주입구의 내경을 2배 넓게 제작했을 경우, 단일 음압 하에 외상 유체의 유량은 내상 유체에 비해 2배 증가하게 된다. 이와 같은 방법으로 내상 유체와 외상 유체의 유량비를 조절할 수 있다.

또한, 유화입자의 함량을 높이기 위해서는, 두 유체의 유량비를 최대한 동일하게 만들어야 한다. 다만, 외상 유체에 비해 내상 유체가 빠르게 이동하게 되면, 외상 유체가 내상 유체의 흐름을 끊어줄 힘이 부족하여 유화입자 형성이 어려워지게 된다.

이에 대응하여, 본 발명에서는 외상 유체 채널과 내상 유체 채널의 너비 비를 조절함으로써, 두 유체의 주입 유량 비를 조절하지 않더라도 두 유체가 만나는 부분(합지부)에서의 속도 조절로 인해 유화입자의 함량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 외상 유체 채널의 너비를 내상 유체 채널의 너비의 절반으로 줄인다면, 내상 유체가 2배로 빠르게 주입되더라도, 두 유체가 만나는 합지부에서는 외상 유체의 속도가 2배로 빨라지므로, 외상 유체와 내상 유체가 동일한 유량 비로 주입했을 때와 동일한 효과로 유화입자가 형성될 뿐만 아니라, 내상 유체가 2배로 주입되었기 때문에, 함량 또한 2배로 증가될 수 있다.

합지부(56)와 오리피스(58)를 통과한 유화 물질은 유화 물질 이동관(57)을 따라 이동하게 된다. 이때, 유화 물질 이동관(57)의 단부에는 제2 채널(80)과 연통되어 유화 물질이 제1 채널(50)로부터 빠져나가는 통로의 역할을 하는 제1 유화 물질 통로(59)가 형성된다. 그리고, 제2 채널(80)에는 제1 유화 물질 통로(59)와 연통되어 유화 물질을 제2 채널(80) 내로 받아들이는 통로 역할을 하는 제2 유화 물질 통로(81)가 형성된다.

제2 유화 물질 통로(81)를 통해 제2 채널(80)로 유입된 유화 물질은 유화 물질 배관(81a)을 따라 추가 합지부(84)로 이동하게 된다. 다만, 제2 채널(80)에는 점증제 주입관(46)으로부터 전달된 점증제의 이동 경로인 점증제 이동관(83)이 설치된다. 구체적으로, 하우징(10) 내의 점증제 용기(45)에 저장된 점증제는 음압에 의해 점증제 주입관(46)을 따라 제2 채널(80)의 점증제 주입구(82)로 이동하게 된다. 따라서, 점증제 주입구(82)를 통해 제2 채널(80) 내로 유입된 점증제는 점증제 이동관(83)을 따라 추가 합지부(84)로 전달된다.

즉, 점증제 이동관(83)의 하류에는 제2 유화 물질 통로(81)를 통해 제2 채널(80)에 전달된 유화 물질이 점증제 이동관(83)을 따라 이동되는 점증제와 접촉하게 하는 추가 합지부(84)가 형성되므로, 추가 합지부(84)에서 유화 물질에 대한 점증제의 접촉이 이루어지게 된다.

점증제와 접촉한 유화 물질은 교반 채널(86)로 이동하여 점증제와 유화 물질의 섞임 현상이 이루어지게 된다. 구체적으로, 점증제와 접촉한 유화 물질은 교반 유입 채널(85)을 거쳐서 복수 회 절곡이 이루어지는 교반 채널(86)로 이동하게 되고, 교반 채널(86)을 통과하여 교반이 이루어진 점증된 유화 물질은 교반 유출 채널(87)을 따라 이동하여 튜브(60)로 배출된다.

교반 채널(86)이 구부러진(굴곡진) 형태의 유로를 제공함으로써 교반 채널(86)을 통과하는 유체의 흐름에 원심력이 발생될 수 있으며, 이와 동시에 유체의 흐름에 와류(vortex)가 형성될 수 있다. 그리고 원심력과 와류의 발생은 점증제와 유화 물질의 혼합을 활성화시킬 수 있다.

나아가 교반 채널(86)이 엇갈린 방향으로 굴곡짐에 따라 유체의 이동 방향이 서로 반대 방향으로 전환될 수 있으며, 전향된 유체간의 충돌 또한 점증제와 유화 물질의 혼합을 더욱 활성화시킬 수 있다.

또한 교반 채널(86)이 굴곡진 형태를 가짐으로써 충분한 혼합 경로를 제공하면서도 상대적으로 유로가 긴 제2 채널(80)의 설치 면적이 감소될 수 있다.

그러나 본 실시예에 따른 교반 채널(86)의 형상이 엇갈린 방향으로 구부러진 형태로 한정된 것은 아니며 동일 방향으로 구부러지거나 두 형태가 합쳐진 형태일 수도 있으며, 이외에도 기타 와류를 형성시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.

그러나 본 실시 예에 따른 교반 방식이 와류(vortex)만을 이용한 형태로 한정된 것은 아니며 두 유체를 적층되게 하여 표면적을 높이는 방법, 전기장을 적용한 방법, 음파를 이용한 방법, 이외에도 기타 미세유체채널 내에서 교반을 시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 이하에서는, 점증제와 접촉된 유화 물질이 교반 채널(86)을 따라 이동함으로써 점증제와 유화 물질이 섞이는 과정에 대하여 설명한다.

도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 보여주는 도면으로서, 교반 채널의 상세 구조를 보여주는 평면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 교반 채널(86)에는 점증제와 유화 물질이 서로 섞이도록 서로 다른 방향의 회전 경로를 제공하는 하나 이상의 교반 유동부가 설치된다. 본 실시 예에서는 교반 유동부가 네 개가 설치되는 것으로 도시되었으나, 교반 유동부의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.

교반 유동부들은 서로 대응되는 구조로 구성될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 네 개의 교반 유동부 중 하나의 교반 유동부(86a)를 예로 들어 설명한다.

교반 유동부(86a)는, 점증제와 유화 물질이 일 방향으로 회전하도록 안내하는 제1 회전 경로(861)와, 점증제와 유화 물질이 다른 방향으로 회전하도록 안내하는 제2 회전 경로(862)로 구성된다. 그리고, 제1 회전 경로(861)와 제2 회전 경로(862) 사이에는 점증제와 유화 물질의 회전 방향을 변경하는 방향 전환 경로(863)가 설치된다. 즉, 제1 회전 경로(861)은 진입되는 유체가 일 방향으로 회전하도록 안내하고, 제2 회전 경로(862)는 일 방향으로 회전되는 유체가 다른 방향으로 회전되도록 안내하며, 방향 전환 경로(863)는 제1 회전 경로(861)와 제2 회전 경로(862) 사이에서 유체의 회전 방향을 전환한다.

따라서, 추가 합지부(84)를 통과함으로써 점증제와 접촉된 유화 물질은 제1 회전 경로(861)를 거치면서 반시계 방향으로 회전하여 1차 교반이 이루어지게 된다. 그 다음, 1차 교반이 이루어진 점증된 유화 물질은 방향 전환 경로(863)를 통과한 후 제2 회전 경로(862)를 거치면서 시계 방향으로 회전하여 2차 교반이 이루어지게 된다. 즉, 점증제가 접촉된 유화 물질은 제1 회전 경로(861)와 제2 회전 경로(862)를 거치면서 서로 다른 방향으로 회전함으로써 점증제와 유화 물질의 교반이 활발하게 이루어지게 된다.

위와 같은 방식으로 교반 채널(86)을 통과한 점증된 유화 물질은 교반 유출 채널(87)을 지나서 유화 물질 배출(88)를 통해 튜브(60)로 이동된다. 사용자가 외부에서 튜브(60)를 통해 이동되는 유화 물질을 확인할 수 있도록, 튜브(60)는 투명한 재질로 제조된다. 이때, 하우징(10) 중 튜브(60)를 감싸는 부분 역시 외부에서 시각적으로 확인할 수 있는 재료로 제조되어야만 튜브(60)를 통해 이동되는 유화 물질을 외부에서 확인할 수 있게 된다.

튜브(60)의 단부에는 펌프(70)가 설치되고, 사용자는 펌프(70)의 배출구를 통해 화장품 조성물 제조 장치(1)를 통과한 유화 물질을 취출할 수 있다.

이하에서는, 유체의 이동 흐름에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, O/W 유화입자가 취출되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

O/W 유화입자를 취출하기 위해서, 외상 유체는 물과 같은 친수성 유체이고 내상 유체는 오일과 같은 소수성 유체일 수 있다. 그리고, 친수성 유체는 외상 용기(21)에 저장되고 소수성 유체는 내상 용기(22)에 저장된다.

이러한 상태에서 사용자가 펌프(70)를 가압하게 되면, 하우징(10) 내의 유체 수용 공간과 유체 이동 경로의 압력이 높아지게 된다. 그리고나서, 사용자가 펌프(70)의 가압을 해제하면, 유체 수용 공간과 유체 이동 경로에 음압(negative pressure)이 걸리게 되면서 친수성 유체와 소수성 유체가 각 용기 밖으로 인출된다.

구체적으로, 친수성 유체는 외상 유체 주입관(30)을 따라 제1 채널(50)의 외상 유체 주입구(51)로 이동하게 되고, 소수성 유체는 내상 유체 주입관(40)을 따라 제1 채널(50)의 내상 유체 주입구(54)로 이동하게 된다. 제1 채널(50)로 이동된 친수성 유체는 제1 분지관(52)과 제2 분지관(53)을 따라 합지부(56)로 이동하게 되고, 소수성 유체는 내상 유체 이동관(55)을 따라 합지부(56)로 이동하게 된다. 즉, 친수성 유체와 소수성 유체는 제1 채널(50)의 합지부(56)에서 서로 만나게 된다.

내상 유체와 외상 유체는 오리피스(58)를 통과하면서 유화 현상이 일어나게 되고, 오리피스(58)를 통과한 유화 물질은 유화물질 이동관(57)을 따라 이동하게 된다. 즉, 친수성 유체가 소수성 유체를 감싸는 형태의 유화 물질이 이루어지게 된다. 이러한 과정에 따라 형성된 유화 물질은 물 내에 오일이 분산된 구조이므로 O/W(Oil in Water) 유화입자라 불린다.

이때, 유화물질 이동관(57)은 친수성 재료로 제작 또는 관의 내벽 코팅이 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 유화 물질은 외부가 친수성 유체로 이루어지고 그 내부에 소수성 유체가 분산되는 구성을 가지므로, 유화물질 이동관(57)이 친수성 재료로 제조되면, 유화 물질 중 친수성 유체 부분이 유화물질 이동관(57)의 벽체로 끌어당겨지게 된다. 따라서, 위와 같은 O/W 유화입자가 그 형상 및 구조를 유지한 채로 유화물질 이동관(57)을 따라 원활하게 이동될 수 있는 것이다. 여기서, 유화물질 이동관(57)이 친수성을 가질 때 물과의 접촉각(water contact angle, WCA)이 0도 내지 50도로 설정될 수 있다. 이 경우 O/W 유화 입자가 보다 원활하게 흐를 수 있다.

이와 같은 과정에 따라 제1 채널(50)의 제1 유화 물질 통로(59)를 통과한 O/W 유화입자는 제1 채널(50)의 상부에 적층되는 제2 채널(80)로 이동된다. 구체적으로, O/W 유화입자는 제1 채널(50)의 제1 유화 물질 통로(59)와 연통된 제2 채널(80)의 제2 유화 물질 통로(81)를 따라 제2 채널(80)로 이동된다.

제2 유화 물질 통로(81)를 통해 제2 채널(80) 내로 유입된 O/W 유화입자는 유화 물질 배관(81a)을 따라 추가 합지부(84)로 이동된다. 그리고, 점증제 주입관(46)을 통해 점증제 용기(45)로부터 제2 채널(80)에 형성된 점증제 주입구(82)로 이동된 점증제는, 제2 채널(80)의 점증제 이동관(83)을 따라 추가 합지부(84)로 이동하게 된다. 따라서, 추가 합지부(84)에서 O/W 유화입자와 점증제가 서로 접촉하게 된다.

그 다음, 점증제와 접촉된 O/W 유화입자는 교반 채널(86)로 이동하여 점증제와 O/W 유화입자의 교반이 이루어지게 되고, 점증제와의 교반이 완료된 O/W 유화입자는 교반 물질 배출구(88)로 이동하게 된다.

그리고, 교반 물질 배출구(88)를 따라 이동된 점증제가 교반된 O/W 유화입자는 튜브(60)를 통과하여 펌프(70)의 주입구를 통해 사용자에게 취출될 수 있게 된다.

이와 유사하게, W/O 유화입자를 취출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

W/O 유화입자를 취출하기 위해서, 외상 유체는 오일과 같은 소수성 유체이고 내상 유체는 물과 같은 친수성 유체일 수 있다. 그리고, 소수성 유체는 외상 용기(21)에 저장되고 친수성 유체는 내상 용기(22)에 저장된다.

이러한 상태에서 사용자가 펌프(70)를 가압하였다가 해제하면, 유체 수용 공간과 유체 이동 경로에 음압(negative pressure)이 걸리게 되면서 소수성 유체와 친수성 유체가 각 용기 밖으로 인출된다.

구체적으로, 소수성 유체는 외상 유체 주입관(30)을 따라 제1 채널(50)의 외상 유체 주입구(51)로 이동하게 되고, 친수성 유체는 내상 유체 주입관(40)을 따라 제1 채널(50)의 내상 유체 주입구(54)로 이동하게 된다. 제1 채널(50)로 이동된 소수성 유체와 친수성 유체는 제1 채널(50)의 합지부(56)에서 서로 만나게 된다. 이때, 내상 유체와 외상 유체는 오리피스(58)를 통과하면서 유화 현상이 일어나게 되고, 오리피스(58)를 통과한 유화 물질은 유화물질 이동관(57)을 따라 이동하게 된다. 즉, 소수성 유체가 친수성 유체를 감싸는 형태의 유화 물질이 이루어지게 된다.

이러한 과정에 따라 형성된 유화 물질은 오일 내에 물이 분산된 구조이므로 W/O(Water in Oil) 유화입자라 불린다.

이때, 유화물질 이동관(57)은 소수성 재료로 제작 또는 관의 내벽 코팅이 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 유화 물질은 외부가 소수성 유체로 이루어지고 그 내부에 친수성 유체가 분산되는 구성을 가지므로, 유화물질 이동관(57)이 소수성 재료로 제조되면, 유화 물질 중 소수성 유체 부분이 유화물질 이동관(57)의 벽체로 끌어당겨지게 된다. 따라서, 위와 같은 W/O 유화입자가 그 형상 및 구조를 유지한 채로 유화물질 이동관(57)을 따라 원활하게 이동될 수 있는 것이다. 여기서, 유화물질 이동관(57)이 소수성을 가질 때 물과의 접촉각(WCA)은 70도 내지 120도로 설정될 수 있다. 이 경우 W/O 유화 입자가 보다 원활하게 흐를 수 있다.

이와 같은 과정에 따라 제1 채널(50)의 제1 유화 물질 통로(59)를 통과한 W/O 유화입자는 제1 채널(50)의 상부에 적층되는 제2 채널(80)로 이동된다. 구체적으로, W/O 유화입자는 제1 채널(50)의 제1 유화 물질 통로(59)와 연통된 제2 채널(80)의 제2 유화 물질 통로(81)를 따라 제2 채널(80)로 이동된다.

제2 채널(80) 내로 유입된 W/O 유화입자는 유화 물질 배관(81a)을 따라 추가 합지부(84)로 이동된다. 그리고, 점증제 주입관(46)을 통해 점증제 용기(45)로부터 제2 채널(80)에 형성된 점증제 주입구(82)로 이동된 점증제는, 제2 채널(80)의 점증제 이동관(83)을 따라 추가 합지부(84)로 이동하게 된다. 따라서, 추가 합지부(84)에서 W/O 유화입자와 점증제가 서로 접촉하게 된다.

그 다음, 점증제와 접촉된 W/O 유화입자는 교반 채널(86)로 이동하여 점증제와 W/O 유화입자의 교반이 이루어지게 되고, 점증제와의 교반이 완료된 W/O 유화입자는 교반 물질 배출구(88)로 이동하게 된다.

그리고, 교반 물질 배출구(88)를 따라 이동된 점증제가 교반된 W/O 유화입자는 튜브(60)를 통과하여 펌프(70)의 주입구를 통해 사용자에게 취출될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 유화 물질이 형성된 이후에 유화 물질에 점증제를 첨가함으로써 유화입자 형성 전 혹은 동시에 점증에 의해 유화입자 형성을 방해하지 않고, 유화 물질을 점증할 수 있으며, 이로 인해 화장품의 사용감 및 안정도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자의 펌프 조작에 의해 유화 물질(에멀션)이 제작됨과 동시에, 만들어진 유화 물질의 외부 토출이 이루어지게 되므로, 사용자가 필요로 하는 시점에 유화 물질의 제작 및 공급이 가능하다는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되고, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 하우징 20: 유체 수용부
21: 외상 용기 22: 내상 용기
45: 점증제 용기 50: 제1 채널
80: 제2 채널 86: 교반 채널
86a: 제1 교반 유동부 100: 유체 채널

Claims (13)

1. 외형을 형성하는 하우징;
   사용자에 의해 조작 가능한 펌프;
   상기 하우징의 내부에 설치되고, 유화 물질의 외상을 이루는 외상 유체를 수용하는 외상 용기 및 상기 유화 물질의 내상을 이루는 내상 유체를 수용하는 내상 용기로 구성되는 유체 수용부;
   상기 하우징의 내부에 설치되고, 점증제를 저장하는 점증제 용기;
   상기 하우징에 제공되고, 상기 외상 유체와 내상 유체가 서로 합쳐짐으로써 상기 유화 물질을 형성하게 하는 제1 채널;
   상기 하우징에 제공되고, 상기 제1 채널에 연결되고, 상기 유화 물질의 이동 통로가 형성되도록 상기 제1 채널과 연통 가능한 공간이 마련되며, 상기 유화 물질과 상기 점증제를 혼합시키는 교반 유동부를 포함하는 제2 채널; 및
   상기 제2 채널을 통과한 상기 점증제가 투입된 유화 물질을 배출하는 토출부를 포함하고,
   사용자에 의한 상기 펌프의 작동에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 외상 용기와 상기 내상 용기로부터 상기 외상 유체와 상기 내상 유체가 상기 제1 채널에 유입되어 순간 유화되고,
   상기 압력에 의해 상기 제1 채널에서 생성된 상기 유화 물질과 상기 점증제 용기의 상기 점증제가 상기 제2 채널로 유입되어 혼합된 후 상기 토출부로 제공되고,
   상기 제1 채널은 평면에 단일한 층으로 형성되는 통로 형태로 형성되고,
   상기 제2 채널은 평면에 단일한 층으로 형성되는 통로 형태로 형성되는
   점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 채널은, 외상 유체와 내상 유체가 서로 만나서 상기 유화 물질을 형성하는 유화 작용부 및 상기 유화 작용부의 하류에 설치되어 상기 유화 물질의 이동 경로를 제공하는 유화물질 이동관을 포함하고,
   상기 제2 채널에는, 상기 유화물질 이동관의 단부에 형성되는 제1 유화물질 통로와 상하 방향으로 연통되는 제2 유화물질 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 점증제 용기 내에 수용된 점증제가 상기 제2 채널로 토출되게 하는 통로인 점증제 주입관을 더 포함하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제2 채널에는 상기 점증제 주입관으로부터 전달된 점증제의 이동 경로인 점증제 이동관이 설치되고,
   상기 점증제 이동관의 하류에는 상기 제2 유화물질 통로를 통해 상기 제2 채널에 전달된 유화물질이 상기 점증제 이동관을 따라 이동하는 점증제와 접촉하게 하는 추가 합지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 추가 합지부의 하류에는 상기 점증제와 상기 유화 물질이 서로 섞일 수 있게 하는 경로로서 제공되는 복수 개의 상기 교반 유동부를 구비하는 교반 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 교반 유동부는,
   상기 점증제와 유화 물질이 일 방향으로 회전하도록 안내하는 제1 회전 경로;
   상기 점증제와 유화 물질이 다른 방향으로 회전하도록 안내하는 제2 회전 경로; 및
   상기 제1 회전 경로와 상기 제2 회전 경로 사이에 배치되어 상기 점증제와 유화 물질의 회전 방향을 변경하는 방향 전환 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
7. 제5 항에 있어서,
   상기 교반 유동부를 통과하여 형성된 점증제가 교반된 유화 물질은, 상기 제2 채널에 형성된 교반 물질 배출구를 통해 튜브를 거쳐서 상기 토출부로 제공되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
8. 제2 항에 있어서,
   상기 유화 작용부는 외상 유체와 내상 유체가 서로 만나는 합지부보다 작은 폭을 갖는 오리피스인 화장품 조성물 제조 장치.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 유화 작용부는,
   상기 외상 유체와 상기 내상 유체를 같은 방향으로 이동시키면서 유화시키거나,
   상기 외상 유체와 상기 내상 유체를 교차할 수 있도록 이동시키면서 유화시키거나,
   상기 합지부로의 상기 외상 유체의 진입구와 상기 내상 유체의 진입구의 종횡비를 조절하여 유화시키거나,
   상기 내상 유체, 또는 상기 내상 유체와 상기 외상 유체의 혼합 유체를 멤브레인 구멍으로 통과시켜 유화 입자를 형성하거나,
   전기장, 자기장, 원심력, 레이저, 진동 중 어느 하나 또는 그 이상을 발생시킬 수 있는 동력원을 이용하여 유화 입자를 형성하거나,
   유체의 점도와, 계면장력, 젖음성을 변화시켜 유화입자를 형성하는 화장품 조성물 제조 장치.
   
10. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 상측 또는 하측에 적층되는 화장품 조성물 제조 장치.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 외상 유체와 내상 유체가 서로 합쳐지기 전에, 상기 외상 유체에는 중화제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 점증제가 첨가된 유화 물질을 함유하는 화장품 조성물 제조 장치.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 외상 용기와 상기 내상 용기는 상기 하우징의 내부에 차단막에 의해 분리되도록 설치되는 화장품 조성물 제조 장치.
    
13. 제1 항에 있어서,
    상기 펌프는 버튼 스프링 펌프, 시린지 펌프, 튜브 펌프, 기어 펌프, 다공성 펌프, 나사 펌프, 모세관 현상에 의해 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프, 전기 또는 진동 또는 음파 또는 압전물질을 제어하여 유체를 흡수하거나 토출하는 펌프 중 하나인 화장품 조성물 제조 장치.

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