CZ20002498A3 - Lisovací zařízení - Google Patents

Description

Předkládaný vynález se týká zařízení, způsobu a stroje pro lisování plastického materiálu s použitím raznice za vytvoření tvarovaného výrobku. Vynález se týká zvláště způsobu lisování detergentní kostky.

Pod pojmem „detergentní kostka“ se míní tableta, výrobek válcového tvaru nebo kostka, ve kterých je obsah povrchově aktivní látky jako je například mýdlo, syntetická detergentně účinná látka nebo jejich směs, alespoň 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost kostky.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě detergentních kostek se typicky extruduje předem 15 vytvořená směs obsahující všechny složky kostky z trysky za vytvoření kontinuální „tyče“, která se krájí na menší kousky určené délky, které se běžně označují jako „polotovary kostek“ (billets). Tyto „polotovary kostek“ se potom vedou do lisovacího zařízení, nebo se opatřují reliéfem na jednom nebo více jejich povrchů, například raznicí

2o stejných rozměrů jako je povrch kostky. Potom se provede úder na povrch kostky, například razníkem nebo razidlem ve tvaru válce.

Razící lisy mají raznice upravené jako dvě poloviny, kde každá z obou polovin má povrch, který je v průběhu ražení ve styku s kostkou. Tyto povrchy jsou upraveny tak, aby se uzavřely do předem nastaveného odstupu, čímž se stlačí polotovar mezí oběma polovinami raznice a kostka získá konečný tvar a vzhled, a potom se obě poloviny raznice oddělí. Nadbytek směsi se vytlačí při uzavírání z prostoru mezi oběma polovinami raznice. Obvykle se označuje jako „přetok“ nebo

„otřep“ (flash). Tento otřep se potom z mýdlové kostky oddělí tak, že kostka postupuje otvory v desce pro odstraňování otřepů.

Mezi běžné razící lisy patří „čípkové lisy“ (pin die), ve kterých dojde při kroku lisování ke styku páru proti sobě položených polovin, a stroje uzavřeného typu (box die), ve kterých se části proti sobě položených dílů pohybují uvnitř otvoru ve formovacím rámu, ale při lisování se nedotknou, a okraje kostky jsou omezeny formovacím rámem.

Části raznice jsou často obě opatřeny raznicovou nebo vytlačovací vložkou. Tyto části se za normálních podmínek udržují v uzavřeném stavu v polovině raznice pomocí pružin, ale mohou být vysunuty do otevřeného stavu stlačeným vzduchem nebo mechanicky, aby napomáhaly uvolnění kostky z raznice. Při uzavírání obou částí raznice je možno aplikovat vakuum, aby se odstranil vzduch uzavřený v dutině raznice mezi detergentní kostkou a povrchem raznice a v případě rotačních raznic napomáhá toto vakuum udržení kostek na místě při rotaci.

Ražení detergentních kostek pomocí raznic se provádí proto, aby získaly kostky reprodukovatelný tvar, hladký povrch a/nebo aby bylo možno vylisovat motiv jako je logo, obchodní známka apod., na alespoň část povrchu kostky.

V důsledku přilnavosti k raznici, tj. zbytkovému detergentu ulpělému na částech raznice v průběhu trvalého použití raznic, dochází často k vytváření kostek s viditelnými nedostatky na povrchu, nebo se kostky nemohou od povrchu raznice uvolnit. Neúplné uvolňování detergentních kostek je problém zvláště u „lepivějších“ směsí, které se vyrábí z jemnějších povrchově aktivních látek.

Byla navrhována četná řešení těchto problémů. Jedno takové řešení zahrnuje chlazení částí raznice v průběhu operace ražení. Další řešení zahrnovala použití elastomerů.

Watanabe, US patent No. 5,332,190 popisuje elastickou lisovací raznici složenou z vrstvy elastomerního laminátu, jehož nejvnitřnější vrstva neobsahuje plniva.

V US patentu No. 5,269,997 se navrhuje opatřit každou z obou 5 částí formy na mýdlo elastomerní přepážkou napnutou přes jejich povrchy. Takový systém by však byl složitý pro používání při rychlosti nezbytné pro komerční výrobu, tenký povlak by byl náchylný k trhání a očekává se, že by také byla špatná reprodukce loga.

WO 96/00278 popisuje zařízení pro ražení detergentní kostky io obsahující raznici, kde tato raznice má alespoň jeden povrch pro ražení kostky, který je opatřený elastomerním povlakem, jehož celková tloušťka je menší než 200 pm. Ve výhodném provedení je elastomerní povlak jediný elastomerní materiál na povrchu pro ražení kostky.

Další řešení se navrhuje v EP 276971 a US patentech No. 15 4,793,959 a 4,822,273, přičemž toto řešení zahrnuje použití dvou částí raznice, kde každá má neelastomerní a elastomerní část. Elastomerní část, která v průběhu ražení přichází do styku s mýdlovou kostkou, obsahuje elastomerní povlak o tloušťce alespoň 200 pm, který má modul pružnosti v určitém specifikovaném rozmezí.

Adams a další, US patent No. 4,822,273, se zaměřuje na raznici pro ražení detergentních kostek, přičemž tato raznice je opatřena na čelním povrchu vrstvou elastomeru. Příklad 7 potom uvádí povrchové chlazení kovových raznic.

Adams a další, US patent No. 4,793,959 se týká detergentních kostek ražených raznici s vrstvou elastomeru na čelní ploše. Chlazené raznice se uvádějí v příkladu 7.

Adams a další, US patent No. 5,236,654, se zaměřuje na ražení detergentních kostek pomocí částí raznice s povrchy chlazenými kapalinou. Uvádí se chlazení raznic chladivém o teplotě přibližně

-20 °C. Podle tohoto pramenu se u systémů vybraných pracovníky

4 · · · · • · 4 4 · • 4 4 4 4 4

4 4 4 4 • 4 4 4 · 9 4 podniku dosahuje průměrných povrchových teplot přibližně 15 °C s širokou distribucí teplot napříč povrchem raznice.

Kataoka, US patent No. 4,629,650, se týká způsobu výroby lisované termoplastické pryskyřice, při kterém se v průběhu lisování vloží jako vrstva povlaku mezi povrch raznice a lisovanou termoplastickou pryskyřici termoplastická pryskyřice, která je odlišná od lisované pryskyřice.

Uemura a další, US patent No. 5,035,849, se zabývá způsobem výroby lisovaných předmětů. Povrch formy se chladí uvolňovacím io prostředkem používaným pro lisování prášků.

Leslie, US patent No. 5,269,997, se týká způsobu a zařízení formování polotovarů plastického materiálu jako jsou polotovary mýdla. Přes každou z obou polovin razidla se umístí mezi raznici a polotovar elastomerní přepážka, která má zabránit nalepení is plastického materiálu na poloviny raznice po lisování.

Mao, US patent No. 3,761,047, se zaměřuje na film s tepelněizolačními částicemi jako je talek. V příkladu 1 je v roztoku polytetrafluorethylenové pryskyřice dispergováno 30 % objemových talku s průměrnou velikostí částic přibližně 60 pm.

Bates a další, US patent No. 5,378,733, se zabývá polymerním kompozitem zeslabujícím zvuk, který obsahuje polyurethan s plnivem s obsahem práškové nerezové oceli.

I v případech, kdy se používají elastomerní povlaky nebo chlazené raznice, vznikají problémy v případě použití velmi jemné povrchově aktivní látky jako detergentu nebo při použití měkké a lepivé směsi pro detergentní kostku.

Podstata vynálezu

Bylo zjištěno, že problémy související s ražením detergentních kostek s obsahem velmi jemných povrchových látek a/nebo zvláště lepivých a měkkých směsí, mohou být zmírněny použitím raznice pokryté elastomerem, kde elastomer obsahuje vodivé pojivo jako je vodivý ocelový prášek. Přidáním vodivého ocelového prášku do elastomeru a úpravou složení elastomeru je možno získat teplotě vodivé polymery. Jako důsledek dojde ke snížení obvyklého izolačního účinku povlaku a může se tak umožnit chlazení raznic. Použití elastomeru s obsahem teplotně vodivých aditiv na mýdlové kostky poskytuje schopnost snadného uvolňování jako u běžného izolujícího elastomeru s povrchovou kvalitou chlazeného povrchu.

Podle předkládaného vynálezu se tedy poskytuje zařízení pro ražení substrátu, zvláště plastického substrátu, kde toto zařízení zahrnuje raznici, přičemž tato raznice obsahuje alespoň jeden povrch pro ražení substrátu s elastomerním povlakem, který se vyznačuje tím, že tento povlak obsahuje vodivé plnivo.

Podrobný popis vynálezu

Použití tenkých elastomerních povlaků při ražení mýdlových kostek se popisuje v dokumentech EP 276971 a US patentech No. 4,793,959 a 4,822,273, jejichž obsah se tímto zařazuje odkazem. US patent No. 5,378,733 popisuje plněné elastomerní materiály vhodné pro předkládaný vynález. Obsah tohoto patentu se rovněž zařazuje odkazem.

Termínem „dekorace povrchu“ se dále míní stejnoměrný tvar, hladký povrch, design jako je logo, obchodní známka apod.

Termín „elastomerní“ podle předkládaného vynálezu znamená materiál definovaný normou ISO (International Standard Organization)

1382 jako „elastomer“ nebo „kaučuk“. V definici „elastomerních“

· materiálů podle předkládaného vynálezu jsou také zahrnuty termoplastické elastomery a kopolymery a směsi elastomerů, termoplastických elastomerů a kaučuků.

Elastomery se definují jako polymery s dlouhými pružnými 5 řetězci nezávislé na surovině a převedené vulkanizačními nebo zesíťujícími činidly, která zavádějí zesítění a vytvářejí strukturu provázané sítě. Struktura sítě zachovává možnost pohybu molekul makromolekulárního řetězce a výsledkem je, že se rychle vrací přibližně do svého původního rozměru a tvaru po deformaci io působením síly a uvolnění této síly.

Zvýšením teploty přechází elastomer po změknutí přes kaučukovou fázi a zachovává si svou elasticitu a modul pružnosti až do dosažení teploty rozsahu.

Termoplastické elastomery obsahují amorfní a krystalické fáze. 15 Amorfní fáze má rozmezí měknutí nižší než je teplota místnosti a působí tak jako elastická pružina, zatímco krystalické segmenty, které mají rozmezí teplot měknutí vyšší než je teplota místnosti, působí jako zesíťující místa.

S výhodou se elastomerní materiál podle předkládaného 20 vynálezu volí ze skupin materiálů popisovaných v American Society for

Testing and Materials D1418, Xteré zahrnují:

1. Elastomery s nenasyceným uhlovodíkovým řetězcem (třída R) zahrnující přírodní kaučuky, například kaučuk typu Standard Malaysian Rubber; butadienový, například typ „BUNA“ firmy

Bunaweke Huls; a butadienakrylonitrilový kopolymer, například „Parbunan“ firmy Bayer.

2. Elastomery s nasyceným uhlovodíkovým řetězcem (třída M) včetně ethylen-propylenových typů, například „Nordel“ firmy DuPont a typy obsahující fluor, například materiál „Viton“ firmy

DuPont.

- 7 3. Substituované silikonové elastomery (třída Q) včetně kapalných silikonových kaučuků, například Silastic 9050/50 P (A+B) firmy Dow Corning.

4. Elastomery s obsahem uhlíku, dusíku a kyslíku v polymerním řetězci (třída U) včetně polyurethanů (například polyurethany firmy Belzona).

„Elastomerní“ materiál, jak se zde popisuje, může být před nanesením na povrch raznice ve formě povlaku vystaven předběžným io úpravám, jako je například vytvoření roztoku komerčně dostupného elastomeru. Elastomery, kaučuky a kopolymery a jejich směsi se obecně vytvrzují nebo zesíťují in sítu na povrchu raznice. Například složky obsahující základní elastomerní materiál, zesíťující činidla a další materiály jako urychlovače mohou být před použitím jako povlak smíchány. Po nanesení na raznici se povlaky vytvrdí in sítu. Vytvrzení je možno dosáhnout použitím tepla nebo jiných urychlujících vlivů, například tlaku; záření nebo UV světla.

Elastomerní materiál může být nanášen ve formě kapaliny nebo ve formě polotuhého materiálu. Například při aplikaci ve formě kapaliny se dvě části raznice udržují v určité vzdálenosti od sebe, aby mohl elastomer vyplnit prostor mezi těmito dvěma částmi. S výhodou se raznice plní elastomerem za tlaku.

V některých případech mohou být materiály rozpuštěny vhodným rozpouštědlem, mohou být naneseny na raznici a rozpouštědlo může být potom odstraněno.

V případě termoplastických materiálů mohou být tyto materiály zahřátý až k roztavení zahřátím raznice, ochlazeny a znovu ztuženy.

Materiály vhodné jako elastomerní^ povlaky v rámci předkládaného vynálezu budou mít s výhodou modul pružnosti v rozmezí 0,1 až 50 MPa, nejvýhodněji 1 až 35 MPa.

«

Modul pružnosti elastomerního povlaku může být měřen zaznamenáváním síly nutné pro protlačení povlaku jako funkce hloubky vniku. Jako vnikové tělísko se používá kulový hrot a určí se směrnice s síly jako funkce hloubky vtisku umocněná na 3/2. Hloubka vniku je pohyb vnikového tělíska do povlaku poté, co poprvé přijde do styku s povrchem povlaku. Je obecně nezbytné provést opravu měřené hloubky vniku na poddajnost měřicího zařízení. Skutečná hloubka vniku d je ve vztahu s měřenou zdánlivou hodnotou ď určeném následující rovnicí:

d = ď - (F.C) kde F je protlačovací síla. Poddajnost C je určena stlačováním vnikového tělíska proti pevnému povrchu a zaznamenáváním zdánlivého posunu jako funkce použité síly, který má směrnici rovnou C. Modul pružnosti E se vypočte podle následující rovnice:

E = 3/4 s 1/(R)^1/2 (1 - b²) kde s = F/d^3/2, R je poloměr kulovitého hrotu vnikového tělíska a b je Poissonův poměr povlaku, který je roven pro elastomery přibližně 0,5.

Za určitých podmínek, které se budou popisovat dále, může poskytovat výše popsaná vtlačovací metoda falešně vysoké hodnoty modulu pružnosti v důsledku vlivu pevného materiálu, na který se povlak nanáší. Pro bezpečné odstranění tohoto problému je nezbytné zajistit, aby stykový poloměr vnikového tělíska s povlakem nepřekročil přibližně 1/10 tloušťky povlaku. Stykový poloměr a je s hloubkou vniku ve vztahu daném následující rovnicí:

1/2 a = (dR)

Pro povlaky o tloušťce menší než 200 pm se doporučuje použití mikrozařízení (nanoindentor), které je schopno měřit vnikové síly při malých hloubkách vniku s použitím vnikových tělísek s velmi malým poloměrem hrotu. Příkladem takového zařízení je „Nanolndenter II“ (firma Nano-instruments). Alternativně je možno vytvořit silné (více než 200 pm) testovací povlaky, takže je možno použít pohodlnějšího měřicího vybavení jako je Instron tester (například model 5566).

V jednom provedení má povlak tloušťku v rozmezí mezi 1 pm io a 10 mm, s výhodou mezi 200 a 2000 pm. Alternativně může mít povlak tloušťku méně než 200 pm.

Raznice je s výhodou tvořena pevným materiálem zvoleným z kovů a jejich slitin, například mosazi a jiných slitin mědi, hliníku a ocelí včetně uhlíkové oceli a . nerezové oceli; a jinými neelastomerními materiály jako jsou termoplastové a termosetové pryskyřice, například polyester, epoxidové pryskyřice, furanové pryskyřice; tvrdé lité polyurathany; keramické materiály; kompozitní materiály a lamináty.

Podle předkládaného vynálezu obsahuje elastomerní povlak vodivé plnivo jako je prášková nerezová ocel. Navíc mohou být použity směsi obsahující práškovou nerezovou ocel nebo jiná vodivá plniva. Mezi další použitelná plniva patří měď, titan, zlato, stříbro a platina. Vodivým plnivem je s výhodou kov.

Přidaná plniva, například nerezová ocel, zvyšují objemovou tvrdost povlaku od přibližně 45 Shore A do 70 Shore A. Ačkoliv tato tvrdost by jinak snižovala uvolňovací vlastnosti, každá částice je obklopena elastomerem a mýdlo tedy stále přichází do styku s materiálem s nízkou tvrdostí. Tloušťka povlaku 1 až 20 pm poskytne za vhodných podmínek dobré uvolňování. Ačkoliv tedy může být tvrdost větší než 55 Shore A, dokonce vyšší než 65 Shore A, uvolňování je stále dobré.

« ·

- 10 Vodivá plniva se do elastomeru přidávají v množství od 0,5 do 85 % hmotnostních, zvláště 5 až 75 % hmotnostních.

Plnivo podle vynálezu je s výhodou ve formě částic.

Pod pojmem „vodivý“ se zde míní, že plniva jsou tepelně vodivá.

Hlavní výhody chlazení elastomeru jsou:

1. Zvýšení povrchové jakosti kostky - tvrdší materiál umožňuje dobrou definici loga.

2. Zvýšení celkové jakosti kostky, protože povrch mýdla i jeho objem je chladnější a tím i tvrdší a méně náchylný na poškození io v ostatních částech balicí linky.

3. Snížená adheze v důsledku kombinovaného účinku dvou technologií, elastomeru a chlazeného povrchu raznice.

Další prospěšná vlastnost spočívá v tom, že plniva snižují stlačitelnost a tím snižují variace, ke kterým může dojít s použitím běžných elastomerů při změně tvrdosti mýdla.

Pro získání zlepšených vlastností v souvislosti se zvýšenou vodivostí bylo použito ocelové plnivo. Přirozeně je možno použít jakéhokoli vodivého prášku, jako je například měď a hliník. Nekovová plniva by také přinesla určitý prospěch, i když by došlo ke snížení účinnosti chlazení. Použitím oceli byla získána teplota o 3 až 5 °C nižší než teplota získaná bez použití plniva.

Obecně je výhodné, aby v povlacích podle předkládaného vynálezu bylo použito od přibližně 1 % hmotnostního do přibližně 80 % hmotnostních vodivého plniva, zvláště od 1 % hmotnostního do 20 % hmotnostních. Vodivé plnivo může mít jakýkoli tvar, pokud je stejnoměrně rozděleno v elastomeru před vytvrzením. Plniva mohou být například ve formě prášků nebo vloček s velikostí od přibližně 30 do 430 mesh (590 a 34 pm), s výhodou 300 až 350 mesk (49 až

40 pm).

- 11 ·*· · ··»·♦· • · · · »·.· • · · ··· ·· · · * * ·

Vodivá plniva mohou být přidávána k jedné složce nebo ke směsi složek v elastomeru před vytvrzením. Jakmile jsou přítomny všechny složky, materiál se smíchá a potom vytvrdí. Elastomery mohou být připraveny podle popisu v Bates, US patent No. 5,378,733.

Navíc k míchání s dalšími složkami může být plnivo do elastomeru přidáváno adhezi na jeden nebo více povrchů elastomeru, například posypáváním plniva na povrch elastomeru po smíchání, ale před vytvrzením.

Zvláště výhodné je, jestliže jsou potažené raznice podle io předkládaného vynálezu spojené s chladičem. Snížení teploty raznic, které jsou s výhodou samy vodivé, se odrazí v nižší teplotě elastomeru v důsledku přítomnosti částic vodivého plniva. To vede k usnadnění oddělování materiálu detergentní kostky z raznic i v případě, kdy je materiál detergentní kostky vyroben z měkkého a/nebo lepivého a/nebo velmi jemného povrchově aktivního materiálu.

Chlazené raznice jsou v oboru dobře známy. Chlazení raznic je možno dosáhnout například průchodem chlazené tekutiny jako je kapalina, ve styku s raznici. Například Adams, US patent No. 5,236,654 popisuje způsob ražení mýdlových a/nebo detergentních kostek s použitím součástí, ve kterých cirkuluje kapalné chladivo trubkami o průměru v rozmezí 2 až 20 mm vytvořených v součástech raznic, který se vyznačuje tím, že kapalina cirkuluje za podmínek turbulentního toku. V předkládaném vynálezu může být využito uspořádání podle Adamse nebo jiné uspořádání chlazení raznic.

Raznice se s výhodou chladí tak, že elastomerní povlak dosáhne povrchové teploty v rozmezí -35 °C až 15 °C, zvláště -10 °C až +10 °C, nejvýhodněji od -5 °C do + 5 °C.

Do elastomerního materiálu mohou být pro modifikaci jeho mechanických a zpracovatelských vlastností přidány další látky, například další plniva. Účinky přidání plniva závisí na mechanické a chemické interakci mezi elastomerním materiálem a plnivem.

«· · · · ··· *·♦ · * * ·

- 12 Plniva mohou být použita pro modifikaci elastomerního materiálu, takže je možno dosáhnout požadovaných vlastností, například strukturální pevnosti. Mezi taková vhodná plniva patří saze; oxidy křemičité, křemičitany; a organická plniva jako je styren nebo fenolické pryskyřice. Mezi další případná aditiva patří modifikátory tření a antioxidanty.

Namáhání, kterému jsou při ražení elastomerní materiály vystaveny, může být sníženo použitím okraje nebo lemu, zvláště takového, který je sám podobně potažen elastomerem. S výhodou je okraj nebo lem upraven z kovu nebo jiného tvrdého nebo odolného materiálu. Použití kovového okraje vede ke sníženému odtrhávání elastomerů snížením namáhání, kterému je vystaven. Okraj přesahuje přes náběžný okraj elastomerů a tím chrání elastomer před namáháním způsobeným ražením. To značně zlepšuje životnost elastomerního povlaku a dovoluje využití výhod potahovaných raznic a snížení nevýhody, kterou je extrémně krátká životnost.

I když může být snadnější vytvořit okraj ze stejného materiálu jako je raznice, není to nezbytné.

Okraj nebo lem může být vytvořen z řady materiálů včetně plastické hmoty urethanu a kompozitních hmot. Okraj je upraven do tvaru „T“ nebo struktury ve tvaru deštníku, přičemž elastomer je chráněn pod horní částí deštníku.

Okraj je zvláště použitelný pro raznice používané pro výrobu detergentních kostek, které procházejí v podstatě rovnoběžně s podélnou osou kostky, tzv. „banded bars“. Elastomerní raznice pro kostky tohoto typu jsou vystaveny podle předpokladů ještě většímu namáhání než elastomerní raznice pro kostky, které nemají svislé boční stěny nebo u kterých tvoří svislá boční stěna pouze malou část výšky kostky.

Okraj nebo lem by měl přesahovat stěnu raznice tak, aby překryl tloušťku povlaku dutiny a s výhodou tloušťku povlaku mimo dutinu.

^τ · · · · · · ♦ ♦ · · ···· 0 ··*··· • 0 0 · · ···· «·· 00 000 000 ·· ··

- 13 Rozměry okraje pro optimální vlastnosti jsou proto určeny požadovanou tloušťkou povlaku.

Tloušťku a tvrdost elastomerního povlaku je možno měnit podle složení detergentní kostky, teploty zpracování a/nebo parametrů výrobního procesu jako je tvar dutiny v částech raznice, rychlost razícího zařízení a oddělovací vzdálenost obou polovin raznice, aby bylo možno dosáhnout požadovaného výsledku, například dobré uvolňování detergentní kostky z raznice. Pro složitější raznici s logem nebo komplikovanější tvary raznice se zlepšuje přijatelné uvolňování io z raznice použitím silnějších povlaků a nižších modulů. Podobně pro složení kostky, které má vlastnosti znesnadňující ražení je možno dosáhnout přijatelného uvolňování z raznice použitím silnějšího elastomerního povlaku a/nebo povlaku s nižším modulem pružnosti.

Zařízení podle předkládaného vynálezu může být použito pro ražení detergentní kostky s obsahem povrchově aktivní látky, která zahrnuje v podstatě mýdlo nebo syntetický detergent nebo směs mýdla a syntetického detergentu. Použití najde zvláště při ražení měkkých a/nebo přilnavých detergentů a/nebo jemných kostek s obsahem syntetických povrchově aktivních látek, průhledných a průsvitných mýdlových kostek se sníženým obsahem mastných látek, například v rozmezí 63 až 78 % hmotnostních z celkové hmotnosti kostky a kostek s obsahem látek s prospěšnými účinky na kůži jako jsou zvláčňující přísady, polyoly, oleje, mastné kyseliny a mastné alkoholy.

Podle dalšího provedení vynálezu se poskytuje způsob ražení detergentní kostky, který zahrnuje následující kroky:

i) na raznici se vytvoří elastomerní povlak obsahující vodivé plnivo;

ii) do raznice z kroku i) se přivede směs pro detergentní kostku;

iii) směs v raznici se formuje za vytvoření zformované kostky; a ·'· ·· · * 0 0 *0 0 ·«· · · .··· ··· ·· ··· ··· ·· ··

- 14 iv) kostka se s výhodou z raznice uvolní takovým způsobem, že se na kostku povrchová dekorace nanese snadno reprodukovatelným způsobem.

Elastomerní povlak je s výhodou na povrch raznice navázán mechanicky a/nebo chemicky pro zvýšení adheze mezi raznicí a povlakem.

Zvláště výhodné je, že okraj použitý pro zmenšení namáhání elastomerního povlaku je sám také částečně potažen elastomerním io povlakem. S výhodou je povlak na okraji tenčí než povlak přítomný na formovacím povrchu raznice. Může být například v tloušťce od 1 do

200 pm, zvláště od 10 do 50 pm.

Obr. 1 ukazuje poloviny raznice 10 složené z jednotlivých raznic 12; Každá polovina raznice je opatřena na povrchu 14 formujícím kostky elastomerním povlakem 16 plněným vodivým plnivem (obr. 4). Elastomerní povlak je také upraven na neformujícím povrchu 18 polovin raznice. Jedna polovina raznice je opatřena logem 20 na povrchu formujícím kostku (v některých případech mohou logo obsahovat obě poloviny). To je také opatřeno elastomerním povlakem.

Raznice 12 zahrnuje kovový okraj 30. který vystupuje dovnitř z horního okraje dutiny 32 pro detergentní kostku. Jak je vidět na obr. 4, okraj 30 kryje horní okraj obecně vertikálně směřující části povlaku 16. S výhodou je povrch 34 okraje 30. který je obrácen do dutiny 32, alespoň v jedné rovině s povrchem 36 elastomeru 16, který obdobně směřuje do dutiny 32. Ještě výhodnější je uspořádání, ve kterém okraj 34 kovového okraje 30 vybíhá mírně přes povrch 36 povlaku 16. Pro snížení teploty raznice 12 může být použit chladič (není ukázán) využívající cirkulace chladicí kapaliny ve styku s raznicí.

Použitím okraje nebo lemu podle vynálezu je raznice vytvořena tak, že měkký elastomer v blízkosti odkrajovacího okraje není

»♦ poškozen, když se raznice zařízne do mýdla. Toho je dosaženo ochranou měkkého elastomeru v blízkosti okraje raznice odolným a pevnějším materiálem. Ochrana působí jako „deštník“ kolem okraje raznice mírně překrývající měkký elastomer, s výhodou od přibližně

0,0254 mm až 0,381 mm. Ten chrání měkký materiál před nadměrnými střižnými a tlakovými silami, které by urychlovaly poškození měkkého materiálu a způsobily nefunkčnost raznice.

I když byl okraj snižující namáhání okraje raznice popsán jako vyrobený z kovu, volba materiálu bude obecně záviset na materiálu io použitém pro výrobu raznice. Typicky bude okraj ze stejného materiálu jako raznice. Okraj však typicky bude poměrně odolný pro dosažení potřebné ochrany elastomeru.

Vynález je možno používat s běžným razícím zařízením, jako je Binacchi USN 100.

Okraj je s výhodou podříznutý pro získání lepšího mechanického zaklínění.

Pro lepší porozumění výše uvedeného a dalších vlastností a výhod vynálezu se odkazuje na následující podrobný popis výhodných provedení a přiložené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je perspektivní pohled na raznice podle předkládaného vynálezu.

Obr. 2 je průřez raznici z bočního pohledu před nanesením 25 elastomerního povlaku.

Obr. 3 je průřez raznici z Čelního pohledu před aplikací elastomerního povlaku.

Obr. 4 je průřez raznici podle obr. 3, kde tato raznice je již potažena elastomerním povlakem.

• o ·· » · 9 « > 9 9 « k »9 « » 9 9 «

Příklady provedení vynálezu

Poloviny raznic jsou vyrobené z uhlíkaté oceli a elektrojiskrově erodovány na určité rozmezí hodnot povrchové drsnosti (Ra), odmaštěny acetonem, ošetřeny primerem a potom potaženy různými elastomerními materiály.

V příkladech je také použita řada částí raznic vyrobených z mosazi. Ty jsou také odmaštěny acetonem, ošetřeny primerem a potom potaženy.

io Elastomerní povlaky jsou vytvořeny z polyurethanu. Polyurethan se připraví z následujících složek:

a) Andur 80-5AP (kapalný isokyanátovými skupinami zakončený prepolymer na bázi polyetheru.

Dodavatel: Anderson Development Co.

1415 E Michigan Street Adrian,

Ml 49221-3499;

který je vytvrzen po přidání 35 % hmotnostních (vztaženo na celkový elastomer) práškové nerezové oceli 304L s velikostí částic 325 mesh (44 pm) s použitím materiálu

b) Voronal 234-630 curative - Triol

Dodavatel: Dow Chemical Co.,

2040 Dow Center

Midland, Ml 48674.

titi • titi • ti titi* tititi ti ti • ti ti· • ti ti titi ti • ti ti ti ti · * ·♦ titi

Směsi pro kostky použité v příkladech jsou následující:
Formulace A Bezvodé lojové mýdlo Bezvodé kokosové mýdlo Kokosová mastná kyselina Voda a vedlejší složky	% hmotnostních 52,3 29,9 5,2 do 100
Formulace B	% hmotnostních
Sodná sůl kokosového isethionátu	27,00
Kokamidopropylbetain	5,00
Polyethylenglykol	33,12
Mastná kyselina	11,00
Stearan sodný	5,00
Voda + vedlejší látky	do 100
Formulace C	% hmotnostních
Sodná sůl kokosového isethionátu	49,78
Mýdlo 82/18	8,31
Stearan sodný	2,98
Alkylbenzensulfonát	2,02
Kyselina stearová	20,15
Kokosová mastná kyselina	3,08
Isethionát sodný	4,68
Voda + vedlejší látky	do 100
Raznice obsahuje kovové okraje	34 jak je ukázáno na obr. 4
Raznice se chladí použitím kapalného	chladivá při teplotě -20 °C
které obíhá trubkami o průměru 2 až 20 i	mm.

• 4

44 ·· 4 · 4 4 • 4 · · ·

4 4 4 4 · • >44«

444 44 44

Je třeba rozumět, že konkrétní popisované formy vynálezu mají být pouze reprezentativní, protože je možno provádět některé změny, aniž by došlo k odchýlení od rozsahu vynálezu. Elastomerní povlak jak je definován předkládaným vynálezem tedy může zahrnovat jak 5 částečný, tak i úplný povlak raznice. Úplný rozsah vynálezu je dán následujícími nároky.

Zastupuje:

Claims (15)

1. Zařízení pro ražení substrátu zahrnující raznici, která obsahuje

5 alespoň jeden povrch formující substrát opatřený elastomerním povlakem, vyznačující se tím, že tento povlak obsahuje kovové vodivé plnivo.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, io ž e substrátem je detergentní kostka.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že raznice zahrnuje tuhý materiál zvolený z kovů a jejich slitin; termosetových a termoplastových pryskyřic; tvrdých

15 litých polyurethanů; keramiky; kompozitních materiálů a laminátů.

4. Zařízení podle některého z nároků 1až3, vyznačující se tím, že elastomerní povlak zahrnuje elastomer nebo

20 kaučuk nebo kopolymer a jejich směsi.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, ž e elastomer zahrnuje termoplastický elastomer.

25

6. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že elastomerní povlak má tloušťku v rozmezí od 25 pm do 10 mm.

- 20'-

7. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro chlazení raznice.

5

8. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že elastomerní povlak má modul pružnosti v rozmezí od 0,1 do 50 MPa.

9. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, io vyznačující setím, že raznice obsahuje okraj pro oddálení odtržení elastomerního povlaku z povrchu raznice.

10. Zařízení podle některého z vyznačující se tím, prášek nerezové oceli.

předcházejících nároků, ž e vodivým plnivem je

Zařízení podle některého z vyznačující se tím, povlak zahrnuje polyurethan.

předcházejících nároků, ž e uvedený elastomerní

12. Zařízení v podstatě tak jak bylo popsáno výše s ohledem na přiložené výkresy.

25

13. Použití zařízení podle některého z předcházejících nároků při ražení detergentních kostek.

AF’“- - 21

14. Způsob ražení detergentní kostky, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

i) na alespoň jednom povrchu raznice formujícím kostku se vytvoří elastomerní povlak obsahující kovové vodivé

5 plnivo;

ii) do raznice z kroku i) se přivede směs pro detergentní kostku;

iii) směs v raznici se formuje za vytvoření zformované kostky; a iv) kostka se z raznice uvolní.

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že se na povrchu raznice formující kostku vytvoří logo, takže může být detergentní kostka opatřena povrchovou dekorací.

15 ,

16. Způsob podle nároku 14 nebo 15, vyznačující se tím, že se raznice vzhledem k teplotě okolí chladí nebo mrazí.