CZ9904044A3

CZ9904044A3 - Způsob výroby mycího prostředku

Info

Publication number: CZ9904044A3
Application number: CZ19994044A
Authority: CZ
Inventors: Peter Stewart Allan; John Martin Cordell; Graem Neil Irving; Suresh Murigeppa Nadakatti; Vijay Mukund Naik; Christine Ann Overton; Frederick Edmund Stocker; Karnik Tarverdi
Original assignee: Unilever N. V.
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 2001-01-17
Also published as: KR20010012621A; RU2220192C2; ID22987A; PL336976A1; PL336795A1; ES2186169T3; WO1998053038A1; ES2217556T3; PL189056B1; US6224812B1; DE69809226T2; CA2289762A1; DE69823027T2; WO1998053039A1; BR9808811A; US20010016566A1; AU742860B2; IN189614B; US20010011067A1; CA2289944C

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby mycího nebo pracího prostředku. Může jít o prostředek pro osobní hygienu nebo pro 5 praní tkanin.

Dosavadní stav techniky

Jednou z výhodných metod pro výrobu mycích nebo pracích prostředků ve formě kostek je odlévání. Při tomto odlévání se přivádí směs, z níž má být prostředek vyroben v za10 hřátém a odlévatelném stavu do horní části uzavřené dutiny požadovaného tvaru ve formě a teplota směsi se snižuje až do částečného nebo úplného ztuhnutí směsi tak, aby bylo možno vzniklou kostku vyjmout. Forma je obvykle dvoudílná, takže kostky je možno vyjmout po otevření formy.

Aby bylo možno kostky odlít, musí být směs pro jejich výrobu snadno odlévatelná při použité vyšší teplotě. Jakmile je směs ve formě, chladne obvykle pomalu a nerovnoměrně. To může vést k nežádoucí strukturní orientaci nebo k oddělení složek směsi.

²⁰

Směsi pro výrobu mycích prostředků mohou být zpracovány na kostky i v tom případě, že nejsou dostatečně kapalné pro běžné odlévání. V tomto případě je možno použít tlaku pro uložení směsi do formy například v průběhu odlévání vstřikováním. I v tomto případě bude zapotřebí směs chladit a nechat ji ztuhnout ve formě.

Hlavním problémem těchto postupů je skutečnost, že dochází ke srážení směsi ve formě v průběhu jejího chladnutí a tuhnutí. Tento jev je nežádoucí, protože dutina formy má udělit kostce určitý tvar a často také označení. Při srážení může dojít ke vzniku dutin nebo zvrásněných míst nebo ke

vzniku vyhloubení v místě plnění formy. K jaké nepravidelnosti skutečně dojde závisí na různých faktorech, například na povaze směsi, na použitém způsobu chlazení, na typu formy a na jejím povrchu.

Další problém je spojen s přiváděním polotuhé směsi pro výrobu mycích kostek do formy. Jde o útvary, podobné svárům. I když není zapotřebí se vázat na teoretické vysvětlení, při přívodu materiálu do dutiny formy se patrně vytváří čelo přiváděného materiálu, které postupuje při přibývání materiá10 lu a plnění formy. Čáry, napodobující sváry jsou pak výsledkem rozhraní mezi různými čely materiálu uvnitř dutiny formy při nedokonalém promísení materiálu. Tyto čáry mohou být i po ukončení výroby kostky viditelné a mohou také kostku zeslabovat, takže v místě těchto čar může dojít k puknutí kostky.

Bylo by proto zapotřebí navrhnout způsob výroby mycích prostředků ve formě kostky s dobrou kvalitou, dobrým vzhledem a dobrými fyzikálními vlastnostmi. Nový postup by měl bránit nedokonalostem, spojeným se srážením materiálu a měl by dovolit přívod směsi do odlévací formy v jakémkoliv požadovaném fyzikálním stavu. Výsledná kostka by měla mít požadovaný tvar s dobře definovaným označením v případě, že je takové označení použito.

V mezinárodní patentové přihlášce WO 96/25481 (Unilever) a v US 2 813078 (American Cyanamid) se popisují způsoby výroby mycích a pracích prostředků ve formě kostek nebo tablet lisováním granulovaného nebo peletovaného materiálu v lisu.

V US 2 987484 (Procter a Gamble) popisují odlévání v uzavřené formě tak, že se zahřátá kapalná směs syntetických smáčedel a pojiv rychle vstříkne malým otvorem do v podstatě • · uzavřené formy, takže kapalná směs ztuhne při zachování tvaru použité formy.

Nyní bylo neočekávaně zjištěno, že v případě, že se působí zvýšeným tlakem na mycí nebo prací prostředek ve v podstatě kapalné nebo polotuhé formě v dutině formy, je možno podstatně snížit problémy, spojené se srážením směsi při jejím chladnutí.

Mimo to je možno podstatně zmírnit také problémy, spojené s tvorbou čar, podobných svárům při tuhnutí materiálu ve formě.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří způsob výroby mycího prostředku, který spočívá v tom, že se působí tlakem na směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy při naplnění této dutiny, přičemž směs pro výrobu mycího prostředku je při prvním použití tlaku ve v podstatě kapalném nebo polotuhém stavu.

Aby bylo možno udržovat celkový objem materiálu pro výrobu mycího prostředku v dutině formy a dosáhnout tak lepší reprodukovatelnosti tvaru, je možno přidat do dutiny formy další podíl směsi při snížení jejího objemu v dutině formy v průběhu jejího chlazení a srážení.

Podle vynálezu je tedy možno postupovat tak, že se směs pro výrobu mycího prostředku přivádí do dutiny formy až do jejího naplnění, načež se na tuto směs v dutině formy působí tlakem tím, že se vystaví tlaku přívod směsi, která je ve styku s materiálem uvnitř dutiny.

V případě, že směs pro výrobu mycího prostředku, přiváděná do formy obsahuje určité množství slisovatelného mateno riálu, například plynu, pak se tlakem působí přímo na směs v ·· · · · · ·· · ·· • 9 9 · · · · · 9 · ·

9« 999 9 · 9 ·

9 9 9 9 ····

9999 9 9 9 999 99 «9 dutině formy, čímž se sníží objem stlačitelného materiálu. V případě, že se pak dutina formy uzavře, dojde při zmenšení objemu směsi například srážením při chlazení k opětnému zvětšení objemu slisovatelného materiálu a tím dojde k udržení celkového tvaru a objemu výsledné kostky.

Vynález tedy navrhuje způsob výroby mycího prostředku ve formě kostek tak, že se působí tlakem na směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy, přičemž tato směs obsahuje dispergovanou stlačitelnou plynnou složku.

Směs pro výrobu mycího prostředku, která má být přiváděna do formy může mít jakoukoliv formu, schopnou přívodu do odlévací formy. Může jít například o kapalnou formu, to znamená taveninu, disperzi nebo kapalínu, polotuhou formu nebo i pevnou formu, pokud je směs dostatečně plastická pro přívod do odlévací formy.

Je tedy možno přivádět do odlévací formy í směsi pro výrobu mycích kostek, které nejsou mobilní a není je možno přímo lít do formy.

S výhodou se směs pro výrobu mycích kostek, přiváděná do odlévací formy nachází ve v podstatě kapalném nebo polotuhém stavu. 0 polotuhý stav směsi jde tehdy, kdy se směs již nechová jako jednoduchá kapalina. Pojem tavenina může v průběhu přihlášky znamenat směs v kapalném nebo polotuhém stavu.

V případě, že se tlak, jímž se působí na obsah formy aplikuje na malý průřez, například na vstup do formy, je zřejmé, že cíle vynálezu nebude možno dosáhnout v případě, že materiál v dutině formy příliš ztuhne před aplikací tlaku. To znamená, že při prvním použití tlaku musí být materiál v du30 tině formy v podstatě v kapalném nebo polotuhém stavu.

Materiál má být v takovém stavu, aby bylo možno tlakem působit například ve vstupu do dutiny formy, to znamená materiálem, který se ve formě nachází.

S výhodou se působí tlakem na směs pro výrobu mycího 5 prostředku v dutině formy v okamžiku, kdy alespoň část materiálu ve formě již tuhne.

V okamžiku použití tlaku má být odlévací forma v podstatě naplněna.

Formy, použité pro výrobu mycího prostředku podle 10 vynálezu jsou typicky tvořeny dutinou, definovanou pevným materiálem. Obvykle jde o 2 nebo větší počet pevných navzájem si odpovídajících částí, které po spojení definují dutinu, odpovídající výslednému tvaru výrobku při běžném odlévání nebo odlévání vstřikováním, mimo to obsahují tyto pevné části přívod do dutiny formy. Tímto přívodem nebo otvorem se dutina formy plní materiálem pro výrobu kostek. Přívod se na jedné straně otevírá do dutiny, na druhé straně může vytvářet malé hrdlo ve formě kanálku, jímž může být směs přiváděna do dutiny formy. Toto hrdlo může být upraveno tak, aby mohlo pojmout poměrně velké množství materiálu, například až 20 % objemu dutiny formy.

Formy jsou obvykle vyrobeny z materiálu s vysokou tepelnou vodivosti, například z hliníku. Účelem této volby materiálu je zkrácení doby chlazení taveniny, to znamená do25 by, po které je možno kostky vyjmout. Forma je také zkonstruována tak, aby snesla použitý tlak, aniž by přitom došlo k výstupu materiálu, v některých případech je možno zapotřebí použít těsnění mezi oběma částmi formy. V některých případech je také zapotřebí utěsnit formu ve vstupním otvoru

stykem s prostředkem pro přívod směsi nebo zvláštním uzávěrem, například ventilem nebo jakýmkoliv jiným uzávěrem.

Pří běžném odlévání se roztavená směs v podstatě v kapalném stavu a obvykle s vysokou teplotou přivádí do formy až do naplnění dutiny formy. V případě, že směs není tekutá, může být použito tlaku pro její vtlačení do dutiny formy.

Jakmile v dutině formy počíná směs pro výrobu kostek chladnout, dochází k tendenci zmenšení objemu. Při tomto pochodu se může povrch materiálu oddálit od stěny formy, obvy10 kle přednostně v jedné části povrchu, mimo to může dojít ke vzniku dutin uvnitř kostky nebo ke srážení materiálu v místě přívodu za vzniku vyhloubení. Ztráta styku se stěnou formy je viditelná jako malá vyhloubení nebo vrásky na povrchu kostky. Vyhloubení v místě přívodu je na povrchu kostky také okamžitě pozorovatelné. Přítomnost dutin je možno prokázat pomocí rtg záření.

Při použití polotuhých směsí vznikají snadno čáry, podobné svárům. Je pravděpodobné, že při přívodu materiálu do formy v tomto případě dochází ke vzniku čela materiálu pří plnění dutiny. Uvedené čáry pak vznikají na rozhraní mezi čelem materiálu a ostatním materiálem pří nedokonalém promísení. Uvedené čáry jsou rovněž viditelné a mimo to mohou působit zeslabení kostky, která může v těchto místech puknout. Průběh těchto čar je rovněž možno prokázat pomocí rtg-záření.

Formu je možno naplnit pouze po přívod, to znamená, že je naplněna pouze dutina formy, nebo je možno přivádět větší množství materiálu, takže bude naplněno také hrdlo formy.

• ·

V případě, že se naplní dutina formy a pak se okamžitě odpojí přívod materiálu, může dojít ke kterémukoliv ze svrchu uvedených nežádoucích jevů.

V případě, že materiál na vstupu do dutiny formy nebo v hrdle formy rychle tuhne, může při následném srážení materiálu v dutině formy dojít ke vzniku dutin uvnitř kostky a/nebo k oddálení jejího povrchu od formy. V případě, že na vstupu do dutiny formy zůstává směs v roztaveném stavu, může naopak dojít k nepravidelnostem kostky v místě vstupu do formy.

Při provádění způsobu podle vynálezu se aplikuje tlak na směs v dutině formy po naplnění této dutiny. Tlak je možno aplikovat jakýmkoliv vhodným zařízením, například hydraulickým nebo pneumatickým pístem nebo válcem.

Ve výhodném provedení se tlak aplikuje na přívod materiálu, který je v kapalném styku s materiálem v dutině formy, tak aby bylo do dutiny vtlačeno větší množství materiálu a tím byl materiál v dutině formy pod tlakem. Pak je možno dutinu formy těsně uzavřít a nechat obsažený materiál zchlad20 nout a ztuhnout.

Místo uzavření nebo utěsnění formy je možno stále působit tlakem na směs, obsaženou v dutině formy, která je v kapalném styku s materiálem v přívodu do formy. Tím se udržuje existující tlak na materiál ve formě nebo se tento tlak ještě zvyšuje.

Je samozřejmé, že v případě, že se vyvine tlak v přívodu do formy, tak aby se tento tlak přenášel na materiál v dutině formy, musí být materiál v přívodu schopný tlak přenášet, to znamená, že se s výhodou nachází v kapalném nebo po30 lotuhém stavu. Může tedy být zapotřebí udržovat přívod na určité nejnižší teplotě jeho zahříváním. Toto zahřívání však nesmí rušit tuhnutí ve formě, to znamená, že nesmí být zahřívána ani forma ani materiál uvnitř formy, pouze přiváděný materiál vně dutiny formy.

Ve výhodném provedení se roztavená směs pro výrobu mycích kostek přivádí do formy, opatřené dutinou, přívodem a zásobníkem pro směs na opačné straně přívodu, takže při naplněné dutině je ještě k dispozici určité množství směsi v zásobníku. Pak se aplikuje tlak na směs v zásobníku, například při použití pístu nebo válce.

V případě, odlévání vstřikováním, kde se tlak aplikuje na přiváděný materiál k jeho vstřiknutí do formy může být tlak, použitý ke vstřiknutí dále zachován i po naplnění dutiny formy.

Tlak v dutině formy při provádění způsobu podle vynálezu může být poměrně vysoký. Je možno použít například tlaku až 6,89 MPa. V typických případech se užívá tlak v rozmezí 0,34 až 5,25 MPa. Tlak nemusí být stálý v průběhu celé doby, může dojít k jeho vzestupu nebo poklesu.

Ve všech případech se však užívá tlaku vyššího, než je atmosferický tlak.

Doba, po kterou se bude působit tlakem na směs pro výrobu mycích kostek po naplnění dutiny formy se bude měnit například v závislosti na povaze použité směsi a na použitém způsobu chlazení. Například v případě, že se do formy plní v podstatě kapalná směs při vyšší teplotě, může být nezbytné použít delší dobu chlazení než v případě směsí, které jsou do formy plněny v polotuhém stavu a/nebo pří nižší teplotě.

Doba působení tlaku je obvykle nižší než 2 minuty, s výhodou nižší než 1 minuta, ještě výhodněji nižší než 30

9999 99 • · 9 · · · · * 9 · · • 9 9 9 9 9999

9 999 999 9« 9

9 999 9999

9999 9 9« 999 99 9« ·· sekund a zvláště nižší než 10 sekund. Uvedená doba však může být velmi krátká, například kratší než 1 sekunda.

Forma může být těsně uzavřena při aplikaci tlaku, například ventilem nebo jiným uzávěrem, nebo může být tlak udržován dostatečně dlouhou dobu, to znamená v podstatě až do ztuhnutí materiálu ve vstupu do formy, takže žádný další tlak by již nebyl přenášen na materiál v dutině formy.

Aniž by bylo zapotřebí se omezit na jakékoliv teoretické vysvětlení je pravděpodobné, že při přívodu směsi pro výrobu mycích kostek do dutiny formy bude materiál, který je nejblíže stěnám formy chladnout a tuhnout rychleji než materiál ve středu dutiny formy. Dochází tedy ke vzniku slupky kolem roztaveného jádra. V případě, že teplota formy je nižší než teplota roztaveného materiálu, jímž je forma plněna, vy15 tvoří se tato vrstva velmi rychle.

Vzhledem k tomu, že se v přívodu nenachází žádná chladná kovová stěna, nebude se tato vrstva v přívodu vytvářet nebo bude jen velmi tenká. Jakmile se však vytvoří a je tužší vzhledem ke zbytku taveniny, zmenší se průměr přívodu.

Naopak srážením roztaveného jádra dojde k nasávání materiálu z přívodu do dutiny formy.

Dalším způsobem, jímž je možno materiál v dutině formy vystavit tlaku je uzavření dutiny po jejím naplnění a pak snížení objemu dutiny. Toho je možno dosáhnout například po25 sunem jedné ze stěn dutiny nebo její části, například částí stěny pro tvorbu označení, která se posune směrem do dutiny. Tento postup má také tu výhodu, že označení je lépe znatelné. Kromě těchto postupů je také možno udržovat tlak zvenčí na směs v dutině nebo v jakémkoliv vstupu nebo výstupu, • · · · · ·

například přívodu k udržení nebo i zvýšení tlaku na materiál v dutině při snižování objemu dutiny.

Je také možno postupovat tak, že se dutina formy částečně naplní materiálem pro výrobu mycích kostek a pak se objem dutiny sníží tak, že směs vyplní celý objem dutiny a ještě je materiál uvnitř dutiny vystaven tlaku.

Ve výhodném provedení obsahuje směs pro výrobu mycích kostek slisovatelnou složku nebo složky, například plyn. Směs může být provzdušněna nebo může obsahovat plyn v důsledku způsobu výroby, například při míšení nebo v důsledku chemické reakce. Objem plynu může být dostatečný k tomu, aby byly vyrobeny například plovoucí kostky nebo může být dostatečně malý tak, že jeho obsah není zjistitelný spotřebitelem, například méně než 5 a s výhodou méně než 2 % objemová. Materi15 ál s obsahem stlačitelné plynné složky se přivádí do dutiny formy tak dlouho, až je tato dutina v podstatě naplněna, načež se na materiál působí tlakem přes přívod, který je v kapalném styku s materiálem ve formě, takže se do dutiny formy vtlačí větší množství materiálu. Dojde ke stlačení plynné složky v materiálu v dutině formy, to znamená plynu. Pak je možno formu těsně uzavřít nebo je možno dále udržovat tlak na přívod materiálu, který je v kapalném styku s materiálem uvnitř dutiny formy po určitou dobu, například tak jak bylo uvedeno svrchu. Jakmile materiál uvnitř dutiny zchladne, zmenší svůj objem a stane se nestlačitelným, zvýší se objem stlačitelné složky.

Součást podstaty vynálezu tvoří také kostky mycího prostředku, vyrobené způsobem podle vynálezu.

Kostka mycího prostředku je v tomto smyslu výrobek v pevném stavu s určitým tvarem, například tableta, kostka nebo nízká tableta, v níž je kromě mýdla, syntetického smáčedla nebo směsi těchto složek v množství 5 % hmotnostních obsažena ještě řada pomocných složek, například složek s kosmetickým účinkem, jako hydratačních látek.

Směsi pro výrobu těchto kostek mohou být homogenní nebo mohou obsahovat účinný materiál ve formě suspenze nebo disperze v kontinuální fázi.

Praktické provedení vynálezu bude osvětleno v následujících příkladech, které však nemají sloužit k omezení roz10 sáhu vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Směs A byla zpracována na kostky odléváním vstřikováním. Směs byla vstřiknuta do dutiny formy pomocí zařízení, které bylo tvořeno komorou, ovládacím prvkem a tryskou.

Směs A byla při ukládání do dutiny formy v polotuhém stavu a měla teplotu 50 až 55 °C. Při všech pokusech měla forma teplotu místnosti před naplněním a chlazení bylo dosaženo pevným oxidem uhličitým, který býl uložen na vnější stěny formy po uvedenou dobu, pak byla forma ponechána dalších 5 minut při teplotě místnosti.

Složení směsi A v procentech hmotnostních:

Přímo esterifikovaný isethionát mastných kyselin 27,8

Stearát sodný 14,6

Propylenglykol 17,8

Kyselina stearová 12,8

Polyethylenglykol PEG 8000 9,7

Amidopropylbetain kokosového oleje 4,9

Parafinový vosk 2,9

Isethionát sodný 0,4

Voda ‘ 5,6

Další přísady (konzervační prostředky, barviva,parfémy) 2,5 Celkem 100,0

V tabulce 1 je uvedena doba aplikace tlaku na přívod 5 směsi pro výrobu mycích kostek v komoře vstřikovacího zařízení po naplnění dutiny formy. Po této době byla forma od přívodu odpojena.

Tlak, naměřený ve vstřikovací komoře těsně nad tryskou byl zaznamenán a je uveden v tabulce 1 jako maximální vstřikovací tlak. Průměrný tlak uvnitř dutiny formy u její boční stěny v průběhu působení tlaku je uveden v tabulce 1 jako průměrný tlak ve formě.

Uvedené pokusy prokazují, že kvalitu mycích kostek je možno zlepšit tak, že se při odlévání působí na odlévanou směs tlakem. Na kostkách také nebylo možno pozorovat čáry, podobné svárům.

·· ···» ·· 4 ·· • · · «444 4 · 4

4 ··· 4 4 4 • 4 444 444

4444 4 44 44« 44

	Tabulka 1
Po-	Teplo-	Obj em	Doba	Uvolnění	Doba	Střední	Max..	Vzhled
kus	ta °C	formy g	chla- zení C0₂,min.	půso- bení s	- tlak MPa	tlak MPa
1	53	125	0,5	lnutí k j edné straně	0,25	1, 42	1,42	Dolíčky na jedné straně
2	53	125	0,5	snadné	1	1,03	1,79	slabě vytvořené dolíčky
3	52	125	0,5	snadné	6	1,07	1, 41	dobrý povrch
4	53	125	0,5	snadné	6	1,14	1,61	velmi dobrý povrch

Zastupuje :

·· ··	«-·			··			··
• · ·	•	•	• »	•	•			•
• r	•	•	•	•	•	•
								•
• ·	•	•	«	•	•	•		a
···· ·	··		···	• ·			• ·

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby mycího prostředku ve formě kostek aplikací tlaku na směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy, vyznačující se tím, že při působení tlaku je forma v podstatě naplněna a při první aplikaci tlaku je směs pro výrobu kostek mycího prostředku v podstatě v kapalném nebo polotuhém stavu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se

2_q tím, že působí tlakem na směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy v době, kdy alespoň část směsi již tuhne.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m, že se tlak na směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy vytvoří aplikací tlaku na přívod této směsi,

L5 který je v kapalném styku s materiálem uvnitř dutiny formy.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že směs pro výrobu mycího prostředku v dutině formy obsahuje v dispergovaném stavu stlačitelnou plynnou složku.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že v průběhu působení tlaku je forma těsně uzavřena.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a č u25 , „ jící se t í m, že doba působení tlaku na směs v dutině formy je kratší než 2 minuty.