DE4015229A1 - Verfahren und vorrichtung zur reproduzierbaren erzeugung und messung von schaum bei tensidhaltigen kosmetikprodukten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur reproduzierbaren erzeugung und messung von schaum bei tensidhaltigen kosmetikproduktenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Schaumerzeugung und Schaummessung bei tensidhaltigen kosmeti
schen Körperreinigungsmitteln, insbesondere Dusch- und Schaumbä
dern.
Der Verbraucher erwartet von kosmetischen Körperreinigungsmitteln,
wie Zahnpasten, Schaum- und Duschbäder, Shampoos oder Seifen neben
einem guten Reinigungseffekt auch ein für das jeweilige Präparat
charakteristisches "Schaumbild".
Bei der Anwendung derartiger kosmetischer Präparate spielen vor
allem Gesichtspunkte wie Stabilität des Schaumes in Abhängigkeit
von der Zeit, Fettbelastbarkeit, Ausspülbarkeit, Struktur, Kom
primierbarkeit, Gleitfähigkeit und andere mechanische Eigenschaf
ten eine Rolle. Beispielsweise wird bei der Anwendung von Shampoos
durch das Schäumen die Reibung zwischen Händen und Haaren wesent
lich verringert. Beim Ausspülen der Haare dient der Schaum als
Indikator für die Anwesenheit von letzten Tensidspuren.
Die Dispersion von Gas in einer niedrigviskosen Flüssigkeit ist im
allgemeinen nicht stabil. Erst Tenside, die sich in den Flüssig
keitslamellen anreichern, bewirken das stabile Entstehen von
Schaum. Die Funktion des Tensids besteht in der Ausbildung visko
elastischer Filme auf beiden Seiten der Flüssigkeitslamellen.
Bei der Anwendung kosmetischer Körperreinigungsmittel wird der
Schaum in der Regel manuell, im allgemeinen mit den Händen oder
mit einer Bürste mechanisch durch Einarbeiten von Luft in die
wäßrige Tensidphase erzeugt. Die verwendete Tensidmenge, die
Hautbeschaffenheit und die Waschbewegung sind verbraucherspezi
fisch, so daß bisher noch kein Verfahren und keine Vorrichtung
existieren, mit welchen die Schaumbildung bei kosmetischen Kör
perreinigungsmitteln praxisnah und reproduzierbar bestimmt werden
kann.
In der Praxis wird beispielsweise eine Testmethode angewandt, bei
der sich eine Versuchsperson eine definierte Menge Duschgel auf
einen mit Wasser angefeuchteten Arm gibt und mit der angefeuchte
ten Hand des anderen Armes darüberreibt und das Präparat somit zum
Schäumen bringt. Die Schaumqualität wird visuell anhand des ent
stehenden Schaumes beurteilt. Eine quantitative Messung des
Schaumes ist nicht möglich, da die Schaummenge sehr klein ist.
Außerdem wird die Erzeugung des Schaumes sehr stark von der je
weiligen Versuchsperson beeinflußt, da wichtige Versuchsparameter,
wie der Ausdruck und die Relativgeschwindigkeit zwischen Hand und
Arm sowie die Beschaffenheit der Haut (Behaarung, Poren) von der
jeweiligen Versuchsperson abhängen. Dieser Test liefert demgemäß
sehr schlecht reproduzierbare Ergebnisse.
Eine weitere Testmethode zur Bestimmung des Schaumes ist aus dem
Aufsatz von H. Wilmsmann "Schaumbestimmung von Tensiden mit einer
Reibschaummethode" in FAS 65, 1964, S. 753 f. bekannt. Hierbei
wird Schaum mit Hilfe einer rotierenden Kunststoffbürste in einem
Drahtzylinder erzeugt. Diese Methode ist jedoch in der Anwendung
beschränkt, da durch die hohe Drehzahl der Bürste, auch normaler
weise schwach schäumende Substanzen bereits eine relativ hohe und
stabile Schaumhöhe ergeben. Dadurch wird eine Differenzierung bei
verschiedenen Tensidkonzentrationen erschwert. Zudem ist dieses
Verfahren für Duschgele ungeeignet, da die Schaumerzeugung mit der
Bürste dem Duschvorgang nicht sehr nahe kommt.
Eine weitere Testmethode wird von Hilton, T. B. und Liss, R. L. in
Soap. Chem. Specialities 36, No. 8, 50-4 (1960) beschrieben. Bei
dieser Testmethode wird ein Schwamm mit Tensidlösung getränkt und
unter definiertem Druck auf einer angeschmutzten Fläche hin- und
hergezogen. Bei dieser Methode sammelt sich in den Poren des
Schwamms während des Versuches Schaum an. Dieser wird bei der Mes
sung nicht erfaßt und läßt sich zudem bei der Reinigung nicht
vollständig entfernen. Aufgrund dieser Nachteile sind auch hiermit
nur schlecht reproduzierbare Versuchsergebnisse zu erzielen.
Andere bekannte Testmethoden scheiden aus, da dort der Schaum
durch andere Vorgänge als durch Reiben erzeugt wird und für die
Betrachtung der Schaumentwicklung bei Dusch- und Schaumbädern nur
mit solchen Verfahren die Schaumentwicklung realistisch zu simu
lieren ist, bei denen der Schaum durch Reibung erzeugt wird, wie
dies auch im Anwendungsfalle durch den Benutzer geschieht.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der die
Schaumbildung tensidhaltiger kosmetischer Reinigungsmittel praxis
nah- und gerecht zu untersuchen ist und für eine qualitative und
quantitative Bestimmung des Schaumes geeignete sowie reproduzier
bare Werte schnell und einfach zu erhalten sind.
Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese
Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein Reibgefäß mit
kegelförmiger Innenoberfläche und darauf reibend rotierendem
Innenkegel, wobei Reibgefäß und Innenkegel in axialer Richtung
relativ zueinander bewegbar sind, und mit deckelseitig angeordne
ter Schaumvolumenmeßkammer sowie bodenseitigem Wasserzulauf und
-ablauf.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es erstmals repro
duzierbar die Schaumentwicklung bei der Anwendung tensidhaltiger
kosmetischer Reinigungsmittel, insbesondere Dusch- und Schaumbä
der, in qualitativer und quantitativer Hinsicht zu messen und zu
bestimmen. Mit der Erfindung können verschiedene tensidhaltige
Mischungen objektiv miteinander verglichen werden. Die Erfindung
zeichnet sich durch einfache Handhabung und geringen baulichen
Aufwand, insbesondere eine geringe Baugröße aus. Auf die Außen
fläche des Innenkegels ist das kosmetische Körperreinigungsmittel
leicht aufzubringen. Durch das Rotieren des Innenkegels und das
reibende Aufeinanderliegen von Außenfläche des Innenkegels und
Innenfläche des Reibgefäßes wird der Schaum erzeugt. Nach einer
bestimmten Versuchsdauer können der Innenkegel und das Reibgefäß
relativ zueinander verfahren werden, so daß sich ein Spalt zwi
schen den reibend aufeinanderliegenden Flächen ergibt. Durch den
bodenseitigen Wasserzulauf kann dann anschließend der gebildete
Schaum in die Meßkammer geschwemmt werden und hier das sich ge
bildet habende Schaumvolumen gemessen werden. Eine einfache Maß
größe ist hier die Höhe des auf dem Wasser aufschwimmenden Schaum
teppichs.
Eine praxisgerechte Schaumerzeugung wird dadurch bewirkt, daß die
aneinanderliegenden Oberflächen von Reibgefäß und Innenkegel aus
Kunststoff-, Gummi- oder Vliesstoffmaterialien bestehen, wie dies
die Erfindung in Ausgestaltung vorsieht.
Eine besonders praxisgerechte und zur Anwendung auf der menschli
chen Haut nahezu identische Schaumbildung wird gemäß Weiterbildung
der Erfindung dadurch erzielt, daß die Oberfläche des Innenkegels
aus Zellgummi mit geschlossenen Poren, vorzugsweise aus Natur
kautschuk, und die Innenoberfläche des Reibgefäßes aus einem Nop
pen aufweisenden Material, vorzugsweise einem Noppengummi aus ei
ner Buna/Naturkautschuk-Mischung, besteht.
In konstruktiv einfacher Weise ist die Vorrichtung gemäß weiterer
Ausgestaltung der Erfindung dadurch zu realisieren, daß der Innen
kegel ortsfest und lagestabil an einer motorgetriebenen Rührwelle
mit Drehmomentmeßeinrichtung angeordnet und das Reibgefäß mittels
einer Hubvorrichtung zum Gegeneinanderpressen der Oberflächen von
Reibgefäß und Innenkegel vertikal verfahrbar ist. Aufgrund des Mo
torantriebs ist reproduzierbar eine bestimmte Umdrehungsgeschwin
digkeit des Meßinnenkegels einstellbar und mittels der Drehmoment
meßeinrichtung ist zu erreichen, daß Reibgehäuse bzw. -gefäß und
Innenkegel bei jedem Versuch mit demselben Anpreßdruck aneinander
vorbeigeführt werden. Diese Merkmale liefern einen weiteren Bei
trag zum Erhalt von objektiven und reproduzierbaren Meßergebnis
sen.
Ein für den gebildeten Schaum besonders schonender und für das
Auf- und Ausschwemmen in die Meßkammer hilfreicher Ausgang aus dem
Reibgefäß wird gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung da
durch erreicht, daß das Reibgefäß oberhalb seines kegelförmigen
Innenbereiches mit einem trichterförmigen Deckel mit in die Meß
kammer übergehendem Ausgang verschlossen ist.
Um die Meßkammer nach durchgeführtem Versuch problemlos und ohne
großen Aufwand von dem darin befindlichen Schaum reinigen zu kön
nen, sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, daß die
Meßkammer in ein Überlaufgefäß mündet. Nach Durchführung des Ver
suchs kann somit durch den bodenseitigen Wasserzulauf Wasser in
das Reibgefäß und von dort durch die Meßkammer gespült werden,
welches den Schaum in das Überlaufgefäß spült, aus welchem dieser
dann ablaufen kann.
Das in dem Reibgefäß verbleibende Spülwasser kann aus dem boden
seitigen Wasserablauf aus dem Reibgefäß ablaufen.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist die Meßkammer zy
linderförmig ausgebildet und besteht aus transparentem Material.
Für das Ablesen eines Meßwertes, insbesondere der Höhe des in die
Meßkammer geschwemmten Schaumteppichs beziehungsweise Schaumvolu
mens, weist die Meßkammer weiterhin vorzugsweise eine Meßskala
auf.
Zu der einfachen Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
trägt gemäß weiterer Ausgestaltung zusätzlich bei, daß die Rühr
welle durch die Meßkammer geführt ist. Auf diese Weise kann der
Antriebsmotor oberhalb der Vorrichtung angeordnet und die Rühr
welle direkt achszentral auf die kegelförmige Innenfläche des
Reibgefäßes zugeführt werden.
Um zu vermeiden, daß beim Auf- und Ausschwemmen des Schaumes in
die Meßkammer durch einen zu starken Wasserstrom der Schaum teil
weise zerstört wird, sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, daß
das Testwasser mittels einer Dosierpumpe zuzuführen ist.
Für die Erzielung objektiv vergleichbarer und reproduzierbarer
Meßergebnisse ist es gemäß weiterer Erfindung von Vorteil, wenn
das Reibgefäß beheizbar ausgebildet ist.
Da zur Durchführung der Versuche das tensidhaltige Körperreini
gungsmittel auf die Außenfläche des Innenkegels aufgebracht wird,
sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, daß das tensidhaltige
Körperreinigungsmittel mittels einer kanülenartigen Leitung auf
den Innenkegel aufbringbar ist. Hierdurch ist es möglich, das
Reibgefäß und Innenkegel bereits in die versuchsmäßig eingestellte
und gewollte Reibverbindung zu bringen, bevor das Körperreini
gungsmittel aufgebracht wird.
Um ein besonders gutes Aufschwemmen und Ausspülen des Schaumes aus
dem Reibgefäß zu erzielen, hat es sich gemäß weiterer Erfindung
besonders bewährt, daß der Innenkegel einen Öffnungswinkel von
10-15°, vorzugsweise 12°, aufweist.
Schließlich empfiehlt es sich gemäß der Erfindung, daß die Reib
fläche eine Größe von 70-100 cm2, vorzugsweise von 85-90 cm2,
aufweist.
Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das tensidhaltige Körper
reinigungsmittel auf die Außenfläche eines Innenkegels gegeben,
dieser rotierend an einer kegelförmigen Innenfläche eines Reibge
fäßes reibend vorbeibewegt wird und der entstehende Schaum in ei
ner Meßkammer aufgefangen wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Schaumbildung tensid
haltiger Körperreinigungsmittel reproduzierbar und objektiv ver
gleichbar bestimmt werden.
In Ausgestaltung sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß als
Maß für die Schaumbildung das in dem Reibgefäß vorzugsweise wäh
rend einer Versuchszeit von 60 Sekunden und mit einer Reinigungs
mittelmenge von 1 ml (milli Liter) gebildete Schaumvolumen gemes
sen wird.
Es hat sich herausgestellt, daß das gebildete Schaumvolumen ohne
Zerstörung von dem Reibgefäß in die Meßkammer zu transportieren
ist, wenn nach Auseinanderbewegen von Innenkegel und Reibgefäß der
gebildete Schaum durch zulaufendes Wasser in die Meßkammer ge
schwemmt wird, wie dies die Erfindung weiterhin vorsieht.
Schließlich zeichnet die Erfindung sich in vorteilhafter Weise aus
durch die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Vorrich
tungsansprüche zur Schaumerzeugung und Schaummessung bei tensid
haltigen kosmetischen Körperreinigungsmitteln, insbesondere Dusch-
und Schaumbädern.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung von Innenkegel und Reibgefäß mit
Meßkammer und Überlauf und in
Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Reibgefäß mit eingeführtem
Innenkegel.
Die in der Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung besteht
aus einem Reibgefäß 2 mit einer kegelstumpfförmigen Innenoberflä
che 3. Das Reibgefäß 2 ist auf einer Hubvorrichtung 4 angeordnet,
mit welcher es in vertikaler Richtung (Pfeil 5) nach oben und un
ten bewegbar sowie in einer gewünschten Höhe zu justieren ist. An
dem Außenumfang des Reibgefäßes 2 greift eine Führungsschelle 6
an, die an einem ortsfesten Stativ 7 befestigt ist. Das Reibgefäß
2 ist mit einem trichterförmigen Deckel 8 verschlossen. Der Deckel
und das Reibgefäß 2 sind mittels eines Schnellverschlusses 9 mit
einander verbunden. Der Ausgang des trichterförmigen Deckels 8
mündet in eine Meßkammer 10. An der Meßkammer 10 greift außen eine
Klemme 11 an, die an dem Stativ 7 befestigt ist. Auf der dem Reib
gefäß abgewandten Seite mündet die Meßkammer 10 in einen Überlauf
12. Oberhalb des Überlaufes 12 ist ein motorgetriebenes Rührwerk
13 angeordnet, welches ebenfalls an dem Stativ 7 befestigt ist.
Von dem Rührwerk 13 geht eine Rührerwelle 14 aus, die längs der
Längsachse der Meßkammer 10 mittig durch die Meßkammer 10 geführt
ist und eine Antriebsverbindung zwischen Rührwerk 13 und einem
Innenkegel 15 herstellt. Der Innenkegel 15 ist innerhalb des Reib
gefäßes 2 unterhalb des trichterförmigen Deckels 8 angeordnet und
weist eine kegelstumpfförmige Konfiguration auf, die es ermög
licht, die Außenfläche des Innenkegels 15 vollflächig in reibenden
Kontakt mit der kegelstumpfförmigen Innenfläche des Reibgefäßes 2
zu bringen. Die Außenfläche des Innenkegels und die Innenfläche
des Reibgefäßes sind durch axiale Verschiebung des Reibgefäßes in
reibende Aneinanderlage zu bringen. Hierzu wird das Reibgefäß 2
aus der in der Fig. 1 dargestellten Position mittels der Hubvor
richtung 4 solange in vertikale Richtung nach oben verfahren, bis
die Außenfläche von Innenkegel 15 und die Innenfläche 3 des Reib
gefäßes 2 aneinanderliegen. In dieser Aneinanderlage der Flächen
werden die Versuche zur Schaumerzeugung durchgeführt. Das Rührwerk
13 weist eine Drehzahlregelung sowie eine Drehmomentmeßeinrichtung
auf, so daß die Versuche mit definierter Drehzahl und definiertem
Anpreßdruck durchgeführt werden können. Das Reibgefäß 2 weist bo
denseitig einen Wasserzulauf 17 auf. Diesem Wasserzulauf 17 kann
mittels einer Leitung 18 entweder aus einem Vorratsgefäß 19 das
sogenannte Testwasser oder normales Leitungswasser als sogenanntes
Spülwasser zugeführt werden. Für die Zuführung von Testwasser ist
die Leitung 18 mittels einer Leitung 20 mit dem Vorratsbehälter 19
verbunden, wobei zur Unterbrechung dieser Verbindung in der Lei
tung 20 ein Ventil 21 angebracht ist. Zur Zuführung von Spülwasser
zum Reibgefäß 2 ist die Leitung 18 mittels einer Leitung 22 mit
dem beispielsweise kommunalen Wassernetz verbunden, wobei hier
ebenfalls zur Absperrung der Zuleitung von Leitungswasser in der
Leitung 22 ein Ventil 23 angeordnet ist.
Weiterhin weist das Reibgefäß 2 bodenseitig einen Wasserablauf 24
auf, von welchem eine mittels eines Ventiles 25 absperrbare Lei
tung 26 in einen Abfluß führt. Ebenso führt von dem Überlauf 12
eine Leitung 27 in den Ablauf.
Die gesamte Vorrichtung hat eine Höhe von 1 m und nimmt eine
Stellfläche von 0,6 m × 0,6 m ein. Das Fassungsvermögen des Reib
gefäßes beträgt 258 ml bis zum Überlauf 12.
In der in Fig. 1 dargestellten Stellung sind die Innenoberfläche
3 des Reibgefäßes 2 und die Außenoberfläche des Innenkegels 15
soweit auseinandergefahren, daß sich zwischen diesen ein spalt
förmiger Zwischenraum ergibt. In dieser Stellung kann, wie später
noch dargestellt werden wird, durch die Leitung 18 dem Reibgefäß 2
Wasser zugeführt werden und damit Schaum, der sich bei der Ver
suchsdurchführung gebildet hat, in die Meßkammer 10 eingeschwemmt
und nach Messung in den Überlauf 12 gespült und von da aus in die
Leitung 27 in den Ablauf oder Ausguß befördert werden. Nach
Schließen der Ventile 21 und 23 kann das dann in der Vorrichtung 1
verbliebene Wasser nach Öffnen des Ventiles 25 durch den Wasserab
fluß 24 und die Leitung 26 ebenfalls dem Ablauf beziehungsweise
Ausguß zugeführt werden.
Die in den Fig. 1-3 dargestellte Vorrichtung beziehungsweise
dargestellten Vorrichtungsteile können in nicht gezeigter Weise
dadurch ergänzt werden, daß das Reibgefäß 2 eine Heizvorrichtung
aufweist. Ferner ist es möglich, zusätzlich in der Leitung 18 eine
Dosierpumpe vorzusehen, um insbesondere die Zuführung des Spülwas
sers aus der Leitung 22 dosiert vornehmen zu können. Des weiteren
ist es möglich, eine auf der Innenoberfläche 3 des Reibgefäßes
oder der Außenfläche des Innenkegels 15 mündende kanülenartige
Leitung vorzusehen, mit welcher ein tensidhaltiges Körperreini
gungsmittel, dessen Schäumungsverhalten mit der Vorrichtung un
tersucht werden soll, auf die Außenfläche des Innenkegels 15 auf
zubringen beziehungsweise dieser zuzuführen ist. Beispielsweise
mit einer an eine Spritze angeschlossenen Kanüle könnte durch das
Reibgefäß das tensidhaltige Körperreinigungsmittel direkt auf den
Innenkegel aufgegeben werden, ohne daß das mit dem Deckel 9 ver
schlossene Reibgefäß 8 geöffnet werden müßte.
In Fig. 2 sind wesentliche Teile der Vorrichtung 1 näher darge
stellt. Die Fig. 2 zeigt weiterhin die relative Zuordnung von
Innenkegel 15 und Reibgefäß 2 in der den zu messenden Schaum er
zeugenden Stellung. In dieser Stellung liegen die Außenoberfläche
von Innenkegel 15 und die Innenoberfläche 3 von Reibgefäß 2 rei
bend aneinander und rotiert der Innenkegel 15, angetrieben von der
Rührerwelle 14, in Richtung des Pfeiles 28. Die Innenoberfläche
des Reibgefäßes 2, die in reibendem Kontakt mit der Außenober
fläche des Innenkegels 15 steht, besteht aus einem Noppen auf
weisenden Material, speziell einem Noppengummi 29 aus einer
Buna/Naturkautschuk-Mischung. Diese ist auf den vorzugsweise aus
PVC bestehenden Körper des Reibgefäßes 2 aufgeklebt. Die Ober
fläche des Innenkegels besteht aus einem Zellgummi 30, vorzugs
weise aus Naturkautschuk, mit geschlossenen Poren, welches eben
falls auf die Oberfläche des vorzugsweise aus PVC bestehenden Kör
pers des Innenkegels 15 aufgeklebt ist. Mit diesen Materialien
wurden die besten Versuchsergebnisse erzielt. Es ist aber auch
möglich, die aneinanderreibenden Oberflächen von Innenkegel 15 und
Reibgefäß 2 aus anderen Kunststoffen oder Vliesstoffen herzu
stellen.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Öffnungswinkel β = 12° be
trägt. Bei einem Öffnungswinkel β von 10-15° läßt sich der bei
den Versuchen gebildete Schaum problemlos in die Meßkammer 10
schwemmen, ohne daß er dabei zerstört wird. Um das Schaumvolumen
in der Meßkammer 10 möglichst genau messen zu können, muß während
der Versuchsdurchführung eine Mindestmenge an Schaum gebildet wer
den. Dies wird sehr stark durch die Größe der Reibflächen beein
flußt. Die aneinanderliegenden Reibflächen von Innenkegel 15 und
Reibgefäß 2 weisen bei dem Ausführungsbeispiel eine Größe von
90 cm2 auf, welche sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Für
den Innenkegel 15 ergibt sich somit eine Höhe h von 100 mm und ein
Durchmesser d von 18 mm. Angetrieben wird der Innenkegel 15 mit
einer Drehzahl von 200 Umdrehungen pro Minute. Hieraus ergeben
sich Tangentialgeschwindigkeiten von 0,408 m/s am größeren und
0,188 m/s am kleineren Kegeldurchmesser. Um zur Erzielung repro
duzierbarer Meßergebnisse für jeden Versuch einen definierten An
preßdruck zwischen der Reibfläche von Innenkegel und Reibgefäß
einstellen zu können, weist die Vorrichtung weiterhin eine nicht
dargestellte Drehmomentmeßeinrichtung auf. Dadurch, daß der über
die Rührerwelle 14 und das Rührwerk 13 ortsfest mit dem Stativ 7
verbundene Innenkegel 15 und das mittels der Hubvorrichtung 8 ver
tikal auf- und abbewegbare Reibgefäß 2 relativ gegeneinander be
wegbar sind, kann der Anpreßdruck durch Verstellung der Hubvor
richtung 8 solange verändert werden, bis die an der Rührerwelle 14
angreifende Drehmomentmeßeinrichtung den gewünschten Wert anzeigt.
Das in der Vorrichtung zu untersuchende tensidhaltige Körperrei
nigungsmittel wird direkt auf die Außenfläche des Innenkegels 15
aufgegeben, solange das Reibgefäß 2 noch nicht mit dem Deckel 8
und dem Schnellverschluß 9 verschlossen ist. D. h. erst nach Auf
gabe des tensidhaltigen Mittels wird das Reibgefäß 2 verschlossen
und werden die entsprechenden Flächen von Innenkegel 15 und Reib
gefäß 2 in die reibende Aneinanderlage gebracht. Der sich während
der Versuchsdurchführung in dem Reibgefäß bildende Schaum wird
nach Beendigung des Versuches in die Meßkammer 10 geschwemmt und
hier vermessen. Hierzu ist die Meßkammer 10 aus transparentem Ma
terial, vorzugsweise aus Glas oder Plexiglas, ausgebildet und
weist sie eine Maßskala auf. Zur Einschwemmung des gebildeten
Schaumes in die Meßkammer 10 werden der Innenkegel 15 und das
Reibgefäß 2 zunächst durch Relativbewegung soweit auseinanderge
fahren, daß sich zwischen den Reibflächen ein Spalt bildet, wie er
aus Fig. 1 schematisch ersichtlich ist. Anschließend wird durch
den Wasserzulauf 17 Testwasser aus dem Vorratsbehälter 19 dem
Reibgefäß 2 zugeführt. Durch den bodenseitigen Testwasserzufluß
wird der Schaum langsam mit dem Wasserspiegel aufgeschwemmt. Durch
den trichterförmigen Deckel 8 steigt der Schaum in die vorzugs
weise zylindrische Meßkammer 10. Hier kann nun mit Hilfe der Meß
skala die Höhendifferenz zwischen der oberen und der unteren
Schaumgrenzfläche, d. h. die Höhe beziehungsweise Stärke des in
die Meßkammer 10 eingeschwemmten Schaumteppichs gemessen oder ab
gelesen werden. Aus der ausgemessenen Schaumhöhe und der freien
Querschnittsfläche des Zylinders läßt sich das Schaumvolumen be
rechnen.
Nach dem Ablesen der Höhe des Schaumteppichs kann der Schaum durch
weitere Wasserzufuhr, jetzt bevorzugt durch Zufuhr von Spülwasser
durch die Leitung 22 in den Überlauf 12 gespült werden, von wo aus
Wasser und Schaum in einen Ablauf oder Ausguß gelangen.
Zur Durchführung des Verfahrens werden Innenkegel 15 und Reibgefäß
2 zunächst in die aus Fig. 1 ersichtliche relative Lage zuein
ander verfahren. Anschließend werden die Reibflächen durch Zulauf
von Testwasser aus dem Vorratsbehälter 19 angefeuchtet. Hierzu
wird die Vorrichtung 1 durch den Wasserzulauf 17 solange mit Test
wasser gefüllt, bis dieses gerade am Überlauf 12 austritt. An
schließend wird das Ventil 21 geschlossen und wird das Ventil 25
geöffnet, so daß das Testwasser durch den Ablauf 24 wieder aus der
Vorrichtung 1 ablaufen kann. Anschließend wird ca. 1 ml des ten
sidhaltigen Körperreinigungsmittels auf die Außenfläche des Innen
kegels 15 aufgegeben. Dies geschieht entweder durch die nicht dar
gestellte kanülenartige Zuleitung oder dadurch, daß nach Öffnen
des Schnellverschlusses 9 durch Abwärtsbewegung der Hubvorrichtung
8 das Reibgefäß 2 von dem trichterförmigen Deckel 8 mit Meßkammer
10 soweit entfernt wird, daß mittels einer Injektionsspritze das
Körperreinigungsmittel auf den Innenkegel 15 aufgegeben werden
kann. Anschließend fährt die Hubvorrichtung 4 das Reibgefäß 2 wie
der nach oben und wird das Reibgefäß 2 mit dem Deckel 8 verschlos
sen. Weiterhin wird das Reibgefäß 2 mit der Hubvorrichtung 4 dann
solange nach oben gefahren, bis die in Fig. 2 dargestellte Reib
verbindung hergestellt und die Drehmomentmeßanzeige den vorgegebe
nen und gewünschten Wert anzeigt. Anschließend bleibt das Rührwerk
60 Sekunden eingeschaltet, so daß während dieser Zeit durch die
aufeinanderliegenden Reibflächen eine definierte Schaumbildung er
zeugt wird. Nach Ablauf dieser Versuchszeit wird das Reibgefäß 2
wieder soweit abgesenkt, bis sich der in Fig. 1 schematisch dar
gestellte Spalt zwischen Innenkegel und Reibgefäß bildet. Nun wird
das Ventil 21 wieder geöffnet, so daß weiteres Testwasser in das
Reibgefäß 2 einströmen kann. Die Ventile 23 und 25 sind während
dieser Zeit geschlossen. Testwasser fließt nun solange zu, bis der
gebildete Schaum als auf dem Wasserspiegel aufschwimmender Schaum
teppich vollständig in die Meßkammer 10 eingeschwemmt worden ist.
Nun wird das Ventil 21 geschlossen. Die Höhe des in der Meßkammer
10 auf dem Wasserspiegel aufschwimmenden Schaumes wird abgelesen.
Anschließend wird das Ventil 23 geöffnet und strömt Leitungswasser
als Spülwasser in das Reibgefäß 2 ein. Mit diesem Spülwasser wird
der Schaum in den Überlauf 12 gespült und gelangt von diesem durch
die Leitung 27 in einen Ausguß. Nach einiger Zeit wird das Ventil
23 geschlossen und das Ventil 25 geöffnet, so daß das in dem Reib
gefäß beziehungsweise in der Vorrichtung 1 befindliche restliche
Spülwasser durch den Wasserablauf 24 ablaufen und einem Ausguß
zugeführt werden kann. Anschließend wird das Ventil 25 geschlossen
und steht die Vorrichtung 1 für einen neuen Versuch zur Verfügung.
Claims (18)
1. Vorrichtung zur Schaumerzeugung und Schaummessung bei tensid
haltigen kosmetischen Körperreinigungsmitteln insbesondere
Dusch- und Schaumbädern,
gekennzeichnet durch
ein Reibgefäß (2) mit kegelförmiger Innenoberfläche (3) und
darauf reibend rotierendem Innenkegel (15), wobei Reibgefäß
(2) und Innenkegel (15) in axialer Richtung (5) relativ zu
einander bewegbar sind, und mit deckelseitig angeordneter
Schaumvolumenmeßkammer (10) sowie bodenseitigem Wasserzulauf
(17) und -ablauf (24).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aneinanderliegenden Oberflächen von Reibgefäß (2) und
Innenkegel (15) aus Kunststoff-, Gummi- oder Vliesstoffmateri
alien bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche des Innenkegels (15) aus Zellgummi mit ge
schlossenen Poren, vorzugsweise Naturkautschuk, und die Innen
oberfläche (3) des Reibgefäßes (2) aus einem Noppen aufweisen
den Material, vorzugsweise einem Noppengummi aus einer Buna/
Naturkautschuk-Mischung, besteht.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenkegel (15) ortsfest und lagestabil an einer mo
torgetriebenen Rührwelle (14) mit Drehmomentmeßeinrichtung
angeordnet und das Reibgefäß (2) mittels einer Hubvorrichtung
(4) zum Gegeneinanderpressen von Oberflächen von Reibgefäß (2)
und Innenkegel (15) vertikal verfahrbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Reibgefäß (2) oberhalb seines kegelförmigen Innenbe
reiches mit einem trichterförmigen Deckel (8) mit in die Meß
kammer (10) übergehendem Ausgang verschlossen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammer (10) in ein Überlaufgefäß (12) mündet.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammer (10) zylinderförmig ausgebildet ist und aus
transparentem Material besteht.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammer (10) eine Maßskala aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rührwelle (14) durch die Meßkammer (10) geführt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Reibgefäß (2) mittels einer Dosierpumpe Testwasser
zuzuführen ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Reibgefäß (2) beheizbar ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Innenkegel (15) mittels einer kanülenartigen Lei
tung tensidhaltiges Körperreinigungsmittel aufbringbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenkegel (15) einen Öffnungswinkel (β) von 10-15°,
vorzugsweise 12°, aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Reibfläche in einer Größe von 70-100 cm2, vor
zugsweise von 85-90 cm2, aufweist.
15. Verfahren zur Schaumerzeugung und Schaummessung bei tensidhal
tigen kosmetischen Körperreinigungsmitteln, insbesondere
Dusch- und Schaumbädern,
dadurch gekennzeichnet,
daß das tensidhaltige Körperreinigungsmittel auf die Außen
fläche eines in einem Reibgehäuse rotierend bewegbaren Innen
kegels gegeben, dieser rotierend an einer kegelförmigen Innen
fläche des Reibgefäßes reibend vorbeibewegt wird und der ent
stehende Schaum in einer Meßkammer aufgefangen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Maß für die Schaumbildung das in dem Reibgefäß vor
zugsweise während einer Versuchszeit von 60 s mit einer Rei
nigungsmittelmenge von vorzugsweise 1 ml gebildete Schaumvo
lumen gemessen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Auseinanderbewegen von Innenkegel und Reibgefäß der
gebildete Schaum durch zulaufendes Wasser in die Meßkammer
geschwemmt wird.
18. Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 14 zur Schaumerzeugung und Schaummessung bei
tensidhaltigen kosmetischen Körperreinigungsmitteln, insbe
sondere bei Dusch- und Schaumbädern.
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DE19904015229 DE4015229A1 (de) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Verfahren und vorrichtung zur reproduzierbaren erzeugung und messung von schaum bei tensidhaltigen kosmetikprodukten |
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