DE60115378T2

DE60115378T2 - Verfahren zur herstellung von seife enthaltend lufteinschluesse

Info

Publication number: DE60115378T2
Application number: DE60115378T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hasegawa; Yasunori Miyamoto; Tadao Abe; Koichi Hatano
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: CN1225532C; US20030096719A1; EP1229105A4; WO2002024856A1; EP1229105B1; CN1392898A; EP1229105A1; DE60115378D1; US6809071B2

Description

Technisches Feld:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife aus geschmolzener und mit Luft durchsetzter Seife. Spezieller bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife, wobei die Trennung der geschmolzenen Seife in Gas und Flüssigkeit verhindert wird.
Stand der Technik:
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat vor kurzem in JP-A-10-195494 ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife vorgestellt, welche die Verfestigung von geschmolzener Seife, die eine große Anzahl von Bläschenaufweist, in einer Aushöhlung einer Form umschließt, wobei der Schritt der Verfestigung in einem hermetisch abgeschlossenen Hohlraum ausgeführt wird.
Gemäß diesem Produktionsverfahren leidet die verfestigte Seife kaum unter Fehlstellen- oder Vertiefungsentwicklung, da die Außenluft nicht in den Hohlraum eintreten kann. Dennoch steht die geschmolzene Seife in der Zuführleitung oder im Speichertank, wenn der Vorgang der Produktion der mit Luft durchsetzten Seife im Falle eines Störfalls ausgesetzt wird. In der Zwischenzeit sammeln sich die Bläschen an und gewinnen an Durchmesser, was in der Trennung in Gas und Flüssigkeit resultiert. Wenn der Vorgang in diesem Stadium wieder aufgenommen wird, würde die geschmolzene Seife mit von der Flüssigkeit getrenntem Gas in den Hohlraum eingespritzt. Daraus folgt, dass die entstehende Seife nicht gleichförmig verteilte Bläschen und eine verminderte Neigung zum Schäumen aufweist. Wenn eine Rührschaufel (Rührblatt), was die gebräuchlichste Mittel zur Bewegung ist, benutzt wird, wäre es schwierig, die angesammelten Bläschen bei einer geringen Scherkraft aufzubrechen, oder es würde bei einer hohen Scherkraft Luft eingebracht, was eine Änderung in der relativen Dichte der geschmolzenen Seife bewirkt. Ferner kann eine Änderung des Zustands der Bläschen (besonders der Anzahl der Bläschen) in einer Änderung des Gewichts der verfestigten Seife resultieren.
Offenbarung der Erfindung:
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife zur Verfügung zu stellen, wobei die Trennung der geschmolzenen Seife, in der eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, in Gas und Flüssigkeit verhindert wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife zur Verfügung zu stellen, das eine gleichmäßige Bläschenverteilung sicherstellt, und die die Gewichtsvariation zwischen den verfestigten Seifenprodukten minimiert.
Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben genannten Ziele, indem sie ein Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife zur Verfügung stellt, das die Verfestigung vom geschmolzener Seife, in der eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, in einer Formeinheit umfasst, wobei
eine Umlaufleitung so an einem Speichertank der geschmolzenen Seife angeschlossen ist, dass sie eine Schleife bildet, die durch den Speichertank hindurch verläuft,
ein Zuführabschnitt zum Zuführen der geschmolzenen Seife an der Umlaufleitung oder dem Speichertank angeschlossen ist, und
die geschmolzene Seife der Formeinheit durch den Zuführabschnitt zugeleitet wird, während sie durch die Umlaufleitungen zirkuliert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife zur Verfügung, welche zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife verwendet wird, mit einem Speichertank für geschmolzene Seife, einer Umlaufleitung, die mit dem Speichertank verbunden ist und die eine Schleife bildet, die durch den Speichertank hindurch verläuft, einem Abschnitt zum Zuleiten von geschmolzener Seife, der an die Umlaufleitungen oder an dem Speichertank angeschlossen ist, und einer Formeinheit, wo die von dem Zuführabschnitt her zugeleitete geschmolzene Seife in eine vorbestimmte Gestalt hinein geformt und verfestigt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 ist eine Skizze des Umlaufabschnittes der geschmolzenen Seife einer Vorrichtung, die in einer ersten Ausführungsform des Produktionsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird.
2 ist eine Skizze des Zuführabschnitts der geschmolzenen Seife einer Vorrichtung, die in einer Ausführungsform des Produktionsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird.
3(a), 3(b) und 3(c) sind Skizzen der Formeinheit der geschmolzenen Seife einer Vorrichtung, die in einer Ausführungsform des Produktionsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird.
4 ist eine Skizze des Umlaufabschnittes der geschmolzenen Seife einer Vorrichtung, die in einer zweiten Ausführungsform des Produktionsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird (entsprechend 1).
5 ist eine Skizze des Umlaufabschnittes der geschmolzenen Seife einer Vorrichtung, die in einer zweiten Ausführungsform des Produktionsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird.
Beste Vorgehensweise, um die Erfindung auszuführen:
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bezüglich ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden. Eine Herstellungsvorrichtung, die in der vorliegenden Ausführungsform benutzt wird, hat einen Umlaufabschnitt für geschmolzene Seife, einen Zuführabschnitt für geschmolzene Seife, der mit dem Umlaufabschnitt verbunden ist, und einen Formabschnitt mit einer Form, um die von dem Zuführabschnitt zugeführte geschmolzene Seife zu formen. 1 zeigt den Umlaufabschnitt der geschmolzenen Seife in der Vorrichtung, die in der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß vorliegender Erfindung benutzt wird. 2 zeigt den Abschnitt zum Zuleiten der geschmolzenen Seife, und 3 zeigt den Abschnitt zum Formen der geschmolzenen Seife.
Der Umlaufabschnitt der geschmolzenen Seife 6, dargestellt in 1, hat einen Speichertank 61, eine Umlaufleitung 62, die an den Speichertank 61 angeschlossen ist und eine geschlossene Schleife bildet, die durch den Speichertank 61 hindurch verläuft, und eine Umlaufpumpe 63, die in der Umlaufleitung 62 vorgesehen ist. Eine Zuführleitung 64, um geschmolzene Seife, die in einem Durchlüftungsabschnitt mit Luft durchsetzt worden ist (nicht dargestellt), ist an den Speichertank 61 angeschlossen. Im Speichertank 61 sind Rührschaufeln 65 vorgesehen. Die Rührschaufeln 65 werden durch einen Motor 66 angetrieben, um sich in einer vorgeschriebenen Richtung zu drehen. Eine Füllstandsanzeige 67 ist oberhalb des Speichertanks 61 angeordnet. Die Füllstandsanzeige 67, die man benutzen kann, beinhaltet optische, Ultraschall- oder Differenzdruck-Flüssigkeitsstandssensoren. Ein Messgerät zur Messung der relativen Dichte 68 ist im Verlauf der Umlaufleitung 62 vorgesehen. Das Messgerät zur Messung der relativen Dichte 68, das man benutzen kann, beinhaltet zum Beispiel einen Coriolis Massenstrom-Sensor, der von Sakura Endless K.K. geliefert wird. Die relative Dichte kann in einer Betriebsart zur Messung der Dichte gemessen werden. An die Umlaufleitung 62 ist ein Abschnitt zum Zuführen der geschmolzenen Seife 3 angeschlossen. Der Fluss der geschmolzenen Seife von der Umlaufleitung 62 zum Zuführabschnitt 3 wird an- und ausgeschalten. Mehrere Zuführabschnitte 3 sind in Reihe an die Umlaufleitung angeschlossen. Sowohl die Umlaufleitung 6 einschließlich des Speichertanks 61 und der Umlaufleitung 62 als auch der Zuführabschnitt 3 werden mit einem wärmespeichernden Mittel wie zum Beispiel warmes Wasser oder einer Heizung auf einer vorgeschriebenen Temperatur gehalten.
Der Flüssigkeitsstand der geschmolzenen Seife, der mit der Füllstandsanzeige 67 gemessen wurde, und die Dichte der geschmolzenen Seife, die mit dem Messgerät zur Messung der spezifischen Dichte 68 gemessen wurde, werden jeweils in elektrische Signale umgewandelt und an eine Recheneinheit 69 geschickt, wo Berechnungen zur Steuerung des Betriebes eines Servomotors 38 auf Basis des Flüssigkeitsstands und der Dichtedaten der geschmolzenen Seife ausgeführt werden, und die Ergebnisse der Berechnung werden in elektrische Signale umgewandelt und zu dem Servomotor 38 geschickt.
Die Zirkulation der geschmolzenen Seife in dem Umlaufabschnitt mit oben erwähnten Aufbau wird nachfolgend beschrieben. Geschmolzene Seife, die in einem Durchlüftungsabschnitt (nicht dargestellt) mit Luft durchsetzt worden ist, um darin eine große Anzahl von Bläschen zu verteilen, wird in den Vorratstank 61 durch die Zuführleitung 64 eingeleitet und dort gespeichert. Die geschmolzene Seife wird in dem Speichertank 61 mittels der Rührschaufeln 65 umgerührt, um einen gleichmäßig verteilten Zustand der Bläschen zu erhalten. Ein Teil der geschmolzenen Seife wird an die Umlaufleitung 62 mittels der Umlaufpumpe 63 abgegeben. Infolgedessen zirkuliert die geschmolzene Seife, die in dem Speichertank 61 gespeichert ist, durch die Umlaufleitung 62 während sie den Speichertank 61 durchläuft. Durch diese Zirkulation wird verhindert, dass die geschmolzene Seife in der Zuführleitung stehen bleibt, auch wenn der Vorgang der Herstellung der mit Luft durchsetzen Seife bei einem Störfall ausgesetzt wird, wodurch immer eine Scherkraft auf die mit Luft durchsetzte geschmolzene Seife einwirkt, um die Trennung in Gas und Flüssigkeit zu verhindern. Da durch die Zirkulation eine Scherkraft auf die geschmolzene Seife aufgebracht wird, hat insbesondere die vorliegende Ausführungsform den Vorteil, dass die Zeit, in der die Scherkraft auf die geschmolzene Seife einwirkt, zum Beispiel durch die Einstellung der Fließgeschwindigkeit der geschmolzenen Seife kontrollierbar ist. Das heißt, mit Luft durchsetzte geschmolzene Seife, die eine komprimierbare Flüssigkeit mit geringer Speicherstabilität ist, eine lange Zeitspanne unter einer Scherkraft zu halten ermöglicht es, den Zustand der Bläschen zu ändern. Ohne Einwirkung der Scherkraft erscheint die Ansammlung von Bläschen oder die Trennung in Gas und Flüssigkeit unvermeidbar. Daher kann eine Scherkraft in effektiver Weise in die geschmolzene Seife eingebracht werden, indem die Zeit der Anwendung der Scherkraft gesteuert wird, während die geschmolzene Seife umgerührt wird. Infolgedessen können die Bläschen in einem zufrieden stellend verteilten Zustand in der geschmolzenen Seife in dem Speichertank 61 gehalten werden und der zufrieden stellende Zustand über eine längerfristige Zeitspanne aufrechterhalten werden. Die Trennung in Gas und Flüssigkeit wird durch das Umrühren mit denen Rührschaufeln 65 in dem Speichertank 61 einigermaßen unterdrückt, was nicht als ausreichend angesehen werden kann. Wenn die geschmolzene Seife mit den Rührschaufeln 65 genügend bewegt wird, um die Gas-Flüssigkeitstrennung oder die Ansammlung von Bläschen zu verhindern, würde die geschmolzene Seife Luftbläschen einbinden, was in einer Änderung der relativen Dichte der geschmolzenen Seife resultiert. Daher ist es erstrebenswert, dass das Umrühren in dem Speichertank 61 sanft genug ist, um Lufteintrag zu vermeiden und dass durch die Zirkulation in der Umlaufleitung 62 die Gas-Flüssigkeitstrennung verhindert wird.
Während die geschmolzene Seife zirkuliert, wird ihre Dichte mit dem Messgerät zur Messung der spezifischen Dichte 68 gemessen, und gleichzeitig wird der Flüssigkeitsstand in dem Speichertank 61 mit der Füllstandsanzeige 67 gemessen.
Die geschmolzene Seife, in der eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, kann zum Beispiel durch das Verfahren, das in JP-A-11-43699, Spalte 2, Zeile 15 bis Spalte 5, Zeile 1, eingereicht vom vorliegenden Antragsteller, beschrieben ist, angesetzt werden. Verschiedene Gase sind verwendbar, um geschmolzene Seife mit Luft zu durchsetzen. Insbesondere ist ein inertes Gas, speziell ein nicht oxidierendes Inertgas wie Stickstoff brauchbar um zu verhindern, dass die Bestandteile der geschmolzenen Seife beim Aufheizen oxidativ zersetzt werden und dabei unangenehme Gerüche usw. hervorbringen. Der Gebrauch eines Inertgases zur Durchlüftung ist insbesondere nützlich, wenn ein Parfümbestandteil, der anfällig gegenüber oxidativer Zersetzung ist, als Bestandteil der mit Luft durchsetzen Seife verwendet wird.
Es wird bevorzugt, dass die Zirkulation der geschmolzenen Seife bei einer Temperatur von 55 bis 80°C Grad, speziell 60 bis 70°C Grad aufrecht erhalten wird um zu verhindern, dass sich die geschmolzene Seife an der Spitze der Zuführdüsen, die nachfolgend beschrieben werden, verfestigt, und um die Oxidation der Seife und die Zerstörung des Parfüms zu verhindern.
In diesem Zusammenhang wird aus demselben Grund die zirkulierende geschmolzene Seife vorzugsweise auf eine Temperatur, die 1 bis 20 °C Grad, speziell 2 bis 5 °C Grad höher ist als der Schmelzpunkt, aufgeheizt und gehalten.
Die Zirkulation der geschmolzenen Seife ist vorzugsweise so, dass das Verhältnis der Speichertankkapazität 61 S(m³) zur Durchflussmenge V(m³/h), S/V Verhältnis (h), in einem Bereich von 0,01 bis 5 liegt, um eine Ansammlung der Bläschen und eine Trennung in Gas und Flüssigkeit zu verhindern.
In Verbindung mit der Durchflussmenge wird die geschmolzene Seife in der Umlaufleitung 62 vorzugsweise bei einer Fließgeschwindigkeit Vd von 0,02 bis 5 m/s, speziell 0,05 bis 0,8 m/s, zirkuliert. Unterhalb des unteren Limits tritt leicht ein Druckabfall auf, wenn die geschmolzene Seife der Zuführleitung 3 zugeführt wird. Über dem oberen Limit muss die Ausrüstung vergrößerte Ausmaße haben und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die geschmolzene Seife Luftbläschen einbindet, während sie zirkuliert wird. Aus den gleichen Gründen hat die Umlaufleitung 62 vorzugsweise eine Querschnittsfläche von 10 bis 200 cm², speziell 20 bis 180 cm².
Die geschmolzene Seife hat vorzugsweise ein Scherverhältnis von 0,2 bis 500 s^-1, insbesondere 0,3 bis 100 s^-1, speziell 0,3 bis 20 s^-1, um die Ansammlung von Bläschen und die Trennung in Gas und Flüssigkeit zu verhindern. Das Scherverhältnis D wird aus D = 2Vd/d berechnet, wobei Vd eine Umlaufgeschwindigkeit (m/s) der geschmolzenen Seife ist und d der Durchmesser (m) der Umlaufleitung 62 ist. Vorzugsweise wird ein stationärer Mixer in geeigneter Form in der Umlaufleitung angebracht, um die Scherung in dem oben genannten Bereich des Scherverhältnisses aufzubringen.
Ein Teil der geschmolzenen Seife, die in der Umlaufleitung 62 zirkuliert, wird an den Zuführabschnitt 3 abgegeben, der an die Umlaufleitung 62 angeschlossen ist. Wie in 2 dargestellt ist, hat der Zuführabschnitt 3 ein Anschlussrohr 35, dessen eines Ende an die Umlaufleitung 62 angeschlossen ist, und ein Umschaltventil 32, das mit dem anderen Ende des Anschlussrohrs 35 verbunden ist, eine Zuführdüse 31, die an das eine Ende des Umschaltventils 32 angeschlossen ist, einen Zylinder 33, der an das andere Ende des Umschaltventils 32 angeschlossen ist, und einen Kolben 34, der in dem Zylinder 33 angeordnet ist. Das Umschaltventil 32 schaltet die Verbindung zwischen der Umlaufleitung 62 und der Zuführdüse 31 ein und aus. Am rückwärtigen Ende der Pleuelstange des Kolbens 34 ist eine lineare Führung 36 angebracht. Die lineare Führung 36 ist mit dem Servomotor 38 über einen Verbindungsmechanismus 37 verbunden. Der Servomotor 38 lässt die lineare Führung 36 in einer linearen und gegenläufigen Bewegung laufen und bewirkt dadurch, dass der Kolben 32 in dem Zylinder 33 vor und zurück gleitet. Das Volumen der zuzuführenden geschmolzenen Seife wird durch den Hub des Kolbens 34 bestimmt. Spezifischer wird das zuzuführende Volumen (1) durch ein Verfahren bestimmt, bei dem die Kolbenposition vor dem Saugvorgang als Ursprung angenommen wird und das Zuführvolumen über die Saugstrecke des Kolbens bestimmt wird, oder (2) durch ein Verfahren, bei dem die Kolbenposition nach dem Saugvorgang als Ursprung angenommen wird und das Zuführvolumen über die Schubstrecke des Kolbens bestimmt wird. Da die zu dosierende geschmolzene Seife eine kompressible Flüssigkeit ist, wird es vorgezogen, das Verfahren (1) einzusetzen, um eine verbesserte Genauigkeit des gemessenen Gewichts zu erhalten und den Ursprung so festzulegen, dass die Menge der geschmolzenen Seife, die in dem Zylinder zurückbleibt, wenn der Kolben am Ursprung ist, minimiert werden kann. Der Servomotor 38 wird auf Grund der Berechnungen der Recheneinheit 69 gesteuert wie oben dargestellt. Die Einzelheiten der Steuerung werden später beschrieben werden.
Der Fluss der geschmolzenen Seife in dem Zuführabschnitt 3 wird im Folgenden beschrieben werden. Beim Umschalten des Umschaltventils 32 wird ein Teil der geschmolzenen Seife, die in der Umlaufleitung 62 zirkuliert, durch das Verbindungsrohr 35 und die Umlaufleitung 62 in den Zylinder 33 abgegebenen. Zu diesem Zeitpunkt möge der Kolben 34 von der linearen Führung 36 zu einer vorgeschriebenen Positionen zurückgezogen worden sein. Alternativ möge der Kolben 34 schrittweise mit der geschmolzenen Seife, die in den Zylinder 33 zugeführt wird, zurückgezogen werden.
Mit der Abgabe einer vorgeschriebenen Menge der geschmolzenen Seife an den Zylinder 33 wird der Fluss durch das Umschaltventil 32 umgeschaltet und mit dem Zylinder 33 und der Zuführdüse 31 verbunden. Dann wird der Kolben 34 von der linearen Führung eine vorgeschriebene Strecke voran geschoben, um die geschmolzene Seife aus dem Zylinder 33 zu schieben, wobei die geschmolzene Seife durch die Zuführdüse 31 als eine Formeinheit in den Formabschnitt 7 zugeführt wird. Es sind so viele Formabschnitte 7 wie Zuführdüsen 31 vorgesehen. Die oben beschriebene Reihe von Vorgängen wird in jedem Zuführabschnitt 3 ausgeführt.
Der Hub des Kolbens 34 wird durch die Steuerung des Servomotors 38 bestimmt, die auf den Berechnungen der Dichte der geschmolzenen Seife, die mit dem Messgerät zur Messung der spezifischen Dichte 68 gemessen wurde, und auf dem Flüssigkeitsstand der geschmolzenen Seife in dem Speichertank 61, der mit dem Füllstandsmessgerät 67 gemessen wurde, beruht. Spezifischer werden die folgenden Vorgänge ausgeführt.
Im Hinblick auf die Dichte der geschmolzenen Seife wurde der Zusammenhang zwischen einem Gewicht A der geschmolzenen Seife, die in die Formeinheit 7 zugeführt wurde, und einer Dichte ρ der geschmolzenen Seife zuvor erhalten. Die Untersuchungen des vorliegenden Erfinders haben gezeigt, dass diese Variablen einen ansteigenden linearen Graphen beschreiben. Der Linearitätskoeffizient dieser linearen Beziehung wird mit C_p bezeichnet. Auf eine ähnliche Weise wurde die Beziehung zwischen dem Gewicht der geschmolzenen Seife A, die der Formeinheit 7 zugeführt wird, und dem Flüssigkeitsstand L der geschmolzenen Seife zuvor erhalten. Die Untersuchungen des vorliegenden Erfinders haben gezeigt, dass diese Variablen auch einen ansteigenden linearen Graphen darstellen. Ein Linearitätskoeffizient dieser linearen Beziehung wird mit C_L bezeichnet. Das Gewicht A₀ der geschmolzenen Seife, die der Formeinheit 7 zuzuführenden ist, wird vorher eingestellt. Die Dichte ρ₀ und der Flüssigkeitsstand L₀ der geschmolzenen Seife, die dem eingestellten Gewicht A₀ entsprechen, werden vorher aus den oben beschriebenen linearen Zusammenhängen erhalten. Die Werte C_ρ, C_L, A₀, ρ₀ und L₀ werden als Startwerte in die Recheneinheit 69 eingegeben.
Dann wird die Differenz zwischen ρ_m und ρ₀ (d_ρ = ρ_m – ρ₀) und die Differenz zwischen L_m und L₀ (d_L = L_m – L₀) in der Recheneinheit 69 auf Grundlage der vorher erhaltenen Werte für ρ₀ und L₀ und der Dichte der geschmolzenen Seife ρ_m und des Flüssigkeitsstands L_m, die durch eine Messung erhalten wurden, berechnet. Das berechnete d_ρ und d_L wird jeweils mit den zugehörigen Konstanten C_ρ und C_L, die als Startwerte eingegeben wurden, multipliziert, um ein Gewicht zu erhalten, dass gegenüber dem eingestellten Gewicht A₀ korrigiert ist, z. B. (C_ρd_ρ + C_Ld_L). Die Division des korrigierten Gewichtes durch die gemessene Dichte ρ_m ergibt ein korrigiertes Volumen. Da die Querschnittsfläche des Zylinders 33 bekannt ist, wird das korrigierte Volumen durch die Querschnittsfläche geteilt, um einen korrigierten Hub des Kolbens 34 zu ergeben. Der so berechnete korrigierte Hub wird in einen Umdrehungsschritt des Servomotors 38 konvertiert, und der konvertierte Wert wird zu dem Servomotor 38 gesendet, um den Hub des Kolbens 34 zu kontrollieren.
Durch diese Reihe von Vorgängen kann unabhängig von Dichteschwankungen der geschmolzenen Seife, die aus irgendwelchen Gründen entstehen, ein konstantes Gewicht der geschmolzenen Seife in die Formeinheit 7 gegossen werden. Da die Zirkulation der geschmolzenen Seife aufrechterhalten wird, stagniert sie ferner nicht im Falle einer Unterbrechung des Vorganges in dem Ablauf von Durchlüftung bis Zuführung, wodurch eine Trennung in Gas und Flüssigkeit verhindert wird.
Als Ergebnis zeigt die resultierende Seife gleichmäßig verteilte Bläschen und guten Schaum im Gebrauch.
Das Formen der geschmolzenen Seife, die in die Formeinheit 7 zugeführt wird, wird unter Bezugnahme auf die 3(a) und 3(c) erklärt. Wie in 3(a) gezeigt ist, hat die Formeinheit 7 eine untere Form 1 und eine obere Form 2, die eine Gussform bilden. Die untere Form 1 besteht aus einem starren Material wie zum Beispiel Metall und hat eine Aushöhlung 11, die nach oben zeigt. Die Aushöhlung 11 hat in Übereinstimmung mit dem Boden und den Seiten des mit Luft durchsetzen Seifenprodukts eine konkave Form. Mehrere Verbindungslöcher 12, die die Aushöhlung 11 und die Außenseite der unteren Form 1 verbinden, werden in den Boden der Aushöhlung 11 eingelassen. Eine Spannvorrichtung 13, die die untere Form 1 und die obere Form 2 verspannt, ist an den Seiten der unteren Form 1 befestigt.
Die untere Form 2 besteht auch aus einem starren Material wie zum Beispiel Metall. Die obere Form 2 setzt sich zusammen aus einem Deckel 21, einem Pressteil 22, das an der Unterseite des Deckels 21 befestigt ist und dessen Unterseite entsprechend der oberen Kontur der mit Luft durchsetzen Seife geformt ist, einem Stempel 23, der an der Oberseite des Deckels 21 befestigt ist, und einer Halterung 24, die an dem Stempel 23 mit Spiel anliegt und die in die Spannvorrichtung 13 der unteren Form 1 eingreift.
Wie in 3(a) gezeigt, wird die geschmolzene Seife 4, die über die Zuführdüse 31 eingespritzt wird, in die Aushöhlung 11 der unteren Form 1 gegossen. Es wird bevorzugt, dass das Volumen der geschmolzenen Seife 4, das mittels der oben beschriebenen Kontrolle der Recheneinheit 69 zugeführt wird, zumindest 1,05-mal, vorzugsweise 1,1-mal das Zielvolumen eines mit Luft durchsetzen Seifenprodukts ist. Das ist günstig, um das Schrumpfen oder die Entwicklung von Einsackstellen beim Abkühlen der geschmolzenen Seife in Verbindung mit der Kompression der geschmolzenen Seife (nachfolgend beschrieben) wirksam zu verhindern. Um eine solche Beziehung zu erreichen, wird die Dichte der geschmolzenen Seife genau eingestellt. Die Obergrenze für das Volumen der geschmolzenen Seife, das zugeführt werden soll, wird in geeigneter Weise gemäß dem Volumenverhältnis der Bläschen in der geschmolzenen Seife festgesetzt. Zum Beispiel ist der Grad der Schrumpfung beim Abkühlen hoch, wenn das Gesamtvolumen der Bläschen im Volumen der geschmolzenen Seife relativ groß ist, so dass die obere Grenze für das Volumen, dass zugeführt werden soll, relativ hoch gesetzt wird. Andererseits wird die obere Grenze für das Volumen, das zugeführt werden soll, relativ niedrig gesetzt, wenn das Gesamtvolumen der Bläschen in dem Volumen der geschmolzenen Seife relativ klein ist, da der Grad der Schrumpfung beim Abkühlen nicht so groß ist. Wenn man bedenkt, dass das Gesamtvolumen der Bläschen etwa 5 bis 70% des Volumens der geschmolzenen Seife in dieser speziellen Ausführungsform ausmacht, ist die Obergrenze des Volumens, das zugeführt werden soll, vorzugsweise dreimal, insbesondere zweimal das Volumen einer mit Luft durchsetzen Seife. Da sich das Volumen von geschmolzener Seife in Abhängigkeit von Druck und Temperatur ändert, ist hier das Volumen bei 25°C unter atmosphärischem Druck gemeint.
Die Temperatur der geschmolzenen Seife, die in die Aushöhlung 11 gegossen wird, ist praktisch die gleiche wie die der geschmolzenen Seife, die in der Umlaufleitung 62 zirkuliert.
Nach Beendigung des Zuführens der geschmolzenen Seife 4 wird die obere Seite der unteren Form 1 mit der oberen Form 2 geschlossen und die Halterung 24, die an der oberen Form 2 befestigt ist, greift in die Spannvorrichtung 13 ein, die an der unteren Form 1 befestigt ist. Auf diese Weise werden die zwei Formen fixiert und umschließen die Aushöhlung 11 hermetisch. Dann wird, wie in 3(b) gezeigt, der Stempel, der an der oberen Form 2 befestigt ist, von einer vorgeschriebenen Presse (nicht dargestellt) wie ein Druckzylinder nach unten gepresst, um die geschmolzene Seife in der Aushöhlung 11 auf ein Sollvolumen eines mit Luft durchsetzen Seifenprodukts zu komprimieren, und die geschmolzene Seife wird in diesem komprimierten Zustand belassen, um zu verfestigten. Dieser Ablauf verhindert wirksam die Ausbildung von Schrumpfung und Einsackstellen beim Abkühlen, um Stücke von mit Luft durchsetzter Seife mit zufrieden stellendem Erscheinungsbild herzustellen.
Der Druck (Manometerdruck), um die geschmolzene Seife zu komprimieren, beträgt für gewöhnlich etwa 0,005 bis 0,3 MPa, insbesondere etwa 0,05 bis 0,2 MPa, wobei er variiert, je nachdem wieviel mal größer das Volumen der zugeführten geschmolzenen Seife gegenüber dem Sollvolumen einer mit Luft durchsetzen Seife ist.
Das Kompressionsverhältnis der geschmolzenen Seife, das heißt das Kompressionsverhältnis der gasförmigen Bestandteile in der geschmolzenen Seife (Volumen der gasförmigen Bestandteile vor der Kompression/Volumen der gasförmigen Bestandteile nach der Kompression) ist vorzugsweise 1,08 bis 2,5, noch besserer 1,1 bis 2, vom Standpunkt der Verhinderung der Entwicklung von Schrumpfung oder Einsackstellen beim Abkühlen, der Reduzierung der Abkühlzeit und der Verbesserung der Produktivität aus. Die gasförmigen Bestandteile in der geschmolzenen Seife beinhalten das Gas, das zum Durchlüften der geschmolzenen Seife verwendet wird, Dampf, der in der geschmolzenen Seife enthalten ist, und Ähnliches.
Die Verfestigungzeit der geschmolzenen Seife kann verkürzt werden, indem die untere Form durch ein vorgeschriebenes Mittel gekühlt wird, zum Beispiel durch ein Kühlmittel wie zum Beispiel Wasser. Selbstverständlich genügt Selbstkühlung. Wenn die Form mit Wasser gekühlt wird, beträgt die Wassertemperatur vorzugsweise etwa 5 bis 25°C, um eine nicht gleichmäßige Verteilung der Bläschen beim Kühlen zu verhindern.
Die geschmolzene Seife wird vorzugsweise so verfestigt, dass die entstehenden Seifenstücke eine Rohdichte von 0,4 bis 0,85 g/cm³, insbesondere 0,6 bis 0,8 g/cm³ haben. Das wird bevorzugt, um das Fließvermögen der geschmolzenen Seife sicherzustellen, die Wirksamkeit der Kühlung zu verbessern, die Auslösbarkeit des entstandenen Stücks aus der Aushöhlung 11 zu verbessern, und um das Erscheinungsbild des Stückes zu verbessern. So ein verfestigter Zustand kann zum Beispiel erreicht werden, indem mit Luft durchsetzte geschmolzene Seife, die aus 55 ml (unter atmosphärischem Druck) Stickstoff und aus 90 ml einer Seifenmischung in die Aushöhlung bei 64°C eingespritzt wird, wobei die mit Luft durchsetzte geschmolzene Seife auf 120 ml komprimiert wird, und wobei die geschmolzene Seife in diesem komprimierten Zustand belassen wird, um zu verfestigten. Das Verfahren, um die Rohdichte der mit Luft durchsetzen Seife zu messen, wird nachfolgend in Beispielen beschrieben.
Es wird auch bevorzugt, dass die geschmolzene Seife auf eine Art und Weise verfestigt wird, dass das Verhältnis der Bläschen (Poren), die eine Größe von 1 bis 300 μm haben, im gesamten Porenvolumen der resultierenden mit Luft durchsetzen Seife (nachfolgend bezeichnet als ein Porenvolumenanteil) 80% oder mehr beträgt, um das Schäumen zu verbessern und um zu verhindern, dass die Seife beim Kontakt mit Wasser durchweicht oder verquillt. So ein verfestigter Zustand kann erreicht werden, indem eine Seifenmischung zum Beispiel mit einer Durchlüftungsvorrichtung Euromix MDFO, geliefert von Ebara Corp., bei einer Umdrehungszahl des Rotors von 1000 kPa (500 U/min) mit Luft durchsetzt wird, und indem die auf diese Weise mit Luft durchsetzte geschmolzene Seife durch Kühlung verfestigt wird, wobei die geschmolzene Seife in einem komprimierten Zustand gehalten wird. Das Verfahren, um den Porenvolumenanteil der mit Luft durchsetzen Seife zu messen, wird nachfolgend in Beispielen beschrieben.
Nach Beendigung der Verfestigung der geschmolzenen Seife wird der Eingriff der Spannvorrichtung, der an der unteren Form 1 befestigt ist, und die Halterung 24, die an der oberen Form 2 befestigt ist, gelöst, und die obere Form 2 wird wie in 3(c) gezeigt, entfernt. Die mit Luft durchsetzte Seife wird aus der Aushöhlung 11 der unteren Form 1 entnommenen, wobei eine vorgeschriebene Haltevorrichtung, wie zum Beispiel ein Sauggreifer, verwendet wird. Um das Entfernen der mit Luft durchsetzen Seife aus der Form zu erleichtern, kann ein Gas wie zum Beispiel Luft durch die Verbindungslöcher 12, die in den Boden der Aushöhlung 11 eingelassen sind, in die Aushöhlung 11 eingeblasen werden.
Die mit Luft durchsetzte Seife, die man auf diese Weise erhält, hat gleichmäßig in ihr verteilte Bläschen und schäumt daher gut. Ferner nimmt die mit Luft durchsetzte Seife ein zufrieden stellendes äußeres Erscheinungsbild ohne Schrumpfung oder Einsackstellen, die sich beim Abkühlen entwickelt haben können, an. Außerdem stimmt das Gewicht der mit Luft durchsetzen Seife im Wesentlichen mit dem Sollgewicht überein.
Mischungsbestandteile, die die mit Luft durchsetzte Seife vervollständigen können, beinhalten Fettsäureseifen, nichtionische Tenside, anorganische Salze, Polyalkohle, seifenfreie anionische Tenside, freie Fettsäuren, Parfüme und Wasser. Auf Wunsch können entsprechend Zusatzstoffe wie antimikrobische Substanzen, Pigmente, Färbstoffe, Öle und Pflanzenextrakte zugegeben werden.
Die zweite und dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Diese Ausführungsformen werden nur in Bezug auf die Unterschiede zu der ersten beschrieben. Bezüglich der Angaben, die nicht hierunter beschrieben werden, gilt entsprechend die Beschreibung der ersten Ausführungsform. In den 4 und 5 werden den gleichen Elementen wie in den 1 und 3 die gleichen Ziffern wie in den 1 und 3 zugewiesen. Die Füllstandsanzeige 67, das Messgerät zur Messung der spezifischen Dichte 68 und die Recheneinheit 69, die in 1 dargestellt sind, werden in den 4 und 5 weggelassen.
In der zweiten Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, hat die Vorrichtung zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife eine Abkühleinheit 81, die zwischen dem Speichertank 61 und dem Zuführabschnitt 3 angeordnet ist, um die geschmolzene Seife, die in der Umlaufleitung 62 zirkuliert, zu kühlen. Spezifischer ist die Abkühleinheit 81 an einer Stelle zwischen dem Speichertank 61 und der Stelle, an der der Zuführabschnitt 3 an die Umlaufleitung 62 anschließt, an der Umlaufleitung 62 befestigt. Die Abkühleinheit 81 ist unmittelbar vor der Position befestigt, an der der Zuführabschnitt 3 an die Umlaufleitung 62 anschließt. Die Umlaufleitung 62 hat auch eine Heizeinheit 80, um die geschmolzene Seife, die durch die Umlaufleitung 62 zirkuliert, zu heizen. Die Stelle, an der die Heizeinheit 80 befestigt wird, ist unterhalb der Stelle an der der Zuführabschnitt 3 an die Umlaufleitung 62 anschließt. Das heißt, an der Umlaufleitung 62 befindet sich die Abkühleinheit 81 im Oberlauf und die Heizeinheit 80 im Unterlauf bezüglich der Umlaufrichtung der geschmolzenen Seife, und der Zuführabschnitt der geschmolzenen Seife 3 ist an einer Stelle zwischen der Abkühleinheit 81 und der Heizeinheit 80, die an der Umlaufleitung 62 befestigt sind, angeschlossen. Die Heiztemperatur der Heizeinheit 80 wird höher eingestellt als die Temperatur der Umlaufleitung 62, so dass die Temperatur der geschmolzenen Seife, die von der Umlaufleitung 62 zu dem Speichertank 61 zurückkehrt, etwa die gleiche ist wie die Temperatur der geschmolzenen Seife, die in dem Speichertank gespeichert ist (nachfolgend bezeichnet als gehaltene Temperatur). Andererseits wird die Kühltemperatur der Abkühleinheit 81 niedriger eingestellt als die gehaltene Temperatur eines Wärmespeichers, der die Umlaufleitung 62 warm hält. Auf diese Weise wird die geschmolzene Seife auf eine Temperatur niedriger als die gehaltene Temperatur abgekühlt, zum Beispiel etwa 0,5 bis 10°C. Selbstverständlich liegt die Kühltemperatur bei oder über dem Schmelzpunkt der Seife. Ein Wärmetauscher etc. kann als Heizeinheit 80 verwendet werden. Eine Kühlwasserleitung etc. kann als Abkühleinheit 81 verwendet werden.
Gemäß dieser Ausführungsform besteht gegenüber der ersten Ausführungsform der Vorteil, dass die Zeit zum Kühlen zur Verfestigung in der Aushöhlung 11 der Formeinheit 7 kürzer wird, da die geschmolzene Seife auf eine Temperatur abgekühlt wird, die niedriger ist als die der zirkulierenden geschmolzenen Seife (gehaltene Temperatur), bevor sie in die Aushöhlung 11 der Formeinheit 7 eingespritzt wird. Wenn insbesondere die geschmolzene Seife auf eine um 0,5 bis 10°C niedrigere Temperatur als die gehaltene Temperatur abgekühlt wird unmittelbar bevor sie in die Aushöhlung 11 zugeführt wird, kann die Zeit reduziert werden, in der die geschmolzene Seife in der Aushöhlung 11, wo weder Bewegung noch Scherkraft aufgebracht werden, ruhig gehalten wird. Demzufolge kann das Auftreten von Ansammlungen von Bläschen und die Trennung von Gas und Flüssigkeit, die auftreten kann bis die Verfestigung abgeschlossen ist, reduziert werden. Es muss jedoch angemerkt werden, dass durch das Abkühlen der geschmolzenen Seife in der Abkühleinheit 81 befürchtet werden muss, dass das Fließvermögen der geschmolzenen Seife in der Umlaufleitung 62 abnimmt, wodurch die gleichmäßige Zirkulation der geschmolzenen Seife nicht sichergestellt werden kann. Deswegen wird die Heizeinheit 80 zum Heizen der geschmolzenen Seife getrennt von dem Wärmespeicher für die Umlaufleitung 62 angeordnet. Sie wird an einer Stelle unterhalb der Stelle angeordnet, an der der Zuführabschnitt 3 an die Umlaufleitung 62 angeschlossen ist, wodurch die gleichmäßige Zirkulation der geschmolzenen Seife sichergestellt wird.
In der dritten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, ist der Zuführabschnitt 3 nicht an die Umlaufleitung 62 des Umlaufabschnittes 6 der Vorrichtung zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife angeschlossen. Auch die Heizeinheit und die Abkühleinheit sind nicht vorgesehen. Stattdessen ist der Zuführabschnitt 3 mittels eines Verbindungsrohrs 35 an den Speichertank 61 angeschlossen, das an den Speichertank 61 getrennt von der Umlaufleitung 62 angeschlossen ist. Eine Abkühleinheit 81 ist an dem Verbindungsrohr 35 angebracht, das den Speichertank 61 und den Zuführabschnitt 3 verbindet. Mit anderen Worten wird die Abkühleinheit 81 zwischen dem Speichertank 61 und dem Zuführabschnitt 3 angebracht. Obwohl 5 nur einen Zuführabschnitt 3 zeigt, können mehrere Zuführabschnitte an den Speichertank 61 angeschlossen werden. In diesem Fall ist jedes Rohr, das jeden Zuführabschnitt mit dem Speichertank 61 verbindet, mit der Abkühleinheit ausgestattet. In jedem Fall wird die Kühltemperatur der Abkühleinheit 81 niedriger eingestellt als die gehaltene Temperatur des Wärmespeichers, der den Speichertank 61 warm hält. Auf diese Weise wird die geschmolzene Seife auf eine 0,5 bis 10°C niedrigere Temperatur als die gehaltene Temperatur abgekühlt.
Gemäß dieser Ausführungsform besteht der Vorteil, dass die Zeit zum Abkühlen zur Verfestigung in der Aushöhlung 11 kürzer ist als in der ersten Ausführungsform und ähnlich kurz wie in der zweiten Ausführungsform, da die geschmolzene Seife auf eine niedrigere Temperatur als die der zirkulierenden geschmolzenen Seife abgekühlt wird, bevor sie in die Aushöhlung 11 der Formeinheit 7 eingespritzt wird. Zudem wird die Heizeinheit, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, nicht gebraucht, weil die Umlaufleitung 62 nicht wie in der zweiten Ausführungsform gekühlt wird, was die Anordnung der Fertigungseinrichtung vereinfacht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Obwohl zum Beispiel in der ersten und zweiten Ausführungsform mehrere Zuführabschnitte 3 hintereinander an die Umlaufleitung 62 angeschlossen sind, wobei sie eine Schleife formen, können mehrere Umlaufleitungen an den Speichertank 61 angeschlossen werden, wobei jede eine Schleife formt, und ein oder mehr als ein Zuführabschnitt 3 ist an jeder Umlaufleitung angeschlossen. Das heißt, eine oder mehr als eine Zuführdüse sind an jeder Umlaufleitung angebracht, und es können so viele untere Formen wie Zuführdüsen benutzt werden. Gemäß dieser Anordnung kann, besonders wenn jede der Umlaufleitungen eine Zuführdüse hat, die Anzahl der Umdrehungen der Pumpe im Gegensatz zu der Reihenschaltung einzeln eingestellt werden, was den Vorzug hat, dass die Genauigkeit des Gewichts, das eingespritzt werden soll, weiter verbessert werden kann.
Während in den obigen Ausführungsformen mit Luft durchsetzte Seifen unter Einsatz der unteren Form 1 und der oberen Form 2 hergestellt werden, kann die untere Form 1 eine geteilte Form sein, die aus mehreren Stücken entsprechend der Kontur eines gewünschten mit Luft durchsetzten Seifenproduktes besteht.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird das Volumen der geschmolzenen Seife, das zugeführt werden soll, auf Grundlage der Änderungen sowohl der Dichte der geschmolzenen Seife als auch des Flüssigkeitsstands der geschmolzenen Seife in dem Speichertank 61 eingestellt. Stattdessen ist eine Einstellung, die nur auf Änderungen der Dichte der geschmolzenen Seife beruht, genug um mit Luft durchsetzte Seife mit konstantem Gewicht herzustellen. Das kommt daher, dass die Änderungen in der Dichte der geschmolzenen Seife mehr Einfluss auf die Änderungen des Volumens der geschmolzenen Seife haben als die Änderungen des Flüssigkeitsstands der geschmolzenen Seife in dem Speichertank 61. Selbstverständlich ist es für eine genaue Gewichtskontrolle besser, dass das Volumen der geschmolzenen Seife, das eingespritzt werden soll, auf Grund beider Parameter eingestellt wird.
Obwohl die Dichte der geschmolzenen Seife in den obigen Ausführungsformen in der Umlaufleitung 62 zwischen dem Speichertank 61 und dem Zuführabschnitt 3 gemessen wird, ist die Stelle der Messung nicht darauf beschränkt, und die Messung kann an irgendeiner anderen Stelle zwischen dem Speichertank 61 und der Zuführdüse 31 gemacht werden. Die erstgenannte Stelle wird dennoch im Hinblick auf den stabilisierten Fluss der geschmolzenen Seife, der zu einer Verminderung der Änderungen beim Zuführen führt, bevorzugt.
Obwohl in den obigen Ausführungsformen die Formeinheit für mit Luft durchsetzte Seifen eine Form benutzt, die aus einer unteren Form 1 und einer oberen Form 2 zusammengesetzt ist, kann eine Formeinheit, die andere Anordnungen und/oder Strukturen hat, benutzt werden. Zum Beispiel kann die Form, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen benutzt wird, durch ein hohles Bauteil ersetzt werden, bestehend aus einem Kunstharz wie Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat oder Polyester; einer flexiblen dünnen Metallplatte; einem flexiblen Grundmaterial etc., in das die geschmolzene Seife zugeführt und verfestigt wird. In diesem Fall besteht ein Vorteil darin, dass das hohle Bauteil als Verpackung der resultierenden mit Luft durchsetzen Seife dient.
Die Form, die aus der unteren Form 1, die eine Vertiefung hat, und der oberen Form 2, die die Vertiefung schließt, zusammengesetzt ist und die in den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, kann durch eine geteilte Form ersetzt werden, die aus mehreren Teilen aufgebaut ist, wobei die Teile so zusammengesetzt sind, dass sie einen Hohlraum bilden, der mit der Kontur eines gewünschten von mit Luft durchsetzten Seifenprodukts übereinstimmt. Durch die Verwendung einer solchen Form wird die geschmolzene Seife in die Form auf dieselbe Weise eingespritzt wie beim Spritzgießen von Plastik.
Beispiele 1 bis 6 und vergleichendes Beispiel 1
Gemäß dem Verfahren, das in JP-A-11-43699 oben beschrieben wurde, wurde geschmolzene Seife, in der eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, aus den Mischungsbestandteilen, die in Tabelle 1 und aufgeführt sind, angesetzt. Für die Durchlüftung wurde Stickstoff benutzt. Tabelle 1
In den Beispielen 1 bis 6 wurden mit Luft durchsetzte Seifen aus der angesetzten geschmolzenen Seife gemäß den Schritten, die in den 1 bis 3 gezeigt sind, hergestellt. Das Gewicht der mit Luft durchsetzen Seife wurde auf 90 g/Stück eingestellt. Der Speichertank 61 der geschmolzenen Seife hatte eine Kapazität von 0,2 m³ und die Umlaufleitung 62 hatte eine Querschnittsfläche von 78,5 cm². Die Umlauftemperatur, die Durchflussmenge V, die Umlaufgeschwindigkeit Vd, das Verhältnis von Speichertankkapazität S zur Durchflussmenge V S/V, und das Scherverhältnis D der geschmolzenen Seife war wie in Tabelle 2 aufgeführt. Im vergleichenden Beispiel 1 war die Formeinheit 7 direkt an den Auslass des Speichertanks 61 angeschlossen, so dass die geschmolzene Seife nicht zirkulierte. Sowohl in den Beispielen als auch im vergleichenden Beispiel wurde die Produktion einmal für 2 Stunden ausgesetzt, und der Vorgang wurde gemäß folgender Vorgehensweise wieder aufgenommen.
Die geschmolzene Seife wurde in die Aushöhlung 11 der unteren Formen 1 durch die zugehörigen Zuführdüsen 31 eingespritzt. Die Oberseite jeder unteren Form 1 wurde mit der oberen Form 2 geschlossen, um die Aushöhlung 11 hermetisch zu verschließen, und die geschmolzene Seife wurde von dem Pressteil 22 der oberen Form 2 auf ein Sollvolumen (120 cm³) komprimiert. Das Verdichtungsverhältnis der geschmolzenen Seife wurde in Tabelle 2 aufgeführt. In diesem komprimierten Zustand wurde die untere Form 1 mit 5 bis 15°C kalten Kühlwasser für 3 bis 15 Minuten abgekühlt, um die geschmolzene Seife zu verfestigten.
Nach Beendigung der Verfestigung der geschmolzenen Seife wurde die obere Form 2 entfernt. Die mit Luft durchsetzte Seife wurde mittels eines Sauggreifers aus jeder Aushöhlung 11 entnommen, wobei Druckluft in die Aushöhlung 11 durch die Verbindungslöcher 12, die in den Boden der Aushöhlung 11 eingelassen waren, eingeblasen wurde. Auf diese Weise wurden mit Luft durchsetzte Seifen als Endprodukt erhalten.
Die entstandenen mit Luft durchsetzen Seifen wurden gewogen, und ihre Rohdichte und der Porenvolumenanteil wurden gemäß den folgenden Verfahren gemessen. Ferner wurden der Verteilungszustand der Bläschen und das äußere Erscheinungsbild der Seife auf Grund folgender Qualitätsanforderungen beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Messung der Rohdichte
Eine rechtwinklige spatförmige Probe mit bekannten Seitenlängen (z.B. 10 bis 50 Millimeter) wurde aus der entstandenen mit Luft durchsetzten Seife herausgeschnitten und gewogen. Das Gewicht wurde durch das Volumen geteilt, um die Rohdichte zu erhalten. Das Volumen wurde aus den drei Seitenlängen berechnet. Die Gewichtsmessung wurde mit einer elektronischen Waage vorgenommen. Die Messung wurde bei 25°C ±3°C und einer relativen Feuchte von 40 bis 70% vorgenommen.
Messung des Porenvolumenanteils
Eine mit Luft durchsetzte Seife wurde schnell auf –196 °C abgekühlt und bei –150°C geschnitten. Die Schnittfläche wurde im Vakuum bei –150°C unter einem Elektronenmikroskop Crio SEM JSM-5410/CRU, hergestellt von der Firma JEOL Hightech Co., Ltd, betrachtet. Die Beschleunigungsspannung betrug 2kV, und ein Sekundärelektronenbild wurde zur Signaldetektion benutzt. Der Durchmesser der Poren wurde auf einem Gefügebild (500 fache Vergrößerung) gemessen, und ein Porenvolumenanteil wurde aus dem gemessenen Durchmesser berechnet.
Beurteilung des Verteilungszustands der Bläschen
Die entstandene Seife wurde in zwei Hälften geschnitten, und die Schnittfläche wurde mit bloßem Auge nach folgendem Maßstab beurteilt.

A: keine Änderung der Farbtönung wurde von Stück zu Stück beobachtet.
B: ein Streifen aufgrund einer Änderung in der Farbtönung wurde von Stück zu Stück beobachtet.
C: Streifen oder Bereiche mit unterschiedlicher Farbtönung wurden von Stück zu Stück beobachtet.

Beurteilung des Erscheinungsbilds
Das Erscheinungsbild wurde mit dem bloßen Auge betrachtet und nach folgendem Maßstab eingeteilt.

A: identisch mit der Form der Aushöhlung.
B: im Wesentlichen identisch mit der Form der Aushöhlung.
C: Einsackstellen wurden im Vergleich mit der Form der Aushöhlung beobachtet.

Wie aus den Ergebnissen, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, ersichtlich ist, haben die mit Luft durchsetzten Seifen, die aus den Beispielen erhalten wurden, gleichförmig verteilte Bläschen und weisen ein zufrieden stellendes Erscheinungsbild ohne Schrumpfung oder Einsackstellen, die auf das Abkühlen zurückzuführen sind, auf. Die mit Luft durchsetzen Seifen, die in den Beispielen erhalten wurden, haben ungefähr das gleiche Gewicht wie zuvor festgesetzt. Obwohl dies nicht in der Tabelle aufgeführt ist, gaben die mit Luft durchsetzten Seifen, die in den Beispielen erhalten wurden, keine schlechten Gerüche ab, die dem Erhitzen der geschmolzenen Seife zugeordnet werden können. Im Gegensatz dazu zeigten die mit Luft durchsetzten Seifen des vergleichenden Beispiels 1 nicht gleichförmig verteilte Bläschen.
Industrielle Anwendbarkeit:
Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife, kann die Trennung von geschmolzener Seife, in der eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, in Gas und Flüssigkeit verhindert werden.
Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife erhält man mit Luft durchsetzte Seifen, in denen eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist und die dadurch eine gute Neigung zum Schäumen aufweisen.
Wenn insbesondere mehr geschmolzene Seife als ein Sollvolumen von mit Luft durchsetzter Seife eingespritzt wird, kann Schrumpfung oder die Entwicklung von Einsackstellen beim Abkühlen bei der Verfestigung der geschmolzenen Seife wirksam verhindert werden. Ferner verhindert der Einsatz eines Inertgases zur Belüftung der geschmolzenen Seife wirksam die Erzeugung von schlechten Gerüchen, die auf das Erhitzen der geschmolzenen Seife zurückzuführen sind.
Mit Luft durchsetzte Seifenprodukte können ohne Gewichtsvariation hergestellt werden, indem das Volumen der geschmolzenen Seife, das einer Formeinheit zugeführt werden soll, in Übereinstimmung mit der Dichte der geschmolzenen Seife, die zugeführt werden soll, eingestellt wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung von mit Luft durchsetzter Seife, bei welchem Verfahren geschmolzene Seife, in welcher eine große Anzahl von Bläschen verteilt ist, in einer Formeinheit verfestigt wird, wobei eine Umlaufleitung an einem Speichertank der geschmolzenen Seife so angeschlossen ist, dass sie eine Schleife bildet, die durch den besagten Speichertank hindurch verläuft, ein Zuführabschnitt zum Zuführen der geschmolzenen Seife an der Umlaufleitung oder dem Speichertank angeschlossen ist, und die geschmolzene Seife der Formeinheit durch den besagten Zuführabschnitt hindurch zugeleitet wird, während sie durch die Umlaufleitung hindurch umlaufen gelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Volumen der geschmolzenen Seife, die der Formeinheit zuzuleiten ist, gemäß Veränderungen in dem spezifischen Gewicht der geschmolzenen Seife eingestellt wird, die der Formeinheit zuzuleiten ist, so dass das Gewicht der geschmolzenen Seife, die zuzuleiten ist, konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die in dem besagten Speichertank gespeicherte geschmolzene Seife der Formeinheit in einem Volumen zugeleitet wird, das gemäß Variationen des Flüssigkeitsfüllstands der geschmolzenen Seife in dem Speichertank eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das spezifische Gewicht der geschmolzenen Seife an einer Stelle zwischen dem Speichertank und der Formeinheit gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die umlaufende geschmolzene Seife auf einer Temperatur von 55 bis 80°C gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die geschmolzene Seife auf eine Temperatur unterhalb der besagten beibehaltenen Temperatur abgekühlt wird, bevor sie der Formeinheit zugeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Zirkulation der geschmolzenen Seife so ist, dass das Verhältnis der Kapazität S (m³) des Speichertanks zu der umlaufenden Durchflussmenge V (m³/h) der geschmolzenen Seife 0,01 bis 5 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Zirkulation der geschmolzenen Seife so ist, dass die geschmolzene Seife ein Scherverhältnis von 0,2 bis 500/sec hat.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem an der Umlaufleitung oder dem Speichertank mehrere der besagten Zuführabschnitt angeschlossen sind und genauso viele Formeinheiten verwendet werden, wie Zuführabschnitte vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Speichertank eine Vielzahl der besagten Umlaufleitungen hat, jede Umlaufleitung zumindest einen Zuführabschnitt hat, und so viele Formeinheiten verwendet werden, wie es Zuführabschnitte gibt.
Vorrichtung zum Herstellen von mit Luft durchsetzter Seife, welche zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 verwendet wird und einen Speichertank für geschmolzene Seife aufweist, eine Umlaufleitung, die mit dem Speichertank verbunden ist und eine Schleife bildet, die durch den Speichertank hindurch verläuft, einen Abschnitt zum Zuleiten von geschmolzener Seife, der an die Umlaufleitung oder den Speichertank angeschlossen ist, und eine Formeinheit, wo die von dem Zuführabschnitt her zugeleitete geschmolzene Seife in eine vorbestimmte Gestalt hinein geformt und verfestigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher eine Einheit, um die in der Umlaufleitung umlaufende geschmolzene Seife auf einer vorgeschriebenen beibehaltenen Temperatur zu halten, an der Umlaufleitung und dem Speichertank angebracht ist, und eine Abkühleinheit zum Abkühlen der geschmolzenen Seife auf eine Temperatur unterhalb der besagten beibehaltenen Temperatur zwischen dem Speichertank und dem Zuführabschnitt angebracht ist.