DE685858C - Verfahren zur Herstellung von roehrenfoermigem oder schlauchfoermigem Seifenklein - Google Patents

Description

Die Erfindungfoetrifft ein Verfahren zur Herstellung von röhrenförmigem oder schlauchförmigem Seifenklein.

Es bestand schon lange Zeit das Bedürfnis nach einem Seifenerzeugnis, das sich fast augenblicklich im Wasser aufzulösen vermag, das aber starken Widerstand gegen Zerdrücken oder Zerbrechen zu feinem Abfall oder Pulver leistet und in der Packung oder im Wasser keine Klumpen bildet. Auf diesem Wege kam man zur Herstellung von Seifenflocken, die aber den Anforderungen aus verschiedenen Gründen nicht entsprachen. Zunächst sind Seifenflocken in mechanischer Hinsicht sehr schwach und zerfallen daher in einer Packung leicht zu feinem Pulver. Beim Ausschütten der Flocken aus dem Paket geht das feine Pulver in die Luft und greift die Nasenschleimhäute an. Ferner klumpen die Seifenflocken, da sie dünn und flach sind, leicht zusammen, und dies erschwert das genaue Ausschütten einer bestimmten Menge Flocken aus der Packung. Außerdem verzögert diese Klumpenbildung der Flocken ihre Auflösung, im Wasser, weil die Angriffsfläche der Flocken für das Wasser stark vermindert ist.

Ein anderer Versuch in dieser Richtung führte zur Herstellung von kleinen Hohlkugeln oder Perlen aus Seife. Aber auch diesen haften verschiedene Mängel an. Seifenhohlkugeln oder Seifenperlen haben unregelmäßige Gestalt und Größe. Ihre Form bringt es mit sich, daß die Hohlkugeln oder Perlen nur an einer Seite ihrer Wandung, nämlich an ihrer Außenseite, der auflösenden Wirkung des Wassers ausgesetzt werden. Um also eine rasche Lösung solchen Seifenkleins zu gewährleisten, müssen die einzelnen Hohlkugeln sehr dünnwandig sein. Das bedingt aber nur geringe mechanische Festigkeit und führt zur Bildung von feinem Staub, der sich in den Seifenpackungen anhäuft und beim Ausschütten ihres Inhalts die Atmungsorgane angreift. Macht man jedoch die Hohl- kugeln verhältnismäßig diele, damit sie den gewöhnlich auftretenden Pressungen und Stößen widerstehen, so braucht man zur Auflösung der Hohlkugeln im Wasser eine übermäßig lange Zeit. Ein hohlkugel- oder perlenartiges Seifenklein neigt außerdem zur Klumpenbildung, sobald es beim Ausschütten das Wasser berührt.

Auch ist die Herstellung von Seifenfädchen oder -gespinsten vorgeschlagen worden. Aber diese Fädchen haben sich gleichfalls nicht bewährt. Macht man nämlich die Fädchen zur raschen Auflösung genügend dünn, so zerfal-

len sie leicht zu feinem Staub. Macht man sie aber zur Verhütung des feinen Staubes genügend dick, so braucht man längere Zeit zu ihrer Auflösung.

Es ist auch bekannt, mit einer axialen Bok, rung versehene Seifenkuchen herzustellen, eng* einem Seifenschneider zugeführt werden, der von dem Kuchen dünne, ringförmige Scheiben abtrennt. Eine leichte Lösbarkeit des Seifenkleins wird mit Hilfe dieses bekannten Verfahrens jedoch ebenfalls nicht erreicht.

Durch das Verfahren nach der Erfindung sind die vorher geschilderten Mängel beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß in das Innere der aus einer Ringdüse austretenden Seifenröhren unmittelbar an der Austrittsstelle Luft eingeleitet oder auf das Röhreninnere ein Unterdruck ausgeübt wird und daß die Röhren oder Schlauchbänder in üblicher Weise in vorher bestimmte Längen geschnitten werden, und zwar vorzugsweise in halb getrocknetem Zustand. Durch dieses Verfahren ist die Möglichkeit erreicht, Seifenklein in Form dünnwandiger Röhren zu erzeugen, die beispielsweise eine Wandstärke von nicht mehr als 0,3 mm haben. Hierdurch werden gegenüber den verschiedenen Arten des früher bekannten Seifenkleins erhebliche Vorteile erzielt. Wie festgestellt wurde, lösen sich dünnwandige Seifenröhren sehr rasch im Wasser auf; gleichzeitig wird die Staubbildung und die Klumpenbildung im Paket oder Wasser vermieden. Die rasche Auflösung der Seifenröhren im Wasser ist in erster Linie auf die besonders dünne Röhrenwandung und dann auch auf den Umstand zurückzuführen, daß das Wasser gleichzeitig auf beide Seiten der Röhren, nämlich auf die Innen- und die Außenseite, auflösend einwirkt. Andererseits leisten die Seifenröhren trotz ihrer dünnen Wandung den zermahlenden Kräften starken Widerstand, weil ja der Röhrenform eine große Festigkeit und Steifheit eigentümlich ist. Die Röhrenform erfüllt also einen doppelten Zweck; sie ermöglicht erstens, daß beide Seiten der dünnen Seifenwandungen gleichzeitig dem Wasser ausgesetzt werden, und zweitens verleiht sie den Seifenwandungen genügende Festigkeit und Starrheit gegen Zerpulvern. Die Röhrenform verhütet außerdem die Klumpenbildung, da nur ein kleiner Teil jeder Röhre in Berührung mit einer anderen Röhre kommt und dadurch genügend Luftraum zwischen den verschiedenen Röhren bleibt.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Anlage zur Erzeugung eines nach der Erfindung hergestellten röhren- oder schlauchfömiigen Seifenkleins veranschaulicht. Fig. ι veranschaulicht schematisch die ganze Anlage in Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Ausstoßvorrichtung, deren Ausstoßende in Fig. 2a in „größerem Maßstabe dargestellt ist. S^r, Fig. 3 veranschaulicht schaubildlich, und feivar teilweise im Schnitt, eine mögliche '»Form des nach der Erfindung hergestellten 'Seifenkleins.

Fig. 4 stellt eine andere mögliche Form des nach der Erfindung hergestellten Seifenkleins im Querschnitt dar.

In einem Gefäß 1, das heiße Seifenmasse enthält, ist eine Welle 2 mit Rührflügeln 3 angeordnet. Die Seife läuft aus dem Gefäß 1 durch eine Leitung 4 und einen Filter 5 und wird mittels einer Pumpe 6 durch eine Leitung 7 in einen doppelwandigen Kühler 8 getrieben, in dem eine Welle 9 mit Rührflügeln 10 durch ein Rädergetriebe 11 und 12 von einem Motor 13 angetrieben wird. Die Seifenmasse strömt aus dem doppelwandigen Kühler 8 durch eine Leitung 14, ein Verteilungsrohr 15 und eine Leitung 16 und tritt aus einer Ausstoßdüse 17 aus. Die Ausstoßdüse 17 enthält einen mittleren zylindrischen Dorn 18, der durch ein Schneckengetriebe 19,20 von einem Motor 21 in Drehung gesetzt wird. Um eine fortlaufende Seifenröhre zu erzielen, hat es sich nämlich in der Praxis als notwendig erwiesen, den Dorn 18 in Drehung zu halten, während die Seife ausgestoßen wird.

Der doppelwandige Kühler 8 wird durch Wasser oder Sole gekühlt, die durch eine Leitung 22, einen Vorratsbehälter 23, eine Leitung 24, Pumpe 25 und Leitung 26 umläuft und im Vorratsbehälter 23 mittels einer Rohrschlange 44 gekühlt wird, die von einem Verdichter durch die Leitung 53 gespeist wird.·

Die die Düse 17 an deren Spitze 27 in Form einer Röhre oder eines Bandes verlassende Seife wird auf einem Förderer 28, der von Wellen29 und 30 getragen wird, in Richtung der Pfeile mitgenommen und fällt dann über das Ende des Förderers auf einen von den Wellen 35, 36 getragenen Förderer 34, der sie in der Pfeilrichtung einem Rade 31 zuführt. An dieser Stelle werden die Seifenröhren mittels einer Schneidvorrichtung 32 mit einer hin und her gehenden Messerklinge 33 in kleine Stücke geschnitten, auf einem Förderer 53 noch einmal ganz durch den Trockenkanal getragen und dann auf einer Rutsche 37 hinausgefördert.

Wenn die Seifenröhren nach der ersten Trockenstufe von dem Förderer 28 auf den Förderer 34 treten, sind sie noch genügend biegsam, um über das abgerundete Ende des Förderers ohne Bruch zu gleiten. Die erfor- »20 derliche Anzahl' von Trockenstufen vor und hinter der Schneidvorrichtung hängt von der

Länge des Trockentunnels, der Arbeitsgeschwindigkeit der Förderer und der in dem Trockentunnel herrschenden Temperatur ab. Die vorzugsweise aus Gummi bestehende. Walze 31 bildet ein nachgiebiges Widerlager für die Messerklinge 33. An Stelle der dargestellten Schneidvorrichtung kann z. B. eine Walze mit mehreren Messerklingen vorgesehen sein. Die Ausstoßdüse und die Förderbänder sind in ein Gehäuse 38 eingeschlossen, das vorzugsweise mittels eines von einem Motor 41 getriebenen Gebläses 40 durch eine Öffnung 39 mit Warmluft gespeist wird. Erforderlichenfalls können Heizschlangen 58 in einem unteren Gang 59 des Gehäuses 38 untergebracht sein.

Die Seifenröhren können unmittelbar nach dem Schneiden verpackt oder erforderlichenfalls noch einer weiteren Trocknung unterworfen werden.

Von dem Verteilungsrohr 15 können beliebig viele Ausstoßdüsen gespeist werden.

Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Ausstoßdüse kann insbesondere zum Herstellen von Seifenklein der in Fig. 3 und 4 dargestellten Formen dienen. Eine Kopfplatte 42 ist mit einer Ausstoßöffnung 43 versehen. Der Zapfen 18 ist mit einem Spindelkörper 45 aus einem Stück hergestellt. Dieser Spindelkörper ist mit Lagerflächen 61, 62 an der zylindrischen Wandung der Kammer 47 des Düsenkörpergehäuses 60 geführt und hält den Zapfen 18 in der Öffnung 43 zentriert. Eine Schulter 48 der Spindel 45 stützt sich in axialer Richtung auf ein Kugellager 63, das seinerseits die Axialbelastung auf eine in das Düsenkörpergehäuse 60 geschraubte Mutter 64 überträgt. Der Spielraum zwischen der kegelförmigen Fläche 65 des Spindelkörpers und der Fläche 46 ist etwas größer als der Spielraum zwischen dem Zapfen 18 und der Seitenwandung der Öffnung 43. Das obere Ende 51 der Spindel 45 erstreckt sich durch das Lager 63 und die Mutter 64 und trägt das Zahn- oder Kettenrad 19, durch das die Spindel 45 in Drehung gesetzt wird. Ein Luftkanal 54 durchsetzt den Zapfen 18 und die ganze Spindel 45, 51.

Die Seifenmasse wird durch eine öffnung 55 in eine Kammer 66 eingeführt, nimmt ihren Weg zwischen der Fläche des Spindelkörpers 45 und der Fläche 46 der Kammer 66 und tritt durch die öffnung 43 aus. Wenn die Seife in der Form gemäß Fig. 3 hergestellt werden soll, wird Luft durch den Kanal 54 eingelassen, wodurch ein Zusammenfallen der Wände 56 der Röhre 57 verhindert wird. Wenn Seifenbänder von dem in Fig. 4 dargestellten Querschnittprofil hergestellt werden sollen, wird ein Vakuumsaugzug von etwa 19 mm Wassersäule auf die Luftöffnung ausgeübt. Dadurch fällt die Röhre vollständig zusammen und bildet ein im wesentlichen flaches Band.

Die Seifenmasse soll beim Erreichen der Ausstoßvorrichtung plastisch, aber nicht' flüssig sein und die Konsistenz einer Seifenmasse haben, wie sie bei bekannten einschlägigen Verfahren vor dem Trocknen von Seifenschnitzeln o. dgl. von den Abschreckwalzen kommt. Erforderlichenfalls kann die ausgestoßene Seife getrocknet werden, indem man sie beispielsweise in einem Turm in Berührung mit trockener Heißluft herabtropfen läßt. Die ausgestoßene Seife kann nach dem Trocknen leicht in Stücke von kurzer Länge zerschnitten werden.

Die Röhrenform der Seife ermöglicht eine genaue Regelung der Hauptmaße der Einzelstücke des fertigen Seifenkleins, dessen Durchmesser und Wandstärke vollkommen konstant gehalten werden können. So kann durch entsprechende Einstellung der Hauptmaße des einzelnen Seifenkleins das Maß seiner Löslichkeit geregelt werden.

Seifenmassen, wie sie für die Fabrikation von Seifenschnitzeln, Waschflocken u. dgl. verwendet zu werden pflegen, eignen sich auch für die erfindungsgemäße Herstellung röhren- oder schlauchförmigen Seifenkleins.

Beispiel I

76¹/,, °/o Trockenseife, 11 °/₀ Silicat (Trockenbasis), ²Vi °/o Sodaasche,

io°/₀ Feuchtigkeit.

Beispiel II 60 °/₀ Trockenseife,
20 °/o Silicat (Trockenbasis), 2 °/₀ Sodaasche (trocken), 18 °/₀ Feuchtigkeit.

Diese beiden hinsichtlich des Gehalts an Trockenseife, Füllstoffen und Feuchtigkeit sehr unterschiedlichen Beispiele zeigen die weiten Grenzen des Verfahrens, denn nach beiden kann mit gleicher Leichtigkeit gearbeitet werden. ■ Bei der bevorzugten Herstellungsweise wird von. einer heißen, flüssigen Seife mit einer Temperatur von annähernd 82⁰ C ausgegangen. Bei dieser Temperatur fließt die Seifenmasse unter Pumpendruck leicht durch einen Filter, um kleine Schmutzteilchen oder Fäserchen zu beseitigen, welche häufig in die -Seifenmischung gelangen. Aus der Filtervorrichtung strömt die Seifenmasse in einen Kühler, in dem fie erstarrt. Die Temperatur der Seife beim Verlassen des Kühlers kann beispielsweise 21⁰C oder auch mehr betra-

gen, da plastische Seife mit einer Temperatur bis zu etwa 32⁰ C in Gestalt von hinreichend festen, konsistenten Röhren ausgestoßen werden kann. Bei niedrigeren Temperaturen wird die einzelne Seifenröhre fester und erträgt weitere Behandlung, ohne zu brechen oder zusammenzufallen.

Wenn die Seife den Kühler verläßt, ist sie in einem zähen, plastischen Zustand. Jedoch kann sie unter Druck noch durch ein feinmaschiges Filtersieb getrieben werden, und dies ist ratsam, damit keine festen Teilchen von beträchtlicher Größe in der Masse zurückbleiben, wenn sie unter Druck der Ausstoßvorrichtung zugeführt wird.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß man zuerst die Seifenmasse abschreckt, indem man sie, wie bei der Fabrikation von Seifenschnitzeln üblich, über eine Kühlwalze laufen läßt oder sie, wie dies bei der Herstellung von Waschseife u. dgl. in Stangenoder Riegelform zu geschehen pflegt, in Blöcke gießt. Diese abgeschreckte Seife darf nicht getrocknet werden. Sie bleibt in diesem Zustand plastisch und kann leicht unter Druck zum Fließen gebracht werden, beispielsweise in einem Zylinder, in dem ein Kolben arbeitet. Wenn ein ausreichend hoher Druck auf den Kolben ausgeübt wird, strömt die Seife durch die Filtervorrichtung und die Ausstoßdüsen. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem zuerst beschriebenen nur darin, daß bei letzterem das Abschrecken der flüssigen Seife zu einer zähen, plastischen Masse außerhalb der unter Druck stehenden Einrichtung stattfindet.

In einer Anlage nach Fig. .1 wird die Seife mittels der Pumpe besonders leicht gefördert. Ein solches System eignet sich deshalb ausgezeichnet für eine fortlaufende Arbeitsweise. Das Maß der Trocknung oder Verfestigung, das erforderlich ist, um die Seifenröhren in den richtigen Zustand zum Schneiden zu bringen, hängt von der Beschaffenheit der Seifenmasse ab, aus der die Röhren gewonnen werden. Im allgemeinen trocknen oder verfestigen sich Seifenmassen mit hohem Füllstoffgehalt wie im Beispiel II so schnell, daß sie in merklich kürzerer Zeit unter den gleichen Trockenbedingungen zerschnitten werden können als bei der in Beispiel I angegebenen Zusammensetzung mit weniger großem Anteil an Füllstoffen.

Es läßt sich für das Trockenverfahren ein Optimum feststellen, bei welchem die Seife geschnitten werden muß, um die besten Ergebnisse zu erreichen. Falls man versucht, die Seifenröhren zu zerschneiden, bevor sie' genügend fest geworden sind-,., drückt das Schneidmesser die Röhren an den Schnittstellen platt, und dies führt zu kleinen Röhren-

Außen	Wand	Länge der	Kilogramm
durchmesser	stärke in	Einzelstücke	auf ι cbm
in mm etwa	mm etwa	in mm etwa	eiwa
2,3	0,14	6,4	210
2,3	0,14	15,9	180
2,3	0,11	6,4	200
2,3 ■	0,11	15,9	170
2,3	0,09	6,4	170
2,3	0,09	15,9	132
1,8	0,14	6,4	231
1,8	0,14	15,9	210
1,8	0,09	6,4	191
1,8	0,09	15,9	IS!

stücken mit teilweise geschlossenen Enden. Falls anderseits zu trockene röhrenförmige Seife zerschnitten wird, zerfällt ein beträchtlicher Teil der röhrenförmigen Elemente in kleine Splitter, Der Bereich der Trockenheit, innerhalb dessen das Schneiden zufriedenstellend ausgeführt werden kann, ist jedoch ziemlich weit.

Das Schüttgewicht des Seifenkleins gemäß der Erfindung ist in der folgenden Tabelle annähernd angegeben:

Die bevorzugte handelsübliche Form des go nach der Erfindung hergestellten Seifenkleins besteht aus Röhrchen mit einem Außendurchmesser von etwa 1,8 bis 2,3 mm, einer Wandstärke von etwa 0,09 bis 0,14mm und einer Länge von etwa 6,4 mm bis 19,1 mm.

Beim Gebrauch solchen Seifenkleins tritt das Wasser, da das einzelne kleine Röhrchen an beiden Enden offen ist, durch Kapillarwirkung in das Innere des Röhrchens, und die Röhrenwandung löst sich gleichzeitig an der Außen- und Innenseite auf.

Das Schüttgewicht des Seifenkleins in Bandform ist nicht so groß wie das der Röhrenseife. Die Bandseife geht jedoch leicht in Lösung über, läßt sich gut packen, klumpt nicht zusammen und bildet große Massen. Die einzelnen Stücke sind mechanisch genügend widerstandsfähig und zerfallen nicht leicht in Pulver. Dadurch erhält die Bandseife einen entschiedenen Vorzug gegenüber den gewöhnlichen Seifenschnitzeln, die jetzt gewöhnlich besonders in Großwäschereien benutzt werden.

Beim Arbeiten der in Fig. 1 dargestellten Anlage kann der Förderer 28 genügend rasch getrieben werden, damit die Seifenröhren feucht bleiben, wenn sie über das Rad 31 unter das Schneidwerkzeug 32 gelangen. Die Schneidklingen 33 können so eingestellt werden, daß sie die Röhren lediglich einkerben, und letztere zerbrechen dann, wenn sie nach dem Verlassen des Förderers 53 trocken

sind, leicht in die durch Einkerbungen bestimmten Stücke. Es wird jedoch vorgezogen, das Zerschneiden der Stücke gleich vollständig durchzuführen.

Die Röhrenseife kann ein glänzendes Aussehen dadurch erhalten, daß die Düse der Ausstoßplatte etwa mittels eines Heißwasser- . mantels auf etwa 71 bis 82⁰ C erhitzt wird. Dies ruft offenbar die Bildung einer Haut auf der ausgestoßenen Seife hervor. Ein sehr dünner Film" von Seife wird erhitzt und wahrscheinlich geschmolzen, ohne jedoch die Festigkeit der ausgestoßenen Röhre zu schädigen. Die mehr oder weniger geschmolzene Außenhaut verfestigt sich in Berührung mit der Kaltluft nach dem Verlassen der Ausstoßinatrize zu einer glatten, glänzenden Außenfläche, die in der Folgezeit unbeschränkt erhalten bleibt.

Falls ein glänzendes Aussehen nicht gewünscht wird, kann das charakteristische wildlederähnliche Aussehen des Seifenkleins durch Ausstoßen der Seifenmasse bei Atmosphärentemperaturen erreicht werden. Seife mit Füllstoffen ergibt mit der beschriebenen Wärmebehandlung das Aussehen von gewalzter Seife, die keine Füllstoffe enthält.

Es wurde festgestellt, daß die Bildung einer vollkommenen gestreckten Seifenröhre'durch einfaches Ausstoßen der Seifenmasse durch eine Mündung nicht stattfinden kann. Falls beispielsweise Seifenmasse durch eine Ausstoßdüse getrieben wird, die im wesentlichen aus einer mittleren Öffnung mit einem zentral darin sitzenden zylindrischen Volldorn besteht, so wird zwar auch ein glattes, bandartiges Erzeugnis erhalten, das aber eine unregelmäßige, korkzieherartig gewundene Gestalt annimmt. Die Ausstoßdüse verstopft sich dabei häufig, so daß es nicht zur Bildung von Seifenröhren größerer Länge kommt. Wird aber an Stelle des zylindrischen VoIldorns ein offen endiger Hohldorn zentral in der Öffnung der Ausstoßdüse angeordnet, so läßt sich bei niedrigen Ausstoßgeschwindigkeiten zwar auch eine Seifenröhre herstellen. Nachdem aber einige Zentimeter der Seifenmasse ausgestoßen sind, bricht die Seifenröhre ab, und die Düse verstopft sich. Falls es mit höheren Ausstoßgeschwindigkeiten versucht werden soll, muß gleichzeitig Luft durch den zentralen Hohldorn in das entstehende Seifenröhrchen getrieben werden, um ein Zusammenfallen der Seifenröhrenwandung zu verhüten. Gleichwohl wird auch dann eine vollkommene Seifenröhre noch nicht erzielt, immer vorausgesetzt, daß es sich um die Herstellung· - von verhältnismäßig kleinen, dünnwandigen Seifenröhren handelt. Erst wenn man während des Ausstoßens der Seifenmasse den zentralen Hohldorn in der Ausstoßdüse sich dauernd um seine Längsachse drehen läßt, wird eine völlig gestreckte, lange Seifenröhre gebildet. Bei der in Fig. 2 dargestellten Bauart der Ausstoßvorrichtung wird der mittlere Hohldorn vorzugsweise mit 100 Umdrehungen in der Minute umlaufen. Es sind jedoch auch noch gute Ergebnisse mit Drehgeschwindigkeiten bis herunter auf 10 Umdrehungen in der Minute erreicht worden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von röhrenförmigem oder schlauchförmigem Seifenklein, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere der aus einer Ringdüse austretenden Seifenröhren unmittelbar an der Austrittsstelle Luft eingeleitet oder auf das Röhreninnere ein- Unterdruck ausgeübt wird und daß die Röhren oder Schlauchbänder in üblicher Weise in vorher bestimmte Längen geschnitten werden, und zwar vorzugsweise in halb getrocknetem Zustand.

2. Verfa-hren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße, flüssige Seife zu einer plastischen Masse abgeschreckt wird, während sie unter Druck steht, und dann die Seifenmasse in Form einer Röhre ausgestoßen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der plastischen Seife vor der Bildung der Röhre eine Drehbewegung um die Achse der zu bildenden Rohre erteilt wird.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen in der Ausstoßringdüse zentral angeordneten und an der Ausstoßöffnung offen endigenden zylindrischen Hohldorn, dessen Bohrung an eine Zufuhrleitung für Druckluft oder an eine Saugleitung angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen