DE69105370T2

DE69105370T2 - Pulverisierungs- und Knetapparat und Verfahren zur Herstellung von Seife mit diesem Apparat.

Info

Publication number: DE69105370T2
Application number: DE69105370T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hasegawa; Nozomu Nakanishi; Hironobu Otani; Shinichi Watanabe
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: EP0464816A1; EP0464816B1; DE69105370D1; US5156794A; MY106761A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein einen Apparat zum Kneten von Kosmetikmaterial, z.B. Lippenstift, Nahrungsmitteln, z.B. Schokolade, Material aus Kunstharzprodukten, Seife u.dgl. und/oder zum Pulverisieren feiner Partikel, die in dem Material enthalten sind, und ein Verfahren zum Herstellung von Seife unter Verwendung des Pulverisierungs- und Knetapparats.
Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von fester Seife werden z.B., nachdem reine Seife getrocknet und mittels eines Plodders in Pelletkonfiguration extrudiert worden ist, Pigment und Parfüm mit dem getrockneten Grundstoff vermischt, und das Gemisch wird geknetet, und danach wird ein Strangpreß- bzw. Spritzvorgang ausgeführt. Harte und feine Partikel, die auf der Oberfläche der Seife vorhanden sind, die nach diesem Verfahren geformt worden ist, fühlen sich jedoch rauh an, weil nämlich feine Partikel, die in der Seifenmasse vorhanden sind, nicht ausreichend pulverisiert worden sind.
Bisher sind einige Pulverisierungs- und Knetapparate zur Lösung dieses Problems bereitgestellt worden. Einer der bekannten Apparate zum Kneten des Materials, z.B. der getrockneten Reinseife, um daraus ein gleichmäßiges Gemisch herzustellen, ist eine Art Walzenmühle, bei der die Walzen auf mehreren Wellen angeordnet sind, die zueinander parallel liegen, so daß die Walzen miteinander in Kontakt sind. Ein weiterer bekannter Apparat ist ein Schaufelkneter, bei dem Schaufeln einer im Schnitt konvexen Linsenkonfiguration auf zwei Wellen in einem Zylinder parallel zueinander angeordnet sind, so daß die Achsen der Schaufeln einen Winkel von 90º zueinander bilden, wie in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 1-190 800 offenbart. Bei diesen Knetapparaten der oben beschriebenen Art ist die Menge der feinen Partikel, die in dem Material enthalten sind, das in dem Raum zwischen den Walzen oder zwischen den Schaufeln pulverisiert wird, gering, weil die Kontaktfläche zwischen den Walzen oder zwischen den Schaufeln klein ist, und viele kleine Partikel verbleiben in dem Material, das aus dem Apparat herausbefördert wird, weil viele feine Partikel den Apparat durchlaufen, ohne zwischen den Walzen oder den Schaufeln oder zwischen den Schaufeln und einein Zylinder, in dem sich die Schaufeln befinden, pulverisiert zu werden. Nachdem das Material geformt ist, fühlen sich deshalb die kleinen harten Partikel rauh an. Daher sind diese Apparate nicht in der Lage, das Problem ausreichend zu lösen.
Als Knetapparat, der das Problem lösen soll, nämlich daß die aberfläche des Erzeugnisses zu rauh ist, weil feine Partikel sich in dem Material befinden, ist ein Getriebemischer bekannt, z.B laut einer japanischen Veröffentlichung "KNEADING APPARATUS" (Seite 194), veröffentlicht am 20.09.1986 in Japan. Der Cetriebemischer weist mehrere Paare von Wellen auf, die parallel liegen. Die beiden Wellen jedes Paars sind zueinander Parallel in einer horizontalen Ebene. Die Paare sind vertikal angeordnet. Bei jedem Paar haben die Wellen Doppelschrägzahnräder zum Kneten, die miteinander im Eingriff stehen. Im Getriebemischer werden feine Partikel, die in dem Material enthalten sind, zwischen den ineinandergreifenden Zähnen pulverisiert, und das Material wird durch die Drehung jedes Zahnrads geknetet, indem das Material von oben nach unten bewegt wird, so daß es sich zwischen jedem Zahnradpaar hindurchbewegt.
Wenn die Viskosität des Materials gering ist, ist der Getriebemischer in der Lage, das Material ausreichend zu kneten und die in ihm enthaltenen Partikel zu pulverisieren. Wenn jedoch das Material fest ist oder seine Viskosität sehr hoch ist, klebt das Material an den Zahnoberflächen fest und fließt kaum nach unten unter die Stirnräder. Dadurch ist die Menge des Materials, die pro Zeiteinheit geknetet werden kann, sehr klein, und der Apparat wird sehr groß, wenn man die Menge, die geknetet werden kann, erhöht.
EP-A-0 165 218 betrifft eine Maschine zum Verarbeiten eines Elastomererzeugnisses. Diese bekannte Maschine hat zwei Wellen, die zwecks Drehung in einem Gehäuse in Endlagern angeordnet sind, die zwischen sich zwei Getrieberäderpaare in Hohlräuinen in dem Gehäuse tragen. Dieser bekannte Apparat weist einen Kanal auf, der die Zahnradeingriffsseite des ersten Zahnradpaares mit einem Raum verbindet, der an das zweite Zahnradpaar angrenzt, das zentral gegenüber seiner Zahnradeingriffsseite liegt. Ein Elastomer wird durch Öffnungen, die an das erste Zahnradpaar angrenzen, aufgenommen und wird durch zwei Zahnradpumpen, die in Reihe miteinander verbunden sind, gepumpt und aus der Druckseite der letzteren herausbefördert, die sich in ihrem Zahnradeingriffspunkt befinden.
Dementsprechend besteht die wesentliche Aufgabe der Erfindung darin, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und einen Pulverisierungs- und Knetapparat bereitzustellen, der in der Lage ist, die Menge des Materials, das verarbeitet werden kann, zu erhöhen, indem das Material gleichzeitig effektiv geknetet wird und feine Partikel, die in ihm enthalten sind, pulverisiert werden, auch wenn das Material fest ist und seine Viskosität sehr hoch ist und feine Partikel in dem Material enthalten sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Seife unter Verwendung des oben beschriebenen Apparats bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung wird ein Pulverisierungs- und Knetapparat entsprechend dem nachstehenden Aufbau bereitgestellt.
Dieser Apparat weist nämlich auf: einen Zylinder bzw. schafthülsenartigen Behälter mit einer Pulverisierungs- und Knetkammer, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, einer Zuführungsöffnung für ein Material, z.B. Seifenmasse, das in einem Mittelpunkt eines Endes der Pulverisierungs- und Knetkammer positioniert und mit einem oberen Abschnitt der Pulverisierungs- und Knetkammer verbunden ist, einer Austrittsöffnung, die am anderen Ende der Pulverisierungs- und Knetkammer positioniert und mit einem unteren Abschnitt der Pulverisierungs- und Knetkammer verbunden ist; zwei Wellen, die sich im wesentlichen horizontal durch die Pulverisierungs- und Knetkammer erstrecken und in dem Zylinder mittels Lager drehbar gelagert sind; und eine Antriebseinrichtung zum Drehen der beiden Wellen.
Die beiden Wellen sind jeweils ausgestattet mit ersten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern, welche umfassen: Vorlaufzahnräder, die an der Zuführöffnungsseite in dem Zylinder angeordnet sind, um zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff zu stehen; und Rücklaufzahnräder, die zwischen den beiden Wellen in Eingriff stehen und deren Zahnzwischenräume mit denen der Vorlaufzahnräder in Verbindung stehen. Die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder auf jeder der Wellen umfassen mindestens ein Paar Vorlauf- und Rücklaufzahnräder und vorzugsweise mehrere Paare Vorlauf- und Rücklaufzahnräder. Die Konfiguration der Innenfläche des Zylinders ist so ausgebildet, das er im wesentlichen genau der Umfangskonfiguration der Vorlauf- und Rücklaufzahnräder entspricht.
Die Zähne der Vorlaufzahnräder haben eine wendelförmige Richtung bzw. eine Schrägung, damit das Material zur Austrittsöffnungsseite vorwärts befördert werden kann, während die Zähne der Rücklaufzahnräder eine Schrägung haben, damit das Material zur Zuführungsöffnungsseite zurückbefördert werden kann.
Um zu bewirken, daß die Kraft der Vorlaufzahnräder zum Vorwärtsbefördern des Materials größer ist als die Kraft der Rücklaufzahnräder zum Zurückbefördern des Materials, kann der Schrägungswinkel der Vorlaufzahnräder im wesentlichen gleich dem der Rücklaufzahnräder sein, und die Summe der Zahnbreiten der Vorlaufzahnräder kann größer sein als die der Rücklaufzahnräder, oder die Summe der Zahnbreiten der Vorlaufzahnräder kann im wesentlichen gleich der der Rücklaufzahnräder sein, und der Schrägungswinkel der Vorlaufzahnräder kann größer sein als der der Rücklaufzahnräder.
Entsprechend dem oben beschriebenen Aufbau wird das Material, z.B. Seifenmasse, über die Zuführungsöffnung in den oberen Abschnitt der Vorlaufzahnräder, die sich drehen, befördert und bewegt sich dabei in deren Zahnzwischenraum hinein. Mit dem Fortschreiten des Eingriffs der Vorlaufzahnräder zwischen den beiden Wellen wird das Material in den Zahnzwischenräumen durch die Zähne der Zahnradpaarung von dort herausgedrückt, und der größte Teil des Materials wird entlang dem Zahnzwischenraum zur Austrittsöffnungsseite befördert. Bei einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs werden feine Partikel, die in dem Material enthalten sind, das in den Zahnzwischenräumen verblieben ist, zwischen jedem in Eingriff befindlichen Zahn pulverisiert, wobei eine Bewegung zur Austrittsöffnungsseite entlang den Wellen erfolgt.
Wenn das Material in die Nähe der Grenze zwischen den Vorlaufzahnrädern und den Rücklaufzahnrädern befördert wird, bewegt sich das Material in den Zahnzwischenräumen der Vorlaufzahnräder zur Austrittsöffnungsseite, während das Material in den Zahnzwischenräume der Rücklaufzahnräder zur Zuführungsöffnungsseite zurückkehrt. Folglich wird das Material ausreichend gemischt oder geknetet, und der größte Teil des gemischten Materials in jedem Zahnzwischenraum bewegt sich durch einen sehr kleinen Zwischenraum zwischen jedem Zahnrad und der Innenfläche des Zylinders zu einem angrenzenden Zahnzwischenraum. Bei einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs der Zahnräder wird das Material, das im Zahnzwischenraum verblieben ist, stark zusammengepreßt, und die feinen Partikel, die darin enthalten sind, werden durch die ineinandergreifenden Zähne pulverisiert. Bei diesem Aufbau bewegt sich das Material als Ganzes von der Zuführungsöffnungsseite zur Austrittsöffnungsseite, auch wenn sich das Material teilweise zur Zuführungsöffnungsseite bewegt, da die vorwärtstreibende Kraft der Vorlaufzahnräder stärker ist als die rückwärtstreibende Kraft der Rücklaufzahnräder.
Der oben beschriebene Aufbau ist also in der Lage, das Material als Ganzes von der Zuführungsöffnungsseite zur Austrittsöffnungsseite zu befördern, während feine Partikel pulverisiert werden. Wenn das Material bei dem oben beschriebenen Aufbau kontinuierlich den Zuführungsöffnungen in einer solchen Menge zugeführt wird, daß der in Eingriff stehende Abschnitt des Zahnzwischenraumes der ineinandergreifenden Vorlaufzahnräder und der Abschnitt unmittelbar über dem in Eingriff stehenden Abschnitt gefüllt wird, wird das Material durch den Eingriff der gepaarten Vorlaufzahnräder nach vorn herausgedrückt in die Zahnzwischenräume, und folglich wird das Material nacheinander auf der Austrittsöffnungsseite in bezug auf den in Eingriff stehenden Abschnitt von hinten nachgedrückt, wobei es sich vorwärts bewegt. Somit tritt das Problem, daß das Material am Zahn festklebt und sich nicht vorwärtsbewegt, nicht auf. Deshalb kann anders als beim herkömmlichen Apparat eine ausreichende Menge zu verarbeitendes Material verarbeitet werden. Ferner ist es nicht erforderlich, den Apparat größer auszuführen, um eine vorbestimmte Menge geknetetes und pulverisiertes Material herzustellen.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau sind vorzugsweise vorhanden: eine Schneckeneinrichtung zum Befördern des Materials, das die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern zur Austrittsöffnungsseite hin durchlaufen hat, welche Schneckeneinrichtung auf jeder der beiden Wellen an der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder angeordnet ist; zweite Pulverisierungs- und Knetzahnräder, die auf jeder der beiden Wellen auf der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die Schneckeneinrichtung angeordnet sind, um zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff zu stehen, und eine Drosseleinrichtung, die auf der Austrittsöffnungsseite angeordnet ist, zum Beschränken der Menge des herauszubefördernden Materials. Die Pulverisierungs- und Knetzahnräder können bestehen aus einer Kombination aus ersten Schrägzahnrädern, deren Schrägungsrichtung in Vorlaufrichtung eingestellt ist, und aus zweiten Schrägzahnrädern, deren Schrägungsrichtung in Rücklaufrichtung eingestellt ist, oder nur aus Schrägzahnrädern, deren Schrägungsrichtung in Vorwärtsrichtung eingestellt ist, oder aus Stirnrädern.
Der oben beschriebene bevorzugte Aufbau ermöglicht es, daß die Schneckeneinrichtung das Material, das die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder durchlaufen hat, mit einer schnelleren Geschwindigkeit zur Austrittsseite befördert. Dementsprechend wird die Zuführungsäffnungsseite in bezug auf die Schneckeneinrichtung nicht vollständig mit dem Material gefüllt, jedoch die Austrittsöffnungsseite wird durch das Drosseln der Drosseleinrichtung vollständig damit gefüllt. Da auf Grund dieses Aufbaus die zweiten Pulverisierungs- und Knetzahnräder in der Austrittsöffnungsseite angeordnet sind, dringt das Material in den Zwischenraum zwischen den Zahnzwischenräumen und den Zylinder ein. Bei den Drehungen der Zahnräder wird das Material in allen Zahnzwischenräumen durch den Zahn der gepaarten Zahnräder von dort herausgedrückt und bewegt sich dadurch im Zylinder. Im Vergleich zu einem Apparat mit lediglich den ersten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern kann das Material sehr wirksam geknetet werden.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist vorzugsweise in dem Zylinder eine Anschlagplatte vorhanden, die die Vorderseite der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder berührt. Die Anschlagplatte hat in ihrem Mittelpunkt eine Austrittsöffnung, die dem Eingriffsabschnitt der Zahnräder gegenüberliegt. Außerdem ist im Zylinder eine weitere gleiche Anschlagplatte vorhanden, die die Vorderseite der zweiten Pulverisierungs- und Knetzahnräder berührt.
Bei dieser Konstruktion wird lediglich das Material, das den in Eingriff stehenden Abschnitt der ersten und der zweiten Pulverisierungs- und Knetzahnräder durchlaufen hat, aus der Austrittsöffnung der Anschlagplatten herausbefördert. Dadurch kann das Material erzeugt werden kann, dessen feine Partikel zuverlässig pulverisiert sind.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren bereitgestellt zum Herstellen von Seife, mit einem Schritt zum Kneten einer Seifenmasse und/oder zum Pulverisieren von feinen Partikeln, die in der Seifenmasse enthalten sind, unter Verwendung eines Pulverisierungs- und Knetapparats, wie folgt.
Der Apparat, der bei diesem Verfahren verwendet wird, weist also auf: einen Zylinder mit einer Pulverisierungs- und Knetkammer, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, zwei Wellen, die sich im wesentlichen horizontal durch die Pulverisierungs- und Knetkammer erstrecken und mittels Lager in dem Zylinder drehbar gelagert sind. Die beiden Wellen sind ausgestattet mit Vorlaufzahnrädern, die eine vorwärtstreibende Kraft erzeugen und zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff stehen, und mit Rücklaufzahnrädern, die eine rückwärtstreibende Kraft erzeugen und zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff stehen, wobei deren Zahnzwischenräume mit den Zahnzwischenräumen der Vorlaufzahnräder in Verbindung stehen. Die Kammer des Zylinders ist entlang der Umfangskonfiguration der Vorlauf- und Rücklaufschrägzahnräder ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Schritte auf:
aufeinanderfolgendes Befördern der Seifenmasse in den Zylinder, in dem sich die beiden Wellen zusammen mit den Vorlauf- und Rücklaufzahnrädern drehen, und
Bewegen der positionierten Seifenmasse durch die Zahnzwischenräume der Vorlauf- und Rücklaufzahnräder und den Zwischenraum zwischen dem Zahn der Vorlauf- und Rücklaufzahnräder und dem Zylinder, so daß die Seifenmasse pulverisiert und/oder geknetet wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verarbeitenden Seifenmassen sind u.a. eine Fettsäure-Alkalimetallseife oder ein Gemisch aus mehr als einer Fettsäure-Alkalimetallseife, die durch die Reaktion von Pflanzenöl oder tierischem Öl gewonnen wird, oder ein Gemisch daraus, das eine Alkylgruppe bzw. eine Alkenylgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffen aufweist; Ester oder Fettsäure, die aus diesen Ölen oder alkalischen Stoffen (Alkalimetallhydroxid) gewonnen worden ist. Pflanzenöle sind u.a. Palmkernöl, Palmstearinöl, Kokosnußöl, Olivenöl, Rizinusöl, Sesamöl, Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Chinaholzöl, Erdnußöl und Kohlsaatöl. tierische Öle sind u.a. Rindertalg, Schweineschmalz und Walöl. Zusatzstoffe, z.B. Chelatbildner, Feuchthaltemittel, Antioxydationsmittel, Pigment, Parfüm, Fungizid und Überfettungsmittel, können bei Bedarf hinzugefügt werden. Der Wassergehalt von Fettsäure- Alkalimetallseife vorzugsweise eingestellt auf 5 - 30 Gew.-%, indem sie bei Bedarf getrocknet wird, nachdem eine Neutralisierungsreaktion oder eine Verseifungsreaktion durchgeführt worden ist, und mit größerer Bevorzugung auf 11 bis 16 Gew.-%.
Nach diesen Verfahren wird die Seifenmasse dem Eingriffsabschnitt der Vorlaufschrägzahnräder oder dem Abschnitt unmittelbar über dem Eingriffsabschnitt der Vorlaufschrägzahnräder zugeführt, die sich drehen, wobei dann mit einem Fortschreiten des Eingriffs der Vorlaufschrägzahnräder, die zwischen den beiden Wellen ineinandergreifen, die Seifenmasse durch die Zähne der ineinandergreifenden Zahnräder von dort herausgedrückt wird und infolgedessen der größte Teil der Seifenmasse sich zu den Rücklaufschrägzahnrädern entlang der Zahnzwischenräume bewegt. Mit einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs bewegt sich die Seifenmasse, die in dem Zahnzwischenraum verblieben ist, axial vorwärts, während feine Partikel zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Zahnräder pulverisiert werden.
Wenn die Seifenmasse in die Nähe der Grenze zwischen den Vorlaufschrägzahnrädern und den Rücklaufschrägzahnrädern befördert wird, bewegt sich die Seifenmasse in den Zahnzwischenräumen der Vorlaufschrägzahnräder zu den Rücklaufschrägzahnrädern, während sich die Seifenmasse in den Zahnzwischenräumen der Rücklaufschrägzahnräder zu den Vorlaufschrägzahnrädern zurückbewegt. Folglich vermischt sich der größte Teil der Seifenmasse in jedem Zahnzwischenraum miteinander und entweicht dabei durch einen kleinen Zwischenraum zwischen jedem Zahnrad und der Innenfläche des Zylinders in einen benachbarten Zahnzwischenraum. Bei einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs wird die Seifenmasse in dem Zahnzwischenraum stark zusammengepreßt, und feine Partikel, die darin enthalten sind, werden durch die ineinandergreifenden Zahnräder pulverisiert. Wenn man bei diesem Aufbau die vorwärtstreibende Kraft der Vorlaufschrägzahnräder zum Vorwärtstreiben stärker einstellt als die rückwärtstreibende Kraft der Rücklaufschrägzahnräder zum Rückwärtstreiben der Seifenmasse, bewegt sich die Seifenmasse als Ganzes vorwärts, auch wenn sie sich teilweise rückwärts bewegt.
Feine Partikel, die in der Seifenmasse enthalten sind, werden somit pulverisiert, und die Seifenmasse bewegt sich als Ganzes durch die Rücklaufschrägzahnräder vorwärts. Die Seifenmasse wird nacheinander durch den Eingriff der ineinandergreifenden Schrägzahnräder aus den Zahnzwischenräumen in Vorwärtsrichtung herausgedrückt, indem die Seifenmasse in einer solchen Menge zugeführt wird, daß sie den eingreifenden Abschnitt der Vorlaufschrägzahnräder und den Abschnitt unmittelbar über dem Eingriffsabschnitt ausfüllt, und folglich wird die Seifenmasse im Eingriffsabschnitt der Vorlaufschrägzahnräder nacheinander von hinten nachgedrückt, wobei sie sich vorwärts bewegt. Das Problem, daß die Seifenmasse an den Zahnradzähnen festklebt und sich nicht vorwärtsbewegt, tritt also nicht auf. Somit kann anders als bei dem herkömmlichen Apparat eine ausreichende Menge Seifenmasse in einer kurzen Zeit hergestellt werden.
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Pulverisierungs- und Knetapparats gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 eine Schnittansicht entsprechend der Linie II-II gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Linie III- III gemäß Fig. 2;
Fig. 4 und 5 erläuternde Ansichten des Zustands, in dem ein Material, z.B. eine Seifenmasse, Pulverisiert und geknetet wird;
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Pulverisierungs- und Knetapparats gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
Fig. 7 eine Seitenansicht einer Anschlagplatte, die in dem Apparat gemäß Fig. 6 verwendet wird.
Bevor mit der Beschreibung der Erfindung fortgefahren wird, wird darauf hingewiesen, daß in allen beigefügten Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Mit Bezug auf Fig. 1 bis 7 werden nachstehend ein Pulverisierungs- und Knetapparat und ein Verfahren zum Kneten einer Seifenmasse und/oder zum Pulverisieren feiner Partikel, die in der Seifenmasse enthalten sind, unter Verwendung des Pulverisierungs- und Knetapparats gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausführlich beschrieben.
Ein Apparat gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 1 bis 5 beschrieben.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht des Apparats. Fig. 2 ist eine Schnittansicht entsprechend der Linie II-II gemäß Fig. I. Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend der Linie III-III gemäß Fig. 2. Wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, weist der Pulverisierungs- und Knetapparat auf: einen Zylinder I mit einer Pulverisierungs- und Knetkammer 2, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt; zwei Wellen 3 und 4, die sich im wesentlichen horizontal durch den Zylinder 1 erstrecken und mittels Lager 18 und 19 im Zylinder 1 gelagert sind; Schrägzahnräder 5 (5a und 5b) bis 13 (13a und 13b), die auf den Wellen 3 und 4 angeordnet sind, so daß die Zahnräder 5 bis 13 miteinander in Eingriff stehen; und eine Antriebseinrichtung 14 zum Antreiben der Schrägzahnräder 5 bis 13, so daß das Material, z.B. eine Seifenmasse, zwischen den Schrägzahnrädern 5 bis 13 pulverisiert und geknetet wird.
Der Zylinder 1 weist auf: einen Zylinderhauptkörper 15 mit gegenüberliegenden Öffnungen und Flanschen 15a und 15b, die an dessen beiden Enden ausgebildet sind, und Lagergehäuseplatten 16 und 17, die an die Flansche 15a und 15b angeschraubt sind. Die Lagergehäuseplatten 16 und 17 weisen jeweils ein Lager 18 und 19 auf, in denen die beiden Wellen 3 und 4 drehbar gelagert sind, auf denen die Schrägzahnräder 5 bis 13 angeordnet sind. Wie in Fig. 3 dargestellt, entspricht die Innenkonfiguration des Zylinders 1 im wesentlichen der Umfangskonfiguration jedes Schrägzahnrades 5 bis 13. Dichtungsteile 20 und 21 sind an der Innenseite jeder Lagergehäuseplatte 16 und 17 fest angeordnet, um das Austreten des Materials zu verhindern.
Eine Materialzuführungsöffnung 22, die mit der Pulverisierungs- und Knetkammer 2 in Verbindung steht, ist am linken Ende des Zylinders I ausgebildet, und eine Materialaustrittsöffnung 23, die ebenfalls mit der Pulverisierungs- und Knetkammer 2 in Verbindung steht, ist am rechten Ende des Zylinders 1 ausgebildet. Eine Zuführeinrichtung 39 zum kontinuierlichen Zuführen des Materials in einer vorbestimmten Menge in die Pulverisierungs- und Knetkammer 2 ist an der Zuführungsöffnung 22 angeordnet. Die Austrittsöffnung 23 weist auf: ein Austrittsrohr 24, eine Führungsplatte 25, eine Drosselplatte 26, die zwischen dem Austrittsrohr 24 und der Führungsplatte 25 beweglich ist, so daß die Größe der Austrittsöffnung verändert werden kann. Ein Wassermantel 35 mit einem Wasserzulaufrohr 36 ist in der Umfangsfläche des Zylinders 1 ausgebildet, so daß der Wassermantel 35 der Pulverisierungs- und Knetkammer 2 je nach Art des Materials, z.B. nach Art der Seifenmasse, kaltes oder heißes Wasser zuführt.
Eine Kupplung 27 verbindet das linke Ende der Welle 3 und einen Motor 38 miteinander. Antriebszahnräder 28a und 28b, 29a und 29b sind auf jeder Welle 3 und 4 angeordnet, um die Drehbewegung des Motors 38 auf die Welle 4 zu übertragen. Die Antriebseinrichtung umfaßt den Motor 38, die Kupplung 27 und die Antriebszahnräder 28 und 29. Man beachte, daß die Antriebszahnräder 28 und 29 nicht unbedingt vorhanden sein müssen. In diesem Fall kann die Welle 4 oder können die Schrägzahnräder 5b bis 13b über die Schrägzahnräder 5a bis 13a in Drehbewegung versetzt werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Welle 4 einen Wellenhauptkörper 30, ein Zapfenlager 31 und eine Endplatte 32 auf. Die Schrägzahnräder 5b bis 13b werden auf der Welle 4 befestigt, indem die Schrägzahnräder 5 bis 13b von rechts in den Wellenhauptkörper 30 eingefügt werden, auf dem eine Paßfeder 34 angeordnet worden ist, und dann das Zapfenlager 31 mit der Endplatte 32 und einem Bolzen 33 verschraubt wird. Cbwohl dies in der Schnittansicht der Welle 3 nicht so dargestellt ist, sind die Schrägzahnräder 5a und 5b wie bei der Welle 4 auf der Welle 3 befestigt. Die Schrägzahnräder 5 bis 13 auf jeder Welle 3 und 4 weisen mehrere Paare von Vorlauf- und Rücklaufzahnrädern (5a-7a:8a), (9a, 10a, 11a), (12a:13a), (5b-7b:8b), (9b, 10b:1b), (12b:13b) auf. Die Schrägungsrichtungen der Schrägzahnräder 5 bis 13 sind so eingestellt, wie in Fig. 1 dargestellt. Das heißt, wenn die Zahnräder von oben gesehen werden, wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Schrägungsrichtung der Zahnräder 5, 6, 7, 9, 10 und 12, die als Zahnräder zum Vorwärtsbefördern des Materials zur Austrittsöffnungsseite dienen, so eingestellt, daß sich ihre Zähne von der Zuführungsöffnungsseite zur Austrittsöffnungsseite erstrecken, während die Schrägungsrichtung der Zahnräder 8, 11 und 13, die als Zahnräder zum Zurückbefördern des Materials zur Zuführungsöffnungsseite dienen, so eingestellt ist, daß ihre Zähne sich von der Austrittsöffnungsseite zu der Zuführungsöffnungsseite erstrecken. Die oben beschriebenen Schrägungsrichtungen sind beispielsweise so eingestellt, daß die in Eingriff stehenden Abschnitte der Zahnräder sich in Fig. 1 nach unten drehen, wobei es in diesem Apparat jedoch möglich ist, die Schrägungsrichtung anders als oben beschrieben einzustellen, wenn die in Eingriff stehenden Abschnitte sich nach oben drehen.
Das Kneten des Materials, z.B. der Seifenmasse, und die Pulverisierung von feinen Partikeln, die darin enthalten sind, werden nachstehend mit Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben.
Das Material, das durch die Zuführungseinrichtung von der Zuführungsöffnung 22 zu den Schrägzahnrädern zugeführt wird, dringt in die Zwischenräume zwischen den Zähnen des oberen Abschnitts des in Eingriff stehenden Bereichs der Zahnräder ein. In Fig. 4 und 5 ist das Material durch Punkte dargestellt. Die Zahnzwischenräume des Vorlaufzahnrads 6a stehen mit den Zwischenräumen der Vorlaufzahnrads 7a in Verbindung. Mit dem Fortschreiten des Eingriffs der Zahnräder wird deshalb das Material in einem Zahnzwischenraum (a) nacheinander durch den Zahn des paarigen Zahnrads 6b, das in den Zahnzwischenraum (a) eingreift, von dort herausgedrückt, und folglich bewegt sich der größte Teil des Materials entlang dem Zahnzwischenraum (a) in die durch einen Pfeil (h) dargestellte Richtung oder durchläuft das eingreifende Zahnrad 6b, wobei es sich in den Zahnzwischenraum (b) des eingreifenden Zahnrads 6b bewegt, wie durch einen Pfeil (i) dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich lediglich ein Teil des verbleibenden Materials durch den schmalen Zwischenraum zwischen dem Zahn und den Zylinder, wie durch eine Pfeil (j) dargestellt, wobei es sich in einen angrenzenden Zahnzwischenraum (c) bewegt und wiederholt von den Zähnen des eingreifenden Zahnrades 6b entsprechend der Bewegung des Materials in dem Zahnzwischenraum (a) bewegt wird, wenn der Eingriff voranschreitet.
An der Grenze zwischen dem Vorlaufzahnrad 7a und dem Rücklaufzahnrad 8a gemäß Fig. 4 bewegt sich das Material in einem Zahnzwischenraum (d) in Richtungen, die durch die Pfeile (h), (i) und (j) dargestellt sind, wobei der Eingriff zwischen dem Zahnzwischenraum (d) und den Zähnen des Zahnrads 7b erfolgt. Das Material, das sich in die durch den Pfeil (h) angezeigte Richtung bewegt, vermischt sich mit dem Material, das sich in einem Zahnzwischenraum (e) in die durch einen Pfeil (n) dargestellte Richtung bewegt, und zwar auf Grund des Eingriffs zwischen dem Zahnzwischenraum (e) des Rücklaufzahnrades 8a und dem Zahn des Zahnrades 8b. Bei einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs, greifen die Zahnzwischenräume (d) und (e) wie bei den Zahnzwischenräumen (f) und (g) jedes Zahnrads 7b und 8b, wie dargestellt, in den Zahn jedes eingreifenden Zahnrads auf seinen beiden Seiten ein, wobei sie das Material dort zwangsweise zusammendrücken. Dieser Zustand ist mit (A) in Fig. 5 bezeichnet. Das Material, das in dem Zahnzwischenraum (A) stark zusammengedrückt ist, entweicht allmählich über den Zwischenraum (Flankenspiel) zwischen den Zähnen, wie durch einen Pfeil (k) dargestellt. Während das Material das Flankenspiel durchläuft, pulverisieren die Zähne der beiden ineinandergreifenden Zahnräder bei einem weiteren Fortschreiten des Eingriffs zwischen beiden Zahnrädern feine Partikel in dem Material, das im Flankenspiel enthalten ist. Das Material, das das Flankenspiel durchlaufen hat, bewegt sich durch einen Zahnboden (B), wobei es sich in die entgegengesetzten axialen Richtungen der Zahnräder bewegt, wie durch die Pfeile (l) und (m) dargestellt.
Feine Partikel, die in dem Material enthalten sind, werden pulverisiert und geknetet, während das Material sich zwischen den Zahnzwischenräumen bewegt, wie oben beschrieben, wobei es sich in axialer Richtung bewegt. Da die Anzahl der Vorlaufzahnräder größer ist als die der Rücklaufzahnräder, wie oben beschrieben, wird die vorwärtstreibende Kraft größer als die rückwärtstreibende Kraft, was dazu führt, daß das pulverisierte und geknetete Material sich in der Varwärtsrichtung bewegt, wie durch den Pfeil (h) dargestellt, und zwar als Ganzes von der Zuführungsöffnungsseite zur Austrittsöffnungsseite. Das Material wird von hinten geschoben und breitet sich dadurch axial aus, so daß die Menge des zu verarbeitenden Materials durch das Anhaften des Materials an den Zähnen nicht verringert wird. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Apparat werden feine Partikel, die in dem Material enthalten sind, vollständig pulverisiert, und eine beträchtliche Menge des Materials kann geknetet werden, indem das Material dem Apparat in einer solchen Menge nacheinander zugeführt wird, daß die Zahnzwischenräume zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern vollständig mit dem Material gefüllt werden. Wenn das Material keine feinen Partikel enthält oder wenn es nicht erforderlich ist, feine Partikel, die in dem Material enthalten sind, vollständig zu pulverisieren, kann dem Apparat eine große Menge Material durch die Zuführeinrichtung 39 zugeführt werden, so daß der Apparat kneten kann, wenn der gesamte Zylinder mit dem Material gefüllt ist. Dieses Verfahren kann eine hohe Kneteffizienz erreichen, obwohl dem Apparat eine große Menge Material zugeführt wird.
Ein Apparat geinäß einer zweiten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben, die eine teilweise geschnittene Draufsicht des Apparats ist.
Wie dargestellt, werden in diesem Apparat zwei Wellen 53 und 54 im wesentlichen horizontal gelagert, und zwar mittels Lagergehäuseplatten 65 und 66, die auf beiden Seiten eines Zylinders 51 angeordnet sind, der eine Pulverisierungs- und Knetkammer 52 aufweist, die länger ist als die des Apparats gemäß der ersten Ausführungsform, so daß die Wellen 53 und 54 wie in der ersten Ausführungsform durch den Zylinder 51 hindurchdringen. Eine Antriebseinrichtung 67 mit einem Motor 68, einer Kupplung 69 und Antriebszahnrädern 70 und 71 ist an einem Ende der Welle 53 angeordnet, um jede Welle 53 und 54 anzutreiben. Wie in der ersten Ausführungsform sind auf der Seite, auf der die Antriebseinrichtung 67 im Zylinder angeordnet ist, Vorlaufzahnräder 55, 56, 57, 59, 60 und 62 und Rücklaufzahnräder 58, 61 und 63 auf der Welle 53 und 54 angeordnet, so daß die Zahnräder zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff stehen. Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Zylinder 51 so ausgebildet, daß die Innenkonfiguration seines Hauptkörpers 64 im wesentlichen mit der Umfangskonfiguration der Schrägzahnräder 55 bis 63 übereinstimmt, und der Zylinder 51 weist in seinem Umfang die Zuführöffnung und die Austrittsöffnung für das Material (nicht dargestellt) und einen Wassermantel 83 auf.
Auf jeder Welle 53 und 54 sind auf der rechten Seite des Schrägzahnrads 63 erste Schnecken 73a und 73b angeordnet, die sich zusammen mit jenen drehen. Schrägzahnräder 74 bis 77, die als zweite Pulverisierungs- und Knetzahnräder dienen, in denen sich die Schrägungsrichtungen abwechseln, sind auf der rechten Seite der ersten Schnecken 73a und 73b angeordnet, so daß die Zahnräder zwischen den beiden Wellen miteinander in Eingriff stehen. Schnecken 78a und 78b, bei denen die Schrägungsrichtung entgegengesetzt zu der der ersten Schnecken 73a und 73b eingestellt ist, sind auf der rechten Seite des Schrägzahnrads 77 so angeordnet, daß sie durch die Lagerzapfen 79a und 79b beabstandet sind. Die oben beschriebenen Schrägzahnräder 55 bis 63, 74 bis 77 und die Schnecken 73 und 78 werden auf jeder Welle 53 und 54 befestigt, indem die Schrauben 81a und 8lb durch die Endplatte 82a und 82b in die Lagerzapfen 80a und 80b fest eingeschraubt werden.
Bei diesem Aufbau wird das Materiall das von der Zuführöffnung zugeführt wird, mit darin enthaltenen feinen Partikeln geknetet und im gleichen Arbeitsgang pulverisiert, wie bei der ersten Ausführungsform, wobei das Material über die Schrägzahnräder 55 bis 63 zur Austrittsöffnungsseite befördert wird. Die Schnecken 73 übertragen eine starke, zur Austrittsöffnungsseite hin wirkende Antriebskraft an das Material, das die Zahnräder 63 durchlaufen hat, und wie bei der Platte, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist und die an der Austrittsöffnung angeordnet ist, wird mit einer Platte gedrosselt, so daß die Austrittsöffnungsseite im Zylinder in bezug auf die Schnecken 73a und 73b mit dem Material gefüllt wird, obwohl die Zuführöffnungsseite im Zylinder in bezug auf die Schnecken 73a und 73b nicht damit gefüllt wird. Folglich wird ein gewisser Druck in diesem Abschnitt erzeugt, die Schrägungsrichtung der zweiten Schnekken 78a und 78b ist jedoch derjenigen der ersten Schnecken 73a und 73b entgegengesetzt, d.h., das Material wird in den Zwischenraum gedrückt, der durch die Schnecken 73 und 78 begrenzt ist, so daß kein zu starker Druck auf die Dichtungsteile wirkt, die in der Lagergehäuseplatte 66 angeordnet sind.
Da, wie oben beschrieben, die Austrittsöffnungsseite in bezug auf die Schnecken 73a und 73b im Zylinder 51 mit dem Material gefüllt ist, wird das Material im Vergleich zu der Pulverisierung von feinen Partikeln ausreichend geknetet. Die Zahnräder 55 bis 63 sind allein in der Lage, das Material gleichzeitig zu pulverisieren und zu kneten, die Hinzufügung der Schnecke 73 und der Zahnräder 74 bis 77 ist jedoch sehr wirksam, wenn es erforderlich ist, das Material weiter zu kneten.
Es wird bevorzugt, eine Anschlagplatte 84 bereitzustellen, wie in Fig. 7 dargestellt, die ihre Seitenansicht zeigt, und zwar auf der Austrittsöffnungsseite des Zahnrades 77, deren Konfiguration mit der Innenkonfiguration des Zylinders 51 übereinstimmt und die eine zentrale Öffnung 84a hat, die nur am Eingriffsabschnitt jedes Paars der Getrieberäder ausgebildet ist. Obwohl nicht dargestellt, sind auf dem Umfang jeder Welle 53 und 54 Dichtungsteile angeordnet, um die durchgehenden Löcher in der Anschlagplatte 84 zu schließen, durch die sich die betreffenden Wellen 53 und 54 erstrecken.
Da das Vorhandensein der Anschlagplatte 84 bewirkt, daß sich das Material nur über die Öffnung 84a zur Austrittsöffnungsseite bewegt, wird das Material zuverlässig über den Eingriffsabschnitt der Zahnräder weitergeleitet, so daß die darin enthaltenen feinen Partikel durch den Eingriffsabschnitt zuverlässig pulverisiert werden.
Es ist bei jeder Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist, möglich, den Schrägungswinkel der Vorlaufzahnräder 5, 6, 7, 9, 10, 12 und 55, 56, 57, 59, 60, 62 so einzustellen, daß er größer ist als der der Rücklaufzahnräder 8, 11, 13 bzw. 58, 61, 63, um die Kraft zum Antreiben des Materials zu vergrößern, so daß die Anzahl der Vorlaufzahnräder die gleiche sein kann wie die der Rücklaufzahnräder. Dadurch kann die Anzahl der Zahnräder verringert werden, um den Apparat zu verkleinern.
Wie bei der ersten Ausführungsform kann der Apparat in der zweiten Ausführungsform betrieben werden, um das Material zu kneten, indem das Material von der Zuführeinrichtung in einer so großen Menge zugeführt wird, daß der Zylinder mit dem Material gefüllt wird. Die Anschlagplatte 84, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist, kann auf der Austrittsseite unmittelbar vor dem Zahnrad 13 in der ersten Ausführungsform angeordnet sein, um den Pulverisierungseffekt des Apparats zu erhöhen.

(Test)

Die Erfinder haben einen Vergleichstest durchgeführt, bei dem die Seifenmasse, wie in Tabelle 1 dargestellt, mit dem oben beschriebenen Pulverisierungs- und Knetapparaten entsprechend der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform und mit einem konventionellen Apparat mit drei Walzen geknetet und pulverisiert wurde.
Die Drehzahl der Zahnräder und die Menge der von jedem Pulverisierungs- und Knetapparat zu verarbeitenden Seifenmasse wurde erfindungsgemäß auf 200 U/min bzw. auf 25 kg/h eingestellt. Im herkömmlichen Apparat mit drei Walzen betrug die Menge der zu verarbeitenden Seifenmasse 15 kg/h und die Drehzahl jeder der drei Walzen 27, 49 bzw. 87 U/min, und die Seifenmasse wurde dreimal verarbeitet. Das Grundmaß, der Schrägungswinkel, der Außendurchmesser und die Breite des Zahnrads jedes Knetapparats gemäß der Erfindung betrugen 6, 15º, 106 mm bzw. 35 mm.
Nachdem die Seifenmasse geknetet worden war, wurde sie mit einem Vakuumduplexplodder mit einer Schnecke von 80 mm Durchmesser und 400 mm Länge und einer Schnecke von 110 mm Durchmesser und 440 mm Länge extrudiert und mit einer Formpreßmaschine geformt, um Seife mit 72 mm Länge, 52 mm Breite sound 35 mm Dicke auszubilden. Danach wurden drei Arten von Seifen in bezug auf Anfühlen beim Händewaschen, Risse und Schäumfähigkeit geprüft. Tabelle 1 Zusammensetzung Gemisch aus Natriumseife aus Rindertalg-Fettsäure und Natriumseife aus Kokosnußöl-Fettsäure im Verhältnis von Kokosnußöl-Fettsäure Parfüm Titandioxid Magnes iumstearat BHT(t-Butylhydroxytoluen) Wasser

(1) Handwaschtest

Ein Handwaschtest wurde mit jeder Probe unter Verwendung von Wasser mit 25±1ºC ausgeführt. Schäumfähigkeit, Löslichkeit und Rauigkeitsgrad wurden mit einer Vergleichsseife verglichen, die ebenfalls für eine Handwaschung herangezogen wurde. Die Proben wurden in drei Stufen entsprechend dem Ergebnis jeder Probe eingeteilt:
Stufe 1...glatt
Stufe 2...normal
Stufe 3...rauh

(2) Rißtest

Ein Nagel von etwa 5 cm wurde in den Rand jeder Probe getrieben, die an einen Draht von etwa 0,3 mm Durchmesser aufgehängt wurde, dann wurde jede Probe für 3 Stunden in Wasser mit einer Temperatur von 25ºC eingetaucht. Danach wurde die Probe aus dem Wasser herausgenommen und 24 Stunden der Raumtemperatur ausgesetzt, während die Probe an dem Draht aufgehängt war. Die Proben wurden in die drei folgenden Stufen eingeteilt, indem jede Probe einer Sichtprüfung unterzogen wurde:
Stufe 1...kein Riß oder geringer Riß
Stufe 2...teilweise gerissen
Stufe 3...Risse in der gesamten Probe

(3) Schaumtest

Es wurde eine Testvorrichtung mit einer Halterung verwendet zum Positionieren jeder Seifenprobe und eines Schwammes, der sich vertikal parallel zur Oberfläche der Seifenprobe bewegt. Der Schwamm wird in Wasser eingetaucht, das in einem Behälter enthalten ist, wenn der Schwamm am unteren Ende seiner vertikalen Bewegung positioniert ist. Die Geschwindigkeit des Schwammes in seiner vertikalen Bewegung wurde so festgelegt, daß er sich in einer Minute 22 mal hin- und herbewegt. Der Wert der Schäumeigenschaft wird angezeigt durch die Anzahl der Hin- und Herbewegungen des Schwammes, wenn der gesamte Wasserspiegel des Wassers mit Blasen bedeckt ist.
Die Tabellen 2(a), 2(b) und 2(c) zeigen die Knet- und Pulverisierungsbedingungen jeder Seifenprobenmasse an, die eine Zusammensetzung hat, die in Tabelle 1 dargestellt ist, und die Qualitätsbewertung jeder Seife, die mit dem Plodder und der Formpreßmaschine geformt worden ist. In Tabelle 2(a) wurde der Apparat gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet, in Tabelle 2(b) wurde der Apparat gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet, und in Tabelle 2(c) wurde der herkömmliche Apparat mit drei Walzen verwendet. Tabelle 2(a) Apparat gemäß der ersten Ausführungsform Knet- und Pulverisierungsbedingungenzung Seifenmasse zugeführte Menge (kg/h) Drehzahl (U/min) Anzahl d. Durchläufe gleiche Zusammensetzung wie in Tab. 1 Qualität Handwaschtest Rißtest Schäumeigenschaftstest Tabelle 2(b) Apparat gemäß der zweiten Ausführungsform Knet- und Pulverisierungsbedingungenzung Seifenmasse zugeführte Menge (kg/h) Drehzahl (U/min) Anzahl d. Durchläufe gleiche Zusammensetzung wie in Tab. 1 Qualität Handwaschtest Rißtest Schäumeigenschaftstest Tabelle 2(c) Vorrichtung mit drei Walzen Knet- und Pulverisierungsbedingungenzung Seifenmasse zugeführte Menge (kg/h) Drehzahl (U/min) Anzahl d. Durchläufe gleiche Zusammensetzung wie in Tab. 1 Qualität Handwaschtest Rißtest Schäumeigenschaftstest
Wie aus diesen Tabellen hervorgeht, ist die Seife, die von jedem erfindungsgemäßen Pulverisierungs- und Knetapparat geformt worden ist, günstiger in bezug auf die Anfaßbarkeit, weniger rissig und günstiger in bezug auf die Schäumfähigkeit als die Seife, die mit dem Pulverisierungs- und Knetapparat mit den drei Walzen geformt worden ist, obwohl der erfindungsgemäße Pulverisierungs- und Knetapparat auch noch eine größere Menge Seifenmasse pro Zeiteinheit verarbeitet hat als der Knetapparat mit den drei Walzen. Das heißt, um Seife herzustellen, die gleiche oder höhere Qualität hat als die Seife, die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, ist die Erfindung in der Lage, eine Seifenmasse in einer Zeit zu kneten, die kürzer ist als die, die bei dem herkömmliche Verfahren erforderlich ist.

Claims

1. Pulverisierungs- und Knetapparat zum Kneten eines Materials und/oder Pulverisieren feiner Partikel, die in dem Material enthalten sind, mit:

einem Zylinder (1) mit einer Pulverisierungs- und Knetkammer (2), die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, einer Zuführungsöffnung (22) für das Material, die in einer Mitte eines Endes der Pulverisierungs- und Knetkammer (2) positioniert ist und die mit einem oberen Abschnitt der Pulverisierungs- und Knetkammer (2) in Verbindung steht, einer Austrittsöffnung (23), die am anderen Ende der Pulverisierungs- und Knetkammer (2) positioniert ist und die mit einem unteren Abschnitt der Pulverisierungs- und Knetkammer (2) in Verbindung steht,

zwei Wellen (3, 4), die sich im wesentlichen horizontal durch die Pulverisierungs- und Knetkammer (2) erstrecken und die mittels Lager (18, 19) drehbar in dem Zylinder (1) gelagert sind, und

einer Antriebseinrichtung (14) zum Drehen der beiden Wellen (3, 4),

wobei die beiden Wellen (3, 4) ausgestattet sind mit ersten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern (5-13), die Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) umfassen, die in der Zuführöffnungsseite des Zylinders (1) angeordnet sind, um miteinander zwischen den beiden Wellen (3, 4) in Eingriff zu stehen,

wobei die Konfiguration der Innenfläche des Zylinders (1) so ausgebildet ist, daß sie im wesentlichen genau der der Umfangskonfiguration der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13) entspricht,

wobei die Zähne der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) eine Schrägungsrichtung aufweisen, zum Vorwärtsbefördern des Materials zur Austrittsöffnungsseite,

dadurch gekennzeichnet, daß

die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder ferner aufweisen: Rücklaufzahnräder (8, 11, 13), die zwischen den beiden Wellen (3, 4) miteinander in Eingriff stehen und deren Zahnzwischenräume mit denen der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) in Verbindung stehen,

wobei die Zähne der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) eine Schrägungsrichtung aufweisen, zum Zurückbefördern des Materials zur Zuführungsöffnungsseite.

2. Pulverisierungs- und Knetapparat nach Anspruch 1, wobei die Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13) auf jeder der Wellen (3, 4) mehrere Paare von Vorlauf- und Rücklaufzahnrädern (5a-7a:8a), (9a, 10a:11a), (12a:13a), (5b-7b:8b), (9b, 10b: 11b), (12b:13b) umfassen.

3. Pulverisierungs- und Knetapparat nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Anschlagplatte (84), die eine Vorderseite der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13; 74- 77) berührt und in ihrem Mittelpunkt eine Austrittsöffnung (84a) aufweist, die dem Eingriffsabschnitt der Zahnräder (5- 13; 74-77) gegenüber liegt.

4. Pulverisierungs- und Knetapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit:

einer Schneckeneinrichtung (73) zum Befördern des Materials, das die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (55- 63) zur Austrittsöffnungsseite hin durchlaufen hat, welche Schneckeneinrichtung auf jeder der beiden Wellen (53, 54) an der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (55-63) angeordnet ist;

zweiten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern (74-77), die auf jeder der beiden Wellen (53, 54) auf der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die Schneckeneinrichtung (73) angeordnet sind, um zwischen den beiden Wellen (53, 54) miteinander in Eingriff zu stehen und

einer Drosseleinrichtung (26), die an der Austrittsöffnung (23) angeordnet ist, zum Beschränken der Menge des Materials, das hinausbefördert werden soll.

5. Pulverisierungs- und Knetapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schrägungswinkel der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) im wesentlichen gleich dem der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) ist und die Summe der Zahnbreiten der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) größer ist als die der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13), wobei eine vorwärtstreibende Kraft, die durch die Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) bewirkt wird, größer wird als eine rückwärtstreibende Kraft, die durch die Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) bewirkt wird.

6. Pulverisierungs- und Knetapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Summe der Zahnbreiten der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) im wesentlichen gleich der der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) ist und der Schrägungswinkel der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) größer ist als der der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13), wobei eine vorwärtstreibende Kraft, die durch die Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) bewirkt wird, größer wird als eine rückwärtstreibende Kraft, die durch die Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) bewirkt wird.

7. Pulverisierungs- und Knetapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) an der Austrittsöffnungsseite angeordnet sind,

die Zähne der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) mit der Schrägungsrichtung das Material zur Austrittsöffnungsseite befördern, wenn die Vorlaufzahnräder (8, 11, 13) sich in solchen Richtungen drehen, daß ihre Eingriffsabschnitte sich nach unten bewegen, während die Zähne der Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) mit der Schrägungsrichtung das Material zur Zuführungsöffnungsseite zurückbefördern, und zwar mit einer rückwärtstreibenden Kraft, die geringer ist als eine vorwärtstreibende Kraft durch die Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12), wenn sich ihre Eingriffsabschnitte nach unten bewegen, und

die Zuführungsöffnung (22) mit einer Materialzuführungseinrichtung (39) ausgestattet ist zum Zuführen des Materials in den Zylinder (1), so daß nur die Eingriffsabschnitte der Vorlaufzahnräder (5-7) und die Abschnitte, die unmittelbar über deren Eingriffsabschnitt liegen, mit dem Material gefüllt werden

8. Pulverisierungs- und Knetapparat nach Anspruch 7, ferner mit:

einer Schneckeneinrichtung (73) zum Befördern des Materials, das die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (55- 63) durchlaufen hat, zur Austrittsöffnungsseite hin, welche Schneckeneinrichtung auf jeder der beiden Wellen (53, 54) an der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (55-63) angeordnet ist, wobei eine vorwärtstreibende Kraft, die durch die Schneckeneinrichtung (73) bewirkt wird, größer ist als die, die durch die ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (55-63) bewirkt wird;

zweiten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern (74-77), die an jeder der beiden Wellen (53, 54) auf der Austrittsöffnungsseite in bezug auf die Schneckeneinrichtung (73) angeordnet sind, um zwischen den beiden Wellen (53, 54) miteinander in Eingriff zu stehen, und

9. Verfahren zum Herstellen von Seife mit einem Schritt des Knetens einer Seifenmasse und/oder des Pulverisierens feiner Partikel, die in der Seifenmasse enthalten sind, unter Verwendung eines Apparats mit:

einem Zylinder (1) mit einer Pulverisierungs- und Knetkammer (2), die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, zwei Wellen (3, 4), die sich durch die Pulverisierungs- und Knetkammer (2) im wesentlichen horizontal erstrecken und mittels Lager (18, 19) in dem Zylinder (1) drehbar gelagert sind, wobei die beiden Wellen (3, 4) mit ersten Pulverisierungs- und Knetzahnrädern (5-13) ausgestattet sind, die Vorlaufschrägzahnräder (5-7, 9, 10, 12) umfassen, die eine vorwärtstreibende Kraft erzeugen und zwischen den beiden Wellen (3, 4) miteinander im Eingriff stehen, wobei die Kammer (2) des Zylinders (1) so ausgebildet ist, daß sie im wesentlichen genau der der Umfangskonfiguration der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13) entspricht,

wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

aufeinanderfolgendes Befördern der Seifenmasse in den Zylinder (1), in dem sich die beiden Wellen (3, 4) zusammen mit den Pulverisierungs- und Knetzahnrädern (5-13) drehen, und

Bewegen der positionierten Seifenmasse durch die Zahnzwischenräume der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13) und den Zwischenraum zwischen den Zähnen der ersten Pulverisierungs- und Knetzahnräder (5-13) und dem Zylinder (1), so daß die Seifenmasse pulverisiert und/oder geknetet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine rückwärtstreibende Kraft erzeugt wird, dadurch daß Rücklaufschrägzahnräder (8, 11, 13) auf den beiden Wellen (3, 4) angeordnet sind und zwischen den beiden Wellen (3, 4) miteinander in Eingriff stehen, wobei ihre Zahnzwischenräume mit den Zahnzwischenräumen der Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) in Verbindung stehen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die rückwärtstreibende Kraft kleiner ist als die vorwärtsttreibende Kraft, die beiden Wellen (3, 4) sich zusammen mit den Vorlauf- und Rücklaufzahnrädern (5-13) drehen, so daß die Eingriffsabschnitte der Vorlauf- und der Rücklaufzahnräder (5-13) sich nach unten bewegen, und

die Seifenmasse durch die vorwärtstreibende Kraft der sich drehenden Vorlaufzahnräder (5-7, 9, 10, 12) in Vorwärtsrichtung befördert wird und durch die rückwärtstreibende Kraft der sich drehenden Rücklaufzahnräder (8, 11, 13) in Rückwärtsrichtung zurückbefördert wird.