ES2222623T3 - Matriz y procedimiento especialmente para estampar pastillas de detergente. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para estampar un sustrato que comprende una matriz, la matriz comprende al menos una superficie de estampación del sustrato que tiene un recubrimiento elastomérico, caracterizado en que dicho recubrimiento comprende un agente de carga conductor metálico.

Description

Matriz y procedimiento especialmente para estampar pastillas de detergente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo, procedimiento y equipo para estampar un material plástico usando una matriz para producir un artículo con forma. En particular, se refiere al procedimiento para estampar una pastilla de detergente.

Por "pastilla de detergente" se define una tableta, torta o pastilla cuyo nivel de agente tensioactivo, que comprende jabón, detergente sintético o una mezcla de los anteriores, es al menos de un 20% en peso de la pastilla.

Antecedentes de la invención

En la fabricación de pastillas de detergente, una composición preformada que comprende todos los componentes de la pastilla típicamente se extrude a través de una boquilla para formar una "barra" continuo, que se corta en piezas más pequeñas de longitud predeterminada, denominadas normalmente "lingotes". Estos lingotes se alimentan a un estampador o, de manera alternativa, se suministra meramente una impresión sobre una o más superficies, por ejemplo mediante una matriz de las mismas dimensiones que la superficie de la pastilla. Se aplasta con fuerza la superficie de la pastilla con, por ejemplo, un mazo, o bien una matriz con forma de rodillo.

Los estampadores tienen típicamente una matriz formada por dos mitades, cada una con una superficie que entra en contacto con el lingote durante la operación de estampado. Estas superficies están adaptadas para cerrarse con una distancia de separación predeterminada, comprimiendo el lingote de esta forma entre dos mitades de la matriz para proporcionar a la pastilla su forma y apariencia final, y después se separan. El exceso de composición se escurre de las dos mitades de la matriz a medida que las dos mitades se cierran. Este exceso se denomina normalmente "rebaba". A continuación se separa la rebaba de la pastilla de jabón transfiriendo la pastilla a través de agujeros en una placa "eliminadora de rebabas".

Las máquinas convencionales de estampado por matrices incluyen maquinas conformadas con un "pasador de matriz" en la que una pareja de miembros de matriz o mitades de la matriz opuestas se encuentran durante la etapa de compactación, y una "matriz de caja", en la que una pareja de miembros de matriz opuestas estampan una pastilla que se mantiene en el interior de la apertura de un soporte, pero sin encontrarse durante la estampación, quedando restringida la cara periférica de la pastilla por el soporte.

A menudo, se provee a las mitades de la matriz con un inyector insertado. Este se mantiene normalmente cerrado en el interior de la mitad de la matriz mediante resortes, pero puede empujarse mediante aire comprimido o liberación mecánica para ayudar a liberar la pastilla de la matriz. Durante el cierre de las mitades de la matriz puede aplicarse un vacío para eliminar el aire atrapado en la cavidad de la matriz entre la pastilla de detergente y la superficie de la matriz y, en el caso de las matrices giratorias, este vacío ayuda a retener las pastillas en su sitio durante la rotación.

El estampado de pastillas de detergente usando una matriz se lleva a cabo para proporcionar a las pastillas una forma reproducible, superficie lisa y/o para imprimir un diseño tal como un logotipo, marca comercial o similar sobre al menos una parte de la superficie de la pastilla.

Sin embargo, como resultado del bloqueo de la matriz, es decir, cantidades de detergente residual que queda sobre las mandíbulas de la matriz que va creciendo durante el uso continuado de las matrices, las pastillas a menudo se conforman con imperfecciones de la superficie visibles, o no se separan de la superficie de la matriz. La liberación incompleta de las pastillas de detergente es un problema particular en las composiciones más pegajosas fabricadas con tensioactivos más suaves.

Se han propuesto numerosas soluciones para este problema. Una solución implica enfriar las mandíbulas de la matriz durante la operación de estampado. Otras implican el uso de elastómeros.

Watanabe, Patente de los Estados Unidos nº 5.332.190 describe una matriz para moldeo de elastómeros compuesta de una película laminada de elastómero cuya capa más interna no contiene agente de carga.

En la Patente de los Estados Unidos nº 5.269.997 propone proporcionar a cada una de las dos matrices de un molde de jabón un refuerzo de septum elastomérico a través de sus superficies. Dicho sistema sería complejo de usar para la velocidad que se necesita en la fabricación comercial, y un recubrimiento delgado tendría tendencia a despegarse y se esperaría que la reproducción del logotipo fuera peor.

El Documento 96/00278 describe un dispositivo para estampar una pastilla de detergente que comprende una matriz, la matriz tiene al menos una superficie de estampación para pastillas, en la que se proporciona un recubrimiento elastomérico a la superficie de estampación de las pastillas, siendo el espesor total de la capa elastomérica de recubrimiento inferior a las 200 micrómetros. En una forma de realización preferida, el recubrimiento elastomérico es el único material elastomérico de la superficie de estampación de las pastillas.

Otra solución se propone en el Documento EP 276 971 y en las Patentes de los Estados Unidos números 4.793959 y 4.822.273, que implican el uso de miembros de matriz, cada uno comprende una parte no elastomérica y una parte elastomérica. La parte elastomérica, que entra en contacto con la pastilla de jabón durante el procedimiento de estampación, comprende un recubrimiento elastomérico de al menos 200 micrómetros y tiene un módulo de elasticidad comprendido en un intervalo específico.

Adams y col., Patente de los Estados Unidos nº 4.822.273 se dirigen a una matriz para estampar pastillas de detergente que tiene una capa de elastómero. El ejemplo 7 menciona el enfriado superficial de la matriz metálica.

Adams y col., Patente de los Estados Unidos nº 4.793.959 se dirigen a pastillas de detergente estampadas con una matriz que tiene una capa de elastómero. El enfriamiento de las matrices se menciona en el ejemplo 7.

Adams y col., Patente de los Estados Unidos nº 5.236.654 se dirigen a la estampación de pastillas de detergente usando miembros de matriz enfriados mediante líquido. Se menciona el enfriamiento de la matriz mediante un refrigerante a aproximadamente -20ºC. Se define que el sistema anteriormente seleccionado por ingenieros de fabricación consiguió una temperatura media en la superficie de la matriz de aproximadamente 15ºC con una amplia distribución de temperaturas a través de la superficie de la matriz.

Kataoka, Patente de los Estados Unidos nº 4.629.560 se dirige a un procedimiento para producir una resina termoplástica moldeada por interposición durante el moldeo de una resina termoplástica diferente de la resina termoplástica a moldear como "piel" entre la superficie de la matriz y la resina termoplástica a moldear.

Uemura y col., Patente de los Estados Unidos nº 5.035.849 se dirigen a un procedimiento para producir un artículo moldeado. La superficie del molde se enfría con un agente liberador para moldeo en polvo.

Leslie, Patente de los Estados Unidos nº 5.269.997 se dirige a un procedimiento y equipo para estampar un parisón de material plástico tal como un parisón de jabón. Se puede colocar un septum de material elastomérico a través de cada semimatriz entre el parisón y la semimatriz de forma que se evite que el material plástico se pegue a las dos mitades de la matriz tras el estampado.

Mao, Patente de los Estados Unidos nº 3.761.047 se dirige a una película que tiene partículas aislantes de calor tales como talco. En el ejemplo 1, se dispersa talco con un tamaño medio de aproximadamente 60 micrómetros al 30% en volumen en una solución de resina de politetrafluoroetileno.

Bates y col., Patente de los Estados Unidos nº 5.378.733 se dirigen a un material compuesto polimérico atenuador del sonido que comprende poliuretano con un agente de carga que comprende acero inoxidable en polvo.

Incluso cuando se emplean recubrimientos elastoméricos o matrices refrigeradas, aparecen problemas cuando el detergente usado es un tensioactivo muy suave y/o la composición de la pastilla de detergente es blanda y pega-
josa.

Resumen de la invención

Se ha descubierto que los problemas que representa el estampado de pastillas de detergente con tensioactivos muy suaves y/o composiciones particularmente pegajosas o blandas puede aliviarse mediante el uso de una matriz recubierta con elastómero, en el que el elastómero incluye un agente de carga conductor tal como un acero en polvo conductor. Cargando el elastómero con acero en polvo conductor y ajustando la formulación de elastómero pueden conseguirse polímeros termalmente conductores. Como resultado, se reducen los efectos normalmente aislantes del recubrimiento y se facilita el enfriamiento de las matrices. La aplicación de un elastómero que contiene aditivos térmicamente conductor a una barra de jabón proporciona la capacidad de liberación de un elastómero aislante convencional con la calidad superficial de una superficie refrigerada.

Así, de acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo para estampar un sustrato, especialmente un sustrato plástico, que comprende una matriz, la matriz comprende al menos una superficie para estampación del sustrato que tiene un recubrimiento elastomérico caracterizado en que el mencionado recubrimiento incluye un agente de carga metálico conductor.

Para una comprensión más completa de estas y otras características y ventajas de la invención, debe hacerse referencia a la siguiente descripción detallada de las formas de realización preferidas y a los dibujos que acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en perspectiva de las matrices de acuerdo con la invención.

La Figura 2 es una vista lateral en sección de una matriz antes de la aplicación del recubrimiento elastomérico.

La Figura 3 es una vista frontal en sección de una matriz antes de la aplicación del recubrimiento elastomérico.

La Figura 4 es una vista en sección de la matriz de acuerdo con la Figura 3 en la que la matriz se ha recubierto con el recubrimiento elastomérico.

Descripción detallada de la invención

Se describe en el Documento EP 276971 y en las Patentes de los Estados Unidos números 4.793.959 y 4.822.273 el uso de recubrimientos elastoméricos gruesos en el estampado de pastillas de jabón.

La Patente de los Estados Unidos número 5.378.733 describe materiales elastómeros agente de cargas que son adecuados para la presente invención.

A partir de ahora en el presente documento, se entiende por "decoración de la superficie" una forma uniforme, superficie lisa, un diseño tal como un logotipo, marca comercial o similar.

Por "elastomérico", de acuerdo con la invención, se entiende un material como el que se define en ISO (International Standard Organization) 1382 como un "elastómero" o un "caucho". También se incluye en la definición de materiales "elastoméricos" de acuerdo con la invención los elastómeros termoplásticos y copolímeros y combinaciones de elastómeros, elastómeros termoplásticos y cauchos.

Los elastómeros se definen como polímeros con cadenas largas y flexibles, independientemente de su materia prima, y transformados mediante vulcanizado o agentes de entrecruzamiento que introducen enlaces cruzados y forman una estructura reticular entrecruzada. La estructura reticular retiene el movimiento de las moléculas de la cadena macromolecular y, como resultado, vuelve rápidamente a aproximadamente su dimensión y forma iniciales tras deformación mediante una fuerza y desaparición de la fuerza.

Con el aumento de la temperatura, un elastómero pasa a través de una fase elastomérica tras reblandecimiento, y retiene su elasticidad y módulo elástico hasta que se alcanza su temperatura de descomposición.

Los elastómeros termoplásticos comprenden fases cristalinas y amorfas. La fase amorfa tiene un intervalo de reblandecimiento por debajo de la temperatura ambiente, y de esta forma actúa como un muelle elástico, mientras que los segmentos cristalinos, cuyo intervalo de reblandecimiento esta por encima de la temperatura ambiente, actúan como emplazamientos de entrecruzado.

De forma preferible, el material elastomérico de acuerdo con la invención se selecciona entre aquellas clases descritas en la American Society for Testing and Materials D1418 que incluye:

1.

Elastómeros con cadenas de carbono insaturado (clase R), que incluyen cauchos naturales, por ejemplo, caucho malayo normalizado; butadieno, por ejemplo tipo de "BUNA" de Bunaweke Huls; y copolímero de butadieno acrilonitrilo, por ejemplo "Perbunan" de Bayer.

2.

Elastómeros con cadenas de carbono saturado (clase M), que incluye tipos etileno - propileno, por ejemplo "Nordel" de Dupont y tipos que contienen flúor, por ejemplo "Viton" de DuPont.

3.

Elastómeros de silicona sustituida (clase Q), que incluye cauchos de silicona líquida, por ejemplo Silastic 9050/50 P (A + B) de Dow Corning.

4.

Elastómeros que contienen carbono, nitrógeno y oxígeno en la cadena polimérica (Clase U) incluyendo poliuretanos, por ejemplo, los poliuretanos de Belzona.

El material "elastomérico", tal como se ha definido anteriormente en el presente documento, puede pretratarse, como mediante la formación de una solución de un elastómero comercialmente disponible, antes de aplicarse en forma de recubrimiento a la superficie de la matriz. Los elastómeros, cauchos, y copolímeros y mezclas de los anteriores generalmente se curan o entrecruzan in situ sobre la superficie de la matriz. Por ejemplo, los componentes incluyendo el material elastomérico base, agentes de entrecruzamiento y resto de materiales tales como aceleradores, pueden mezclarse antes de la aplicación en forma de recubrimiento. Una vez aplicada a la matriz, el recubrimiento cura in situ. Este puede favorecerse mediante la aplicación de calor u otros procedimientos de aceleración, por ejemplo, presión, radiación o luz ultravioleta.

El material elastomérico puede aplicarse tanto líquido como semisólido. Por ejemplo, cuando se aplica como un líquido, las dos mandíbulas de la matriz se mantienen separadas una distancia predeterminada para dejar que el elastómero ocupe el espacio entre las dos partes. De forma preferible, la matriz se llena con elastómero bajo presión.

En algunos casos, los materiales pueden disolverse en un solvente apropiado, aplicado a la matriz, y eliminarse el disolvente a continuación.

En el caso de materiales termoplásticos, pueden calentarse hasta fusión, aplicarse a la matriz, enfriarse y resolidificarse.

Los materiales adecuados como recubrimientos elastoméricos en la presente invención tendrán con preferencia un módulo de elasticidad en el intervalo de 0,1 a 50 MPa, más preferiblemente 1 a 35 MPa.

El módulo de elasticidad de un recubrimiento elastomérico puede medirse registrando la fuerza necesaria para penetrar el recubrimiento en función de la profundidad de penetración. Típicamente, se emplea un penetrador con punta esférica y se determina la pendiente, s, o la fuerza como función de la profundidad de penetración al exponente 3/2. La profundidad de penetración es el movimiento de un penetrador en el recubrimiento tras entrar en contacto con la superficie del recubrimiento. En general, es necesario corregir la profundidad de penetración medida en función del equipo de medida. Esto es, la profundidad real de penetración, d, se relaciona con el valor aparente determinado, d', mediante la siguiente ecuación:

d = d' - (F. C)

donde F es la fuerza de indentación. El factor de ajuste C se determina comprimiendo el penetrador sobre una superficie rígida y registrando el desplazamiento aparente como función de la fuerza aplicada para la cual tiene una pendiente igual a C. El módulo de elasticidad E se calcula mediante la siguiente ecuación:

E = ¾ s 1/(R)^{1/2} (1 – b^{2})

donde s = F / d^{3/2} R es el radio de la punta esférica del penetrador y b es el módulo de Poisson del recubrimiento, que es aproximadamente igual a 0,5 para los elastómeros.

Bajo ciertas condiciones que se describirán más adelante, el procedimiento de penetración anterior puede proporcionar falsamente valores mayores del módulo de elasticidad debido a la influencia del material rígido sobre el que se aplica el recubrimiento. Con el fin de evitar este problema es necesario asegurar que el radio de contacto entre el penetrador y el recubrimiento no exceda de aproximadamente 1/10 del espesor del recubrimiento. El radio de contacto, a, se relaciona con la profundidad de penetración mediante la siguiente ecuación:

a = (dR)^{1/2}

Para recubrimientos inferiores a los 200 micrómetros, se recomienda usar un nanopenetrador que puede medir fuerzas de penetración a pequeñas profundidades de penetración usando penetradores con puntas que tengan un radio pequeño. Un ejemplo de esta equipo es el "NanoIndenter II9 (Nano-instruments)": La alternativa es fabricar recubrimientos de ensayo más gruesos (de mas de 200 micrómetros) de forma que se puede usar un equipo de medida más convencional, como un medidor Instron (por ejemplo, el Modelo 5566),

En una forma de realización, el recubrimiento tiene un espesor entre un micrómetro y 10 mm, preferiblemente entre 200 y 2.00 micrómetros. De forma alternativa, el recubrimiento puede ser de un espesor inferior a 200 micróme-
tros.

De forma preferible, la matriz comprende un material rígido que se selecciona entre metales y sus aleaciones, por ejemplo, bronce y otras aleaciones de cobre, aluminio y aceros entre los que se incluyen aceros al carbono e inoxidables; y otros materiales no elastoméricos tales como resinas termosellantes y termoplásticas, por ejemplo poliéster, resinas epoxi, resinas de furano, poliuretanos moldeados; cerámicos, materiales compuestos y lamina-
dos.

De acuerdo con la invención, el recubrimiento elastomérico incorpora un agente de carga conductor metálico, tal como acero inoxidable en polvo. Además, pueden usarse mezclas que contengan acero inoxidable en polvo u otro agente de carga conductor. Entre otros agente de cargas que pueden emplearse se incluyen cobre, titanio, oro, plata y platino.

Los agente de cargas añadidos, por ejemplo el acero inoxidable, aumentan la dureza global del recubrimiento desde aproximadamente 45 Escala A a 70 Escala A. Aunque esta dureza podía por otra parte reducir las propiedades de liberación, cada partícula está rodeada por elastómero, por tanto el jabón sigue estando en contacto con un material de dureza baja. Un recubrimiento de 1-20 micrómetros de espesar proporciona buena liberación en circunstancias apropiadas. Esto es, aunque la dureza puede ser mayor que 55 Escala A, incluso superior a 65 escala A, la liberación continua siendo buena.

El agente de carga conductor se incorpora al elastómero preferiblemente entre 0,5 a 85% en peso, especialmente 5 a 75%.

El agente de carga de la invención es, de forma preferible, material particulado.

En la presente invención, por "conductor" se entiende que los agentes de cargas son conductores térmicos. Los principales beneficios de enfriar el elastómero son:

1.

Incrementa la calidad de la superficie de la pastilla - la mayor dureza global permite una buena definición del logotipo.

2.

Incrementa la calidad general de la pastilla porque la superficie de la pastilla y la carga están más frías y por tanto más duras y es menos posible que se dañen durante el paso por la línea de envasado.

3.

Menor adhesión debido al efecto combinado de las dos tecnologías -elastómero y enfriamiento de la superficie de la matriz.

Un beneficio adicional es que el agente de carga disminuye la compresibilidad y por tanto reduce las variaciones de peso que se pueden producir cuando la dureza del jabón cambia con los elastómeros convencionales.

Se ha usado agente de carga de acero para obtener el beneficio de mayor conductividad. Naturalmente, puede usarse cualquier material en polvo conductor, tal como cobre, aluminio. Los agentes de cargas no metálicos también podrían ser beneficiosos, aunque la eficacia de la refrigeración quedaría disminuida. Usando acero se consigue una temperatura 3-5 grados menos que sin usarlo.

Se prefiere generalmente que se use entre el 1% en peso hasta aproximadamente el 80% en peso del agente de carga conductor usado en los recubrimientos de la presente invención, especialmente entre 1% al 20%. El agente de carga conductor puede se de cualquier forma siempre que esté distribuido de manera uniforme por todo el elastómero antes del curado. Por ejemplo, los agente de cargas pueden estar en forma de polvo o de copos, con un tamaño de malla de aproximadamente 590 a 34 \mum (malla 30 a 430), preferiblemente entre 49 a 49 \mum (malla 300 a 350).

Los agente de cargas conductores puede añadirse a un ingrediente o mezcla de ingredientes en el elastómero antes del curado. Una vez que todos los ingredientes están presentes, el material se mezclara para curarse a continuación. Los elastómeros pueden prepararse como se describe en Bates, Patente de los Estados Unidos nº 5.378.733.

Además de mezclarse con el resto de ingredientes, el agente de carga puede incorporarse al elastómero por adherencia a una o más superficies del elastómero, por ejemplo, salpicando el agente de carga sobre la superficie del elastómero tras la mezcla pero antes del curado.

Se prefiere particularmente que las matrices recubiertas de acuerdo a la presente invención estén asociadas con un refrigerante. La disminución de la temperatura en las matrices, que de forma preferible serán ellas mismas conductoras, se reflejará en una menor temperatura en el elastómero debido a la presencia de partículas de agente de carga conductor. Esto tenderá a facilitar la separación del material de la pastilla de detergente de las matrices, incluso si el material de la barra de detergente esta fabricada con un tensioactivo blando y/o pegajoso y/o muy suave.

Las matrices refrigeradas son bien conocidas en la técnica. La refrigeración de matrices puede llevarse a cabo, por ejemplo, haciendo pasar un fluido enfriado tal como un líquido cerca de la matriz. Por ejemplo, Adams en la Patente de los Estados Unidos nº 5.236.654 describe un procedimiento para estampar pastillas de jabón o detergente usando miembros de matrices en las que se hacia circular un líquido refrigerante a través de tubos que tenían un diámetro comprendido en el intervalo de 2 a 20 mm formados en el interior de los miembros de matriz, caracterizado en el que líquido se hace circular en condiciones de flujo turbulento. La disposición de Adams, u otras disposiciones para enfriar matrices, puede usarse en la presente invención. De forma preferible, las matrices se enfrían de forma que el recubrimiento elastomérico alcance una temperatura superficial comprendida en el intervalo de -35ºC a 15ºC, especialmente -10ºC a +10ºC, más preferiblemente entre -5ºC a +5ºC.

Pueden añadirse materiales adicionales, por ejemplo otros agentes de cargas, al material elastomérico para modificar sus propiedades mecánicas y de procesado. Los efectos de la adición de agente de carga dependen de la interacción mecánica y química entre el material elastomérico y el agente de carga.

Los agentes de cargas pueden usarse para modificar el material elastomérico de forma tal que se consigan propiedades deseables, por ejemplo resistencia al desgarro. Entre los agente de cargas adecuados se incluyen negro de humo; sílice; silicatos; y agente de cargas orgánicos tales como estireno o resinas fenólicas.

Entre otros aditivos opcionales se incluyen modificadores del rozamiento y antioxidantes.

El estrés al que están sometidos los recubrimientos elastoméricos durante la estampación puede reducirse mediante el uso de un borde o ala, especialmente una que esté ella misma recubierta de forma similar con elastómero. De forma preferible, el borde o ala esta fabricado de un metal u otro material duro o rígido. El uso de bordes metálicos da como resultado una disminución en el desgarro del elastómero disminuyendo la tensión a la que está sometido. El borde se extiende por encima del borde anterior del elastómero, protegiéndolo de esta forma de la tensión aplicada durante la estampación. Esto mejora de forma apreciable la vida útil del elastómero recubierto, y permite que se disfruten las ventajas de una matriz recubierta sin la desventaja de un tiempo de vida en uso extremadamente corto.

Aunque puede ser más fácil fabricar el borde del mismo material que la matriz, esto no es una necesidad.

El borde o ala puede estar fabricado con una multitud de materiales, incluyendo uretano y materiales compuestos plásticos. El borde se proporciona mediante una estructura en forma de "T" o sombrilla en la que el elastómero se protege cerca del borde de la sombrilla.

El borde es particularmente útil para matrices usadas para fabricar pastillas de detergente que tengan paredes laterales que se extienden generalmente de forma perpendicular al eje longitudinal de la pastilla, esto es "pastillas zonales". Se cree que las matrices elastoméricas para pastillas zonales experimentan incluso mayor estrés que las matrices elastoméricas para pastillas que carecen de pared lateral vertical, o para las que la pared lateral vertical se extiendo únicamente en un porcentaje corto de la altura de la pastilla.

El borde o ala debería extenderse desde la pared de la matriz hasta cubrir el espesor del recubrimiento de la cavidad y, de forma preferible, el espesor del recubrimiento fuera de la cavidad. Las dimensiones del borde para un rendimiento óptimo quedan determinadas por tanto mediante el espesor del recubrimiento deseado.

El espesor y dureza del recubrimiento elastomérico puede variarse de acuerdo con la composición de las pastillas de detergente, temperatura de procesado y/o parámetros del procedimiento tales como la forma de la cavidad y mandíbulas de la matriz, velocidad del equipo de estampación y distancia de separación entre las mandíbulas de la matriz, con el fin de conseguir el resultado deseado, por ejemplo, buena liberación de la pastilla de detergente de la matriz. Para una matriz que soporte un logotipo más complejo o una forma de matriz más compleja, la liberación aceptable de la matriz se favorece mediante el uso de recubrimientos más espesos y módulos inferiores. De forma similar, para una composición de detergente que sea inherentemente más difícil de estampar, puede conseguirse una liberación aceptable de la matriz con un recubrimiento elastomérico más espeso y/o que tenga un módulo de elasticidad menor.

El dispositivo de acuerdo con la invención puede usarse para estampar una pastilla de detergente que comprende un agente tensioactivo que comprende esencialmente jabón o un detergente sintético o una mezcla de jabón y detergente sintético. Esto encuentra aplicación particular en el estampado de detergente blando o pegajoso y/o pastillas suaves que contienen detergentes sintéticos, pastillas translúcidas y transparentes que tengan un contenido reducido en materia grasa, por ejemplo, en el intervalo 63-78% en peso, con respecto al peso total de la pastilla, y aquellas pastillas que contienen agentes beneficiosos para la piel tal como hidratantes, polioles, aceites, ácidos grasos y alcoholes grasos.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un procedimiento para estampar una pastilla de detergente que comprende

(i)

Formar un recubrimiento elastomérico que incorpora un agente de carga conductor en una matriz;

(ii)

Alimentar una composición para pastilla de detergente a la matriz de la etapa i;

(iii)

Estampar la composición en la matriz para conformar una pastilla estampada; y

(iv)

Liberar la pastilla de forma `preferible de la matriz de forma que se aplique una decoración a la superficie de la pastilla de una forma reproducible y fácil.

De forma preferible, el recubrimiento elastomérico se liga con la superficie de estampación de la matriz mediante procedimientos mecánicos y/o químicos incrementan la adhesión entre la matriz y el recubrimiento.

Resulta particularmente preferible que el borde usado para aliviar el estrés sobre el recubrimiento elastomérico es en sí mismo también parcialmente recubierto con el recubrimiento elastomérico. De forma ventajosa, el recubrimiento del borde es más delgado que el presente sobre la superficie de estampación de la matriz. Por ejemplo, puede estar en el intervalo entre 1 a 200 micrómetros, especialmente entre 10 a 50 micrómetros.

Refiriéndose a las figuras en detalle, la Figura 1 muestra las mitades de la matriz 10 que comprende las matrices individuales 12. Se proporciona a las mitades de la matriz, sobre la superficie de estampación de la pastilla 14, con un recubrimiento elastomérico 16 agente de carga con un agente de carga conductor 16 (Figura 4). También se proporciona recubrimiento elastomérico también se proporciona a la superficie no estampadora 18 de las mitades de la matriz. Se proporciona a cada semi matriz un logotipo 20 sobre la superficie de estampación de la pastilla /en algunos casos, ambas mandíbulas de la matriz incorporan un logotipo). Este también se recubre con recubrimiento elastomérico.

La matriz 12 incluye un borde metálico 30 que proyecta hacia dentro desde la periferia superior de la cavidad de la pastilla de detergente 32. Como se puede ver en la Figura 4, el borde 30 cubre el borde superior de sección ascendente generalmente vertical del recubrimiento 16. de forma preferible, la superficie 34 del borde 30 que enfrenta la cavidad 32 queda salpicada al menos con la superficie 36 del elastómero 16 que de la misma manera enfrenta la cavidad 32. Es aún más preferida una disposición en la que el borde 34 del borde metálico 30 se extiende ligeramente más allá de la superficie 36 del recubrimiento 16. Puede emplearse un refrigerador (no mostrado) para bajar la temperatura de la matriz 12, haciendo circular fluido refrigerante en contacto con la matriz.

Usando el borde o ala de la invención, la matriz se construye de forma tal que elastómero blando cerca del borde cortante no se dañe cuando la matriz se introduzca en el jabón. Esto se consigue protegiendo el elastómero blando cerca del borde de la matriz con un material más rígido y resistente. La protección actúa como una sombrilla alrededor del borde de la matriz, superponiéndose ligeramente sobre el elastómero blando, preferiblemente de aproximadamente 0,00254 cm (0,001 pulgada) gasta 0,0381 cm (0,015 pulgadas) Esto protege el material blando de fuerzas excesivas de cizalladura y tensión, que acelerarían el daño en el material blando, volviéndolo inoperante.

Mientras que el borde aliviador de tensión se ha descrito como metálico, esto generalmente dependerá del material en que la matriz esté fabricada. Típicamente, el borde será del mismo material en que la matriz esté fabricada. Sin embargo, el borde será típicamente lo bastante rígido como para proteger el elastómero.

La invención puede usarse con equipo de estampado convencional, tal como Binacchi USN 100.

De forma preferible, el borde presenta un corte sesgado, lo que proporciona mayor cuña mecánica.

Ejemplo

Se fabricaron una serie de mitades de matriz en acero al carbono, y se erosionaron con chispas hasta un intervalo de valores de rugosidad superficial (Ra), se desengrasaron con acetona, se trataron con un imprimador y a continuación se recubrieron con un intervalo de materiales elastoméricos.

También se usan en los ejemplos una serie de mandíbulas fabricadas en bronce. De forma similar, estas se desengrasaron con acetona, se trataron con un imprimador y a continuación se recubrieron.

Los recubrimientos elastoméricos se forman a partir de poliuretano. El poliuretano se prepara partiendo de

a)	Andur 80-5AP - poliéter basado en prepolímero líquido terminado en isocianato.
	Suministrado por:	Anderson Development Co.
		1415 E Michigan Street Adrian
		MI 49221 - 3499;
	Y que se cura tras la adición de acero inoxidable en polvo 304L con un tamaño de malla de 325 al
	35% en peso (de elastómero total), usando
b)	Voronal 234-640 curador - Triol
	Suministrado por:	Dow Chemical Co.
		2040 Dow Center
		Midland, MI 48674

Las composiciones de pastillas usadas en los ejemplos son las siguientes:

Formulación A	% en peso
Jabón de sebo anhidro	52,3
Jabón de coco anhidro	29,9
Ácido graso de coco	5,2
Agua y componentes minoritarios	Hasta 100

Formulación B	% en peso
Cocil Isetionato de sodio	27,00
Cocoamidopropil betaína	5,00
Polietilén glicol, P M.	33,12
Ácido graso	11,00
Estearato de sodio	5,00
Agua y componentes minoritarios	Hasta 100

Formulación C	% en peso
Cocil Isetionato de sodio	49,78
82/18 Jabón	8,31
Estearato de sodio	2,98
Alquil benceno sulfonato	2,02
Ácido esteárico	20,15

(Continuación)

Formulación C	% en peso
Ácido graso de coco	3,07
Isetionato de sodio	4,68
Agua y componentes minoritarios	Hasta 100

Las matrices contienen bordes metálicos como los del item 34 de la Figura 4. Las matrices se enfrían usando fluido refrigerante a una temperatura de -20ºC que circula a través de tubos que tienen diámetros comprendidos entre 2 y 20 mm.

Debe entenderse, por supuesto, que las formas específicas de la invención que se ilustra y describe mediante la presente invención son representativas únicamente, ya que pueden llevarse a cabo ciertos cambios en ella sin separarse de las enseñanzas nítidas de la declaración. De acuerdo con ello, el recubrimiento elastomérico que se define en la presente invención engloba el recubrimiento tanto parcial como total de la matriz. Además, debe hacerse referencia a las siguientes reivindicaciones adjuntas para determinar el alcance global de la invención.

Claims (14)

1. Un dispositivo para estampar un sustrato que comprende una matriz, la matriz comprende al menos una superficie de estampación del sustrato que tiene un recubrimiento elastomérico, caracterizado en que dicho recubrimiento comprende un agente de carga conductor metálico.

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato es una pastilla de detergente.

3. El dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la matriz comprende un material rígido seleccionado entre metales y sus aleaciones, resinas termoendurecibles y termoplásticas; poliuretanos moldeados; materiales cerámicos; materiales compuestos y laminados.

4. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento elastomérico comprende un elastómero termoplástico.

5. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento elastomérico tiene un espesor comprendido en el intervalo entre 25 micrómetros a 10 milímetros.

6. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un medio para refrigerar o enfriar la matriz.

7. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento elastomérico tiene un módulo de elasticidad comprendido en el intervalo entre 0,1 a 50 MPa.

8. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la mencionada matriz incluye un borde para retrasar el desgaste del recubrimiento elastomérico en la superficie de la matriz.

9. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de carga conductor es acero inoxidable en polvo

10. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mencionado recubrimiento elastomérico comprende poliuretano.

11. El uso de un dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el estampado de una pastilla de detergente.

12. Un procedimiento para estampar una pastilla de detergente que comprende

(i)

Formar un recubrimiento elastomérico que incluye un agente de carga conductor metálico en, al menos, una superficie de estampación de pastillas de una matriz;

(ii)

Alimentar una composición para pastilla de detergente a la matriz de la etapa i;

(iii)

Estampar la composición en la matriz para conformar una pastilla estampada; y

(iv)

Liberar la pastilla de la matriz.

13. Un procedimiento como el que se reivindica en la reivindicación 12 que además incluye la etapa de proporcionar un logotipo sobre la superficie de estampado de forma que puede aplicarse a la pastilla de detergente una decoración superficial.

14. Un procedimiento como el que se reivindica en las reivindicaciones 12 ó 13 que incluye la etapa de enfriar o refrigerar la matriz, respecto de la temperatura ambiente.