JP2003129096A

JP2003129096A - 気泡入り石鹸の製造方法

Info

Publication number: JP2003129096A
Application number: JP2001329845A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Miyamoto; 恭典宮本; Manabu Shibata; 学柴田; Koichi Hatano; 耕一秦野; Shingo Odajima; 信吾小田嶋
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP4036632B2

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡を含有する溶融石鹸を固化させるに際し
て、生産性を向上させつつ、冷却に起因する収縮やひけ
の発生が防止された気泡入り石鹸の製造方法を提供する
こと。【解決手段】固化過程にある気泡含有溶融石鹸におけ
る気泡を構成するガスのガス圧縮率をｘとし、気泡入り
石鹸の設定厚みＬに対する、固化過程にある気泡含有溶
融石鹸における固化層の厚みｔの比（ｔ／Ｌ）をｙとし
たとき、ｘ及びｙが式（１）及び（２）を満たす条件下
に石鹸をキャビティから取り出す気泡入り石鹸の製造方
法。ｙ≧０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（１）ｙ≦０．５４０４log_eｘ＋０．１９４０（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無数の気泡を含有
する溶融石鹸から気泡入り石鹸を製造する方法に関し、
更に詳しくは生産性を向上させつつ、割れや膨れがなく
且つ冷却に起因する収縮やひけの発生が防止された気泡
入り石鹸の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】石鹸に
おいて泡立ちは重要な特性である。泡を多量に含んだま
ま固形状になった石鹸である気泡入り石鹸は、この点が
優れていると考えられる。特開平４−２１８５９９号公
報に記載されているように、一般に気泡入り石鹸は、エ
アレーションによって溶融石鹸に気泡を含ませて製造さ
れる。しかし、使用時の泡立ちがよく感触のよい気泡入
り石鹸は水によってふやけ易く、広く普及するには至ら
なかった。

【０００３】特開平１０−１６８４９４号公報及び特開
平１０−１９５４９４号公報には、エアレーションによ
って溶融石鹸に気泡を含ませた後に冷却することで、感
触がよいだけでなく、ひび割れしにくく、しかもふやけ
にくい気泡入り石鹸の製造方法が記載されている。しか
し、溶融石鹸内に含まれている気泡中のガスの冷却収縮
による石鹸体積の減少及びそれに起因する収縮やひけの
発生を防止するには未だ改良の余地があるものであっ
た。また、気泡入り石鹸は、その製造工程において冷却
固化に時間を要することから、生産性にも改良の余地が
あるものであった。

【０００４】従って、本発明は、気泡を含有する溶融石
鹸を固化させるに際して、生産性を向上させつつ、製品
石鹸の割れや膨れがなく且つ冷却に起因する収縮やひけ
の発生が防止された気泡入り石鹸の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、無数の気泡を
分散含有する溶融石鹸を、所定形状のキャビティを有す
る成形型の該キャビティ内で固化させる気泡入り石鹸の
製造方法において、固化過程にある前記溶融石鹸におけ
る前記気泡を構成するガスのガス圧縮率をｘとし、前記
気泡入り石鹸の設定厚みＬに対する、固化過程にある前
記溶融石鹸における固化層の厚みｔの比（ｔ／Ｌ）をｙ
としたとき、ｘ及びｙが以下の式（１）及び（２）を満
たす条件下に前記気泡入り石鹸を前記キャビティから取
り出す気泡入り石鹸の製造方法を提供することにより前
記目的を達成したものである（以下、第１発明というと
きはこの発明をいう）。ｙ≧０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（１）ｙ≦０．５４０４log_eｘ＋０．１９４０（２）但し、Ｌ及びｔは何れも前記気泡入り石鹸における固化
時に最も変形する場所において測定された値である。

【０００６】また本発明は、無数の気泡を分散含有する
溶融石鹸を、所定形状のキャビティを有する成形型の該
キャビティ内に注入し固化させる気泡入り石鹸の製造方
法において、固化過程にある前記溶融石鹸における前記
気泡を構成するガスのガス圧縮率をｘとし、前記気泡入
り石鹸の設定厚みＬに対する、固化過程にある前記溶融
石鹸における固化層の厚みｔの比（ｔ／Ｌ）をｙとした
とき、ｘ及びｙが以下の式（３）及び（４）を満たす条
件下に前記気泡入り石鹸を前記キャビティから取り出
し、次いで取り出された該気泡入り石鹸に所定の力を加
えた条件下に更に固化させる気泡入り石鹸の製造方法を
提供することにより前記目的を達成したものである（以
下、第２発明というときはこの発明をいう）。ｙ＜０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（３）ｙ≧１．０４０４log_eｘ−０．３２７１（４）但し、Ｌ及びｔは何れも前記気泡入り石鹸における固化
時に最も変形する場所において測定された値であり、ｘ
の範囲は１．１５〜１．９、ｙの範囲は０．１以上であ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】先ず第１発明を、その好ましい実
施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本実施形
態は、やや扁平した直方体形状の石鹸を製造する例であ
る。図１（ａ）〜（ｃ）には、第１発明の製造方法の第
１の実施形態の工程図が順次示されている。

【０００８】図１（ａ）に示すように、本実施形態の製
造方法に用いられる装置は、成形型としての下型１、上
型２及び注入部３を備えている。下型１は金属等の剛体
からなり、上部に向けて開口したキャビティ１１を有し
ている。キャビティ１１は、製品である気泡入り石鹸の
底部及び各側部の形状に合致した凹状形状となってい
る。キャビティ１１の底部には、キャビティ１１と下型
１の外部とを互いに連通させる連通孔１２が複数個穿設
されている。下型１の側面には、下型１と上型２とを固
定させるためのロック機構１３が取り付けられている。

【０００９】一方、上型２も金属等の剛体からなってい
る。上型２は、蓋体２１、蓋体２１の下面に取り付けら
れ且つその下面が気泡入り石鹸の上部の形状に合致して
いる圧縮部２２、蓋体２１の上面に取り付けられた加圧
部２３、及び加圧部２３に遊嵌され且つ下型１のロック
機構１３に係合する係合部２４を備えている。

【００１０】注入部３は、注出ノズル３１、切り替えバ
ルブ３２、シリンダ３３、及びシリンダ３３内に配され
たピストン３４を備えている。ピストン３２はシリンダ
３３内を摺動自在になっており、ピストン３４の押し込
み距離によって、溶融石鹸の注出体積が決定される。溶
融石鹸は、図示しない貯蔵タンクに貯えられており、該
貯蔵タンク内を経由する循環路（同じく図示せず）内を
循環している。そして、切り替えバルブによる流路切り
替えによって、循環している溶融石鹸がシリンダ３３内
に送り込まれる。溶融石鹸を循環させておくことで、溶
融石鹸中の気泡と液体分との分離が効果的に防止され
る。

【００１１】以上の構成を有する装置を用いた気泡入り
石鹸の製造方法について説明すると、先ず、前述のよう
にして無数の気泡を分散含有する溶融石鹸を注入部３に
おけるシリンダ３３内に送り込む。次いでピストン３４
を所定距離押し込んで、溶融石鹸を押し出す。これによ
って溶融石鹸４は注出ノズル３１を通じて下型１のキャ
ビティ１１内に注入される。無数の気泡を分散含有する
溶融石鹸の調製方法としては、例えば本出願人の先に出
願に係る特開平１１−４３６９９号公報の第２欄１５行
〜第５欄１行に記載されている方法を用いることができ
る。

【００１２】溶融石鹸の発泡には各種気体を用いること
ができるが、特に不活性気体、とりわけ窒素ガス等の非
酸化性の不活性ガスを用いることで、溶融石鹸の加熱に
起因して、その配合成分が劣化ないし酸化分解すること
で発生する異臭等を効果的に防止することができる。以
下、この方法で調製した無数の気泡を分散含有する溶融
石鹸を「発泡後の溶融石鹸」と呼ぶ。

【００１３】発泡後の溶融石鹸のキャビティ１１内への
注入に際しては、発泡後の溶融石鹸を温度５５〜８０
℃、特に６０〜７５℃の条件下に注入することが、充填
ノズル先端での溶融石鹸の固化防止、及び石鹸の酸化や
香料の劣化の防止の点から好ましい。

【００１４】これに関連し、発泡後の溶融石鹸のキャビ
ティ１１内への注入に際しては、発泡後の溶融石鹸をそ
の融点よりも１〜２０℃、特に２〜５℃高い温度に加熱
した条件下に注入することが、同様の理由、並びに冷却
設備を簡易なものにできる点及び冷却時間を短縮できる
点から好ましい。

【００１５】更に発泡後の溶融石鹸のキャビティ１１内
への注入に際しては、発泡後の溶融石鹸の密度を０．５
５〜０．８５ｇ／ｃｍ³、特に０．６〜０．７５ｇ／ｃ
ｍ³として注入することが、冷却中にキャビティ１１内
で気泡が不均一に分散することを防止する点から好まし
い。

【００１６】発泡後の溶融石鹸４の注入が完了したら、
下型１の上面を上型２で閉塞させ、下型１に取り付けら
れているロック機構１３によって上型２に取り付けられ
ている係合部２４を係合させる。これにより両型を固定
する。次いで、図１（ｂ）に示すように、上型２に取り
付けられている加圧部を、加圧シリンダ等の所定の加圧
手段（図示せず）によって押圧し、キャビティ１１内に
注入された発泡後の溶融石鹸４を圧縮する。そして、そ
の圧縮状態下に発泡後の溶融石鹸を固化させる。発泡後
の溶融石鹸の圧縮の圧力（ゲージ圧）は、溶融石鹸の注
入体積にもよるが、一般に０．０１〜０．１５ＭＰａ、
特に０．０１〜０．１０ＭＰａ、とりわけ０．０２〜
０．０８ＭＰａ程度であることが好ましい。

【００１７】発泡後の溶融石鹸４の固化に際しては、下
型１を所定の冷却手段、例えば水等の冷媒によって冷却
させて、発泡後の溶融石鹸４の固化時間を短縮化させて
もよい。或いは自然冷却でもよい。水によって冷却する
場合、下型１の温度を５〜２５℃程度に保つことが、冷
却時に気泡が不均一に分散することを防止する点から好
ましい。

【００１８】キャビティ１１内において、発泡後の溶融
石鹸４は冷却によって外側から内側に向かって徐々に固
化していく。つまり、発泡後の溶融石鹸４の固化過程に
おいては、図２に示すように、外側から内側に向かって
固化層６が徐々に形成される。また冷却に伴い、発泡後
の溶融石鹸４中の気泡を構成しているガスの体積と圧力
が減少する。その結果、該ガスの圧縮率が徐々に低下す
る。十分な厚みの固化層６が形成されない前に、石鹸を
キャビティ１１内から取り出してしまうと、石鹸の保形
性が十分でないことから、ガスの体積減少に起因する製
品石鹸の割れ、膨れ、収縮、ひけが取り出し後の石鹸に
発生し易くなる。従って、固化層６が十分に厚くなった
時点で石鹸を取り出すことが望ましいが、その場合には
冷却に長い時間を要し生産性が著しく低下する。

【００１９】適正な取り出し条件を決定するには、石鹸
及び添加成分の物性（融点、熱容量、硬度、溶融時の粘
度等）、気泡のサイズ・混入量（体積分率）、冷却条件
（冷媒の温度、成形型の熱容量等）等の因子を個別に調
べるのみならず、それらの因子の複合効果をも検討する
必要があると考えられる。このような状況において、本
発明者らは圧縮状態下の固化過程にある発泡後の溶融石
鹸４におけるガス圧縮率と固化層６の厚みとの関係に着
目した。そして、固化過程にある発泡後の溶融石鹸４に
含まれるガスのガス圧縮率をｘと、気泡入り石鹸の設定
厚みＬに対する、固化過程にある発泡後の溶融石鹸４に
おける固化層の厚みｔとの比ｙ＝ｔ／Ｌとの関係を調べ
たところ、意外にもｘ及びｙが以下に述べる特定の条件
を満たすときに石鹸をキャビティ１１内から取り出す
と、石鹸に割れ、膨れ、収縮及びひけが発生することが
防止され、石鹸の生産性が高められることを知見した。
また、取り出された石鹸に割れ、膨れ、収縮又はひけが
発生した場合にも、上記ｘ値とｙ値との関係に着目する
と、これらの現象が定性的に理解できることも知見し
た。

【００２０】前述した特定の条件とは、以下の式（１）
及び（２）で表される条件である。ｙ≧０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（１）ｙ≦０．５４０４log_eｘ＋０．１９４０（２）但し、Ｌ及びｔは何れも、気泡入り石鹸における固化時
に最も変形する場所において測定された値である。固化
時に最も変形する場所は製品石鹸の形状にもよるが、通
常は最大の断面積を有する断面近傍となる場合が多いの
で、測定する場合には該断面を切断して測定する。本実
施形態においては、図２に示すように、やや扁平した直
方体形状の石鹸を製造するので、固化時に最も変形する
場合は、石鹸の上下面となる。従って、設定厚みＬは石
鹸の上下面間の距離となり、固化層厚みｔは石鹸の上下
面方向での厚みとなる。尚、図２に示すように、固化層
は石鹸の上下面それぞれに形成されるので、ｔの値は、
上下面に形成された固化層の厚み（ｔ₁，ｔ₂）の総和と
なる。

【００２１】図３には、式（１）及び（２）を示す曲線
が描かれている（この曲線は、各式の左辺と右辺とを等
号で結んだときの曲線である）。本発明においては、ｘ
及びｙが２つの曲線の間の領域Ａに存在する条件下に、
固化した発泡後の溶融石鹸をキャビティ４から取り出
す。式（１）で示す曲線よりも下の領域の範囲の条件で
石鹸を取り出すと、石鹸の固化が十分でなく保形性が十
分に高くなっていないことに起因して、取り出し後の石
鹸が膨張変形してしまう。極端な場合には石鹸が破裂す
る虞もある。一方、式（２）で示す曲線よりも上の領域
の範囲で石鹸を取り出すと、気泡の冷却収縮に起因して
石鹸に収縮やひけが発生してしまう。

【００２２】固化した石鹸のキャビティからの具体的な
取り出し方としては、先ず、取り出し時のガス圧縮比ｘ
を予め設定しておく。この値は１．１５〜１．９０、特
に１．２０〜１．７０であることが、短時間の冷却でキ
ャビティから石鹸を取り出し生産性を向上させる点から
好ましい。石鹸が徐々に固化し厚み比ｙが徐々に大きく
なり、該厚み比ｙが、設定されたガス圧縮比ｘに対して
前記領域Ａの範囲内となった時点で、下型１に取り付け
られているロック機構１３と、上型２に取り付けられて
いる係合部２４との係合を解除し、次いで図１（ｃ）に
示すように上型２を取り外す。更に、所定の把持手段、
例えば真空チャックを用いて、下型１のキャビティ１１
内から気泡入り石鹸５を取り出す。取り出しに際して
は、キャビティ１１の底部に穿設された連通孔１２を通
じてキャビティ１１内に空気等の気体を吹き込んで、気
泡入り石鹸５の離型を促進させるようにしてもよい。

【００２３】ガス圧縮比ｘは、石鹸成分とガスとから構
成される発泡後の溶融石鹸において、石鹸成分は圧縮せ
ず、ガスのみが圧縮されると仮定したときの値であり、
次のようにして測定される。初めに、発泡前の溶融石鹸
の密度Ｄｂ［ｇ／ｃｍ³］、発泡後の溶融石鹸の密度Ｄ
ａ［ｇ／ｃｍ³］、及び製品石鹸の重量Ｗｐ［ｇ］を測
定する。これらの測定値、及び製品石鹸の体積Ｖｐ［ｃ
ｍ³］として設定体積の値を用いて次の式（５）〜
（８）によりガス圧縮率ｘを求める。ここで、Ｖｉは発
泡後の溶融石鹸の成形型への注入量［ｃｍ³］、Ｖｂは
圧縮前のガス体積［ｃｍ³］、Ｖｃは圧縮後のガス体積
［ｃｍ³］を表す。Ｖｉ＝Ｗｐ／Ｄａ（５）Ｖｂ＝Ｖｉ−Ｗｐ／Ｄｂ（６）Ｖｃ＝Ｖｐ−Ｗｐ／Ｄｂ（７）ｘ＝Ｖｐ／Ｖｃ（８）製品石鹸の密度Ｄｐ［ｇ／ｃｍ³］は、製品石鹸から三
辺の長さが既知の（例えば２０〜５０ｍｍ長とする）直
方体を切りだし、その重量を測定した後、その値を前記
三辺の長さから求めた体積で除して求めた。また、発泡
前の溶融石鹸の密度Ｄｂ［ｇ／ｃｍ³］、発泡後の溶融
石鹸の密度Ｄａ［ｇ／ｃｍ³］は、容積が既知の計量カ
ップに発泡前後の溶融石鹸を満たして、溶融石鹸の重量
を測定し、溶融石鹸の重量を計量カップの容積で除して
求めた。重量は電子天秤により測定した。

【００２４】固化過程にある石鹸における固化層６の厚
みｔは次のようにして測定される。キャビティから石
鹸を取り出した直後、石鹸を長手方向に沿って切断し、
溶融状態の発泡後の溶融石鹸を傾斜法にて流し出す。発
泡後の溶融石鹸を流し出し操作中に冷却が進み固化層の
厚みが増加することがないように迅速に行う。ここで、
「石鹸の長手方向に沿って切断」とは、石鹸を水平な台
に置いた際の、最も長い方向で且つ該水平な台に略直角
な面で切断することをいう。本実施形態ではナイフで石
鹸を切断した。切断面中心部の固化した石鹸の厚みｔ
をノギスにより測定する。

【００２５】また、厚み比ｙを求めるときに用いられ
る、石鹸の厚みＬは、成形型のキャビティにおける設定
厚みとする。

【００２６】前述した方法によれば、石鹸が完全に固化
する前にキャビティ１１内から取り出されるので、石鹸
の製造サイクルが早くなり生産性が向上する。また得ら
れた気泡入り石鹸には、保形性が十分でないことに起因
する割れ、膨れ、収縮、ひけが観察されず、良好な外観
を呈するものとなる。

【００２７】気泡入り石鹸を構成する配合成分として
は、脂肪酸石鹸、非イオン系界面活性剤、無機塩、ポリ
オール類、非石鹸系のアニオン界面活性剤、遊離脂肪
酸、香料、水等が挙げられる。更に、抗菌剤、顔料、染
料、油剤、植物エキス等の添加物を必要に応じて適宜配
合してもよい。

【００２８】次に第１発明の第２の実施形態を図４及び
図５を参照しながら説明する。第２の実施形態について
は、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、特
に説明しない点については、第１の実施形態に関して詳
述した説明が適宜適用される。また、図４及び図５にお
いて、図１と同じ部材に同じ符号を付してある。

【００２９】第２の実施形態が第１の実施形態と異なる
点は、発泡後の溶融石鹸の注入方法及び成形型の形状で
ある。具体的には、本実施形態においては、射出成形に
よって気泡入り石鹸を製造する。図４には本実施形態に
おいて用いられる成形型の斜視図が示されている。本実
施形態も、やや扁平した直方体形状の石鹸を製造する例
である。

【００３０】図４に示す成形型は、第１の割型１Ａ及び
第２の割型１Ｂからなる２つの割型で一組をなしてい
る。各割型は金属等の剛体からなる矩形ブロック状の形
態をしており、それぞれの中央部に凹部１１Ａ及び１１
Ｂが形成されている。各凹部１１Ａ，１１Ｂは、第１の
割型１Ａと第２の割型１Ｂとをそれらの突き合わせ面Ｐ
Ｌで突き合わせたとき、製造すべき石鹸の形状に合致し
た形状のキャビティ（図示せず）が形成されるように、
各割型に形成されている。

【００３１】第２の割型１Ｂには、該第２の割型１Ｂを
その厚さ方向に貫通するノズル挿入孔２Ｂが、凹部１１
Ｂの外縁部に穿設されている。ノズル挿入孔２Ｂは、そ
の径が、第２の割型１Ｂの背面側に向かうに連れ漸次拡
開している。一方、第１の割型１Ａには、その突き合わ
せ面ＰＬの一部が凹設されて形成された半円柱形状のゲ
ート２Ａが形成されている。ゲート２Ａは第１の割型１
Ａの端面Ｅと凹部１１Ａとを連通させている。ゲート２
Ａには、該ゲート２Ａと相補形状をなすピストンＰが嵌
挿されている。ピストンＰは金属又はプラスチック等の
材質からなり、ゲート２Ａ内を摺動可能になされてい
る。ノズル挿入孔２Ｂとゲート２Ａとは、第１の割型１
Ａと第２の割型１Ｂとをそれらの突き合わせ面ＰＬで突
き合わせたときに、ノズル挿入孔２Ｂからゲート２Ａを
経てキャビティへと達する連通路が形成されるような位
置にそれぞれ形成されている。図示していないが、第２
の割型１Ｂの突き合わせ面ＰＬにはエアベントが設けら
れている。また、図示していないが、両割型１Ａ，１Ｂ
を構成するブロックには冷却水の循環路が設けられてい
る。

【００３２】第１の割型１Ａの両側面にはバックル機構
のループ部Ｌが取り付けられている。これに対応して、
第２の割型１Ｂの両側面にはバックル機構のフック部Ｆ
が取り付けられている。ループ部Ｌとフック部Ｆとは、
第１の割型１Ａと第２の割型１Ｂとをそれらの突き合わ
せ面ＰＬで突き合わせたときに、両者が係合して両割型
を締め付ける位置に取り付けられている。

【００３３】図４に示す成形型は図５に示す製造装置に
取り付けられて使用される。この製造装置は金型ユニッ
ト４Ａと、溶融石鹸の注入装置３Ａとを備えている。成
形型は、図５（ａ）に示すように、金型ユニット４Ａの
ベースプレート４０上に取り付けられる。ベースプレー
ト４０上には第１の割型１Ａの支持板４１及び第２の割
型１Ｂの支持板４２がそれぞれ立設されている。支持板
４１の内面には、ピストン４３を備えたシリンダ４４が
取り付けられている。シリンダ４４は、ピストン４３が
支持板４１と直交する方向に摺動するように取り付けら
れている。ピストン４３の先端は第１の割型１Ａの背面
に固定されている。従って、第１の割型１Ａは水平方向
に移動可能な移動型となっている。また第１の割型１Ａ
は、そのゲート２Ａ側を下方に向けた状態で固定されて
いる。第１の割型１Ａの背面部における下方部には、Ｌ
字形をしたシリンダ保持板４５が取り付けられている。
シリンダ保持板４５における水平部には、ピストン４６
を備えたシリンダ４７が取り付けられている。シリンダ
４７は、ピストン４６が上下方向に摺動するように取り
付けられている。ピストン４６の先端は、第１の割型１
Ａに備えられたピストンＰに接続されている。

【００３４】第２の割型１Ｂは、その凹部１１Ｂが第１
の割型１Ａの凹部１１Ａと対向するように且つノズル挿
入孔２Ｂを下方に向けた状態で、支持板４２に取り付け
られている。図５（ａ）から明らかなように、第２の割
型１Ｂは固定型となっている。第２の割型１Ｂの背面側
には、溶融石鹸の注入装置３Ａが取り付けられている。
注入装置３Ａは、注出ノズル３１、切り替えバルブ３
２、シリンダ３３、及びシリンダ３３内に配されたピス
トン３４を備えている。注出ノズル３１は、第２の割型
１Ｂに穿設されたノズル挿入孔２Ｂの形状と合致した形
状をしており、該ノズル挿入孔２Ｂ内に挿入されてい
る。注出ノズル３１の内部にはゲートピン３５が摺動自
在に挿入されており、ゲートピン３５の押し込み及び引
き出しによって、注出ノズル３１からキャビティへの溶
融樹脂の注入を制御している。切り替えバルブ３２は、
シリンダ３３を、図示しない貯蔵タンク内を経由する循
環路３６及び注出ノズル３１の何れかに一方に択一的に
連通させるものである。図５（ａ）に示す状態では、シ
リンダ３３と注出ノズル３１とが連通しており、シリン
ダ３３と循環路３６との連通は遮断されている。

【００３５】図５に示す製造装置を用いた気泡入り石鹸
の製造方法について説明すると、先ず金型ユニット４Ａ
のシリンダ４４を動作させてピストン４３を押し出し
て、第１の割型１Ａと第２の割型１Ｂとを型閉し、バッ
クル機構（図４参照）を係合させて両割型を締め付けて
おく。両割型には、前述した冷却水の循環路に水を循環
させておく。また、シリンダ４７を動作させてピストン
４６を引き込み、これによって該ピストン４６に接続さ
れているピストンＰの一部を第１の割型１Ａから引き出
しておく。一方、注入装置３Ａにおいては、ピストン３
４を押し込んだ状態にしておき、この状態下に切り替え
バルブ３２を操作して、シリンダ３３と循環路３６とを
連通させる。そしてピストン３４を引き出してシリンダ
３３内に所定量の発泡した溶融石鹸を送り込む。次いで
切り替えバルブ３２を操作して、図５（ａ）に示すよう
に、シリンダ３３と循環路３６との連通を遮断し且つシ
リンダ３３と注出ノズル３１とを連通させる。ゲートピ
ン３５は引き出された状態にしておく。引き続き、ピス
トン３４を押し込んで、シリンダ３３内の発泡した溶融
石鹸４を押し出す。これによって発泡した溶融石鹸４は
注出ノズル３１及びゲート２Ａ（図４参照）を通じてキ
ャビティ１１Ｃ内に加圧注入される。この加圧注入によ
って、キャビティ１１Ｃ内の発泡した溶融石鹸は圧縮さ
れる。第１の実施形態と異なり、本実施形態においては
発泡した溶融石鹸の供給工程と別に圧縮工程が必要な
く、供給工程において発泡した溶融石鹸の圧縮が行われ
る。従って、本実施形態の製造方法は、第１の実施形態
の製造方法よりも製造効率を高めることができる。ま
た、本実施形態に用いられる製造装置は、第１の実施形
態で用いられる製造装置に比べて機械動作距離が小さい
ので、製造装置を小型化できるという利点もある。

【００３６】所定体積の溶融石鹸の加圧注入が完了した
ら、図５（ｂ）に示すようにゲートピン３５を押し込ん
で注出ノズル３１とキャビティ１１Ｃとの連通を遮断す
る。更に、シリンダ４７を動作させてピストン４６を押
し出し、該ピストン４６に接続されているピストンＰを
ゲート２Ａ（図４参照）内に押し込む。これによって、
ゲート２Ａ内に残存している溶融石鹸をキャビティ１１
Ｃ内に注入する。

【００３７】次に金型ユニット４Ａを後退（図中、右側
に移動）させ、図５（ｃ）に示すように注入装置３Ａを
第２の割型１Ｂから取り外し、キャビティ１１Ｃ内の溶
融石鹸を圧縮状態下に冷却固化させる。前述の通り各割
型１Ａ，１Ｂは冷却水の循環によって所定温度に冷却さ
れており、これによってキャビティ１１Ｃ内の溶融石鹸
の冷却固化が促進される。

【００３８】発泡後の溶融石鹸の固化が進行し、前述し
たｘ及びｙの値が図３に示す領域Ａの範囲となった時点
で、両割型１Ａ，１Ｂを固定しているバックル機構の係
合を解除し、更に図５（ｄ）に示すように、シリンダ４
４を動作させてピストン４３を引き込める。これによっ
て両割型１Ａ，１Ｂを型開し、次いでキャビティ内の気
泡入り石鹸５を所定の把持手段（図示せず）によって取
り出す。

【００３９】次に第２発明をその好ましい実施形態に基
づいて説明する。第２発明については、第１発明と異な
る点についてのみ説明し、特に説明しない点について
は、第１発明に関して詳述した説明が適宜適用される。

【００４０】第２発明においては、固化した発泡後の溶
融石鹸をキャビティ内から取り出すときのｘ及びｙの条
件が第１発明と相違する。また取り出し後の後工程も第
１発明と相違する。具体的には、第２発明においては、
ｘ及びｙが以下の式（３）及び（４）を満たす条件下に
固化した石鹸をキャビティから取り出し、次いで取り出
された該石鹸に所定の力を加えた条件下に更に冷却固化
させる。但し、ガス圧縮率ｘの範囲は１．１５〜１．
９、好ましくは１．２〜１．７であり、固化層厚み比ｙ
の範囲は０．１以上である。ｙ＜０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（３）ｙ≧１．０４０４log_eｘ−０．３２７１（４）

【００４１】式（３）及び（４）を示す曲線が、前述し
た図３に描かれている（この曲線は、各式の左辺と右辺
とを等号で結んだときの曲線である）。図３中、Ｂで表
される領域において、固化した発泡後の溶融石鹸をキャ
ビティ内から取り出す。図３から明らかなように、式
（３）は、第１発明における式（１）で表される領域の
下側の領域である。第１発明に関して前述した通り、式
（１）で表される領域の下側の範囲の条件で石鹸を取り
出すと、取り出し後の石鹸が膨張変形してしまうという
不都合がある。そこで第２発明においては、取り出し後
の石鹸に所定の力を加えた条件下に石鹸を更に冷却固化
させることで、斯かる膨張変形を防止している。但し、
式（４）で表される領域の下側の範囲の条件で石鹸を取
り出し、その後所定の力を加えた条件下に石鹸を更に冷
却固化させても、石鹸の膨張変形を防止することはでき
ない。また、ガス圧縮率ｘの値を１．１５〜１．９とし
た理由は、ｘが上限値を超える場合は、生産性の有用性
が減少するによる。即ち、図３によると、第２発明にお
いては、ｘ値が増加するとｙ値も増加する傾向を示し、
この傾向に従いｘ値が上限値を超えると、成形型内で冷
却・固化させる時間を過剰に多くとる必要が生じる。こ
の理由によりｘの値を１．１５〜１．９とした。また、
固化層の厚み比ｙの値を０．１以上とした理由は、ｙ値
が下限未満であると、固化層が薄くなってしまい、石鹸
の外側が軟弱になり取り出した石鹸の形状を損なわず扱
うのが困難となるためである。

【００４２】キャビティから取り出された石鹸に所定の
力を加える方法としては、例えば、次の〜の方法が
ある。取り出された石鹸を、発泡後の溶融石鹸を注入した成
形型と同様な形状を有する金属製又は硬質弾性体製の形
状補正用簡易型（成形型と違って冷媒による冷却を行わ
ず空冷とする）に入れ、加圧しながら搬送する方法。取り出された石鹸を、製品と同じ曲面を有する金属製
又は硬質弾性体製のプレス板の間に挟んでプレス機によ
り加圧処理する方法。取り出された石鹸を、搬送用の弾性ベルトの間に挟ん
で加圧する方法。取り出された石鹸を、搬送用の弾性ベルトの間にの
プレス板を介して挟んで加圧する方法。これらの〜は適宜組み合わせた形態で使用できる
が、何れの方法においても、取り出された石鹸の内部が
溶融状態で変形可能なうちに、所定の力を加えることが
が必要である。第２発明の目的が、成形型内での冷却工
程の時間を短縮するである点を考慮すると、〜の方
法のうち、又はのような搬送中に処理する方法が好
ましい。

【００４３】取り出された石鹸に加える力は単位平米当
り０．０１〜０．０７ＭＮ、特に０．０２〜０．０５Ｍ
Ｎであることが、内部が溶融状態にある石鹸を壊さない
点から好ましい。

【００４４】第２発明に関して前述した以外の点、例え
ば使用する成形型に関しては第１発明と同様であり、図
１及び図４に示す成形型の何れもが用いられる。

【００４５】本発明は前記実施形態に制限されない。例
えば、図１に示す実施形態においては、下型１及び上型
２を用いて気泡入り石鹸を製造したが、気泡入り石鹸の
形状によっては、下型１を複数の割型から構成してもよ
い。図４に示す実施形態についても同様である。

【００４６】また、成形型として、図１及び図４に示す
型に代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、ポリエステルなどの合成樹脂；可撓性を有す
る薄板状金属；可撓性を有するゴム材料などからなる中
空体を用いてもよい。或いは、該中空体を図４に示す成
形型内に装填して用いてもよい。この場合には、該中空
体内に溶融石鹸を供給し圧縮状態下に固化させ、前記条
件で固化を終了させれば、該中空体がそのまま、得られ
た気泡入り石鹸の包装容器となるという利点がある。

【００４７】

【実施例】以下の表１に示す配合成分を用いて、前述し
た特開平１１−４３６９９号公報に記載の方法に従い無
数の気泡が分散含有された溶融石鹸を調製した。発泡に
は窒素ガスを用いた。気泡入り石鹸の設定厚みは、３
３．０ｍｍであった。

【００４８】

【表１】

【００４９】〔実施例１、実施例２、実施例５、比較例
１、比較例２、比較例４〕本実施例及び比較例は、第１
発明の実施例及び比較例である。図１（ａ）〜（ｃ）に
示す工程に従い、６４℃の発泡後の溶融石鹸を下型２の
キャビティ１１に注入した。発泡後の溶融石鹸の密度及
び注入体積は表２に示す通りであった。発泡前の溶融石
鹸の密度Ｄｂは１．０５ｇ／ｃｍ³であった。次いで、
下型１の上面を上型２で閉塞させ、上型２の圧縮部２２
によって発泡後の溶融石鹸を圧縮した。この圧縮状態下
において下型１を、表２に示す温度の冷却水で表２に示
す時間冷却し、発泡後の溶融石鹸を固化させた。ガス圧
縮比ｘ及び固化層厚み比ｙが表２に示す値となったとこ
ろで、上型１及び下型２を開いて石鹸を取り出した。

【００５０】〔実施例３、実施例４、実施例６、比較例
３、比較例５、比較例６〕本実施例及び比較例は、第１
発明の実施例及び比較例である。図５（ａ）〜（ｄ）に
示す工程に従い、第１の割型１Ａと第２の割型１Ｂとを
型閉した状態下に、ピストン３４を押し込んで、シリン
ダ３３内の発泡後の溶融石鹸をキャビティＣ内に加圧注
入した。発泡後の溶融石鹸の温度は６１℃であった、発
泡後の溶融石鹸の密度及び注入体積は表２に示す通りで
あった。発泡前の溶融石鹸の密度Ｄｂは１．０５ｇ／ｃ
ｍ³であった。所定量を注入後、ピストンＰをゲート２
Ａ内に押し込み、この圧縮状態にて表２に示す温度の冷
却水で表２に示す時間冷却し、発泡後の溶融石鹸を固化
させた。ガス圧縮比ｘ及び固化層厚み比ｙが表２に示す
値となったところで、両割型１Ａ，１Ｂを型開し石鹸を
取り出した。

【００５１】〔実施例７〜９〕本実施例は、第２発明の
実施例である。発泡後の溶融石鹸を成形型に注入して、
成形型から取り出す方法は、前述の実施例３、実施例
４、実施例６、比較例３、比較例５、比較例６と同様に
した。ガス圧縮比ｘ及び固化層厚み日ｙが表２に示す値
となったところで、上型１及び下型２を開いて石鹸を取
り出した後、上型１及び下型２と同じ形状の曲面を持つ
ように研削した１５ｍｍのアルミニウム板の間に、表２
示す圧力及び時間で石鹸を挟み力を加えた後に取り出し
た。

【００５２】〔性能評価〕実施例及び比較例で得られた
気泡入り石鹸について、以下の基準で外観の良否を評価
した。これらの結果を表２に示す。

【００５３】〔外観の良否の評価〕目視により外観の良
否を以下の基準で評価した。 ○・・・キャビティ形状と同等の外観形状が得られた。 □・・・キャビティ形状と比較して変形が見られたが、
第２発明により形状修正ができた。 △・・・キャビティ形状と比較して変形が見られ、第２
発明によっても修正ができなかった。 ×・・・割れが発生した。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２に示す結果から明らかなように、実施
例１〜６で得られた気泡入り石鹸は、冷却に起因する収
縮やひけが観察されず、良好な外観を呈していた。また
表には示していないが、各実施例で得られた気泡入り石
鹸では、発泡後の溶融石鹸の加熱に起因する異臭等は観
察されなかった。これに対して、比較例１〜６で得られ
た気泡入り石鹸では、冷却に起因する部分的な割れ（欠
損）やひけが観察された。更に、実施例７〜９の石鹸
は、膨れが発生したが、その後に所定の力を加えること
で、キャビティ形状と同等の外観形状が得られた。

【００５６】

【発明の効果】本発明の気泡入り石鹸の製造方法によれ
ば、生産性を向上させつつ、製品石鹸の割れや膨れがな
く且つ冷却に起因する収縮やひけの発生が防止された気
泡入り石鹸が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の気泡入り石鹸
の製造方法の一実施形態の工程を順次示す工程図であ
る。

【図２】固化過程にある溶融石鹸を示す模式図である。

【図３】ガス圧縮率ｘと厚み比ｙとの関係を示すグラフ
である。

【図４】成形型の別の実施形態を示す斜視図である。

【図５】図４に示す成形型を用いた気泡入り石鹸の製造
方法の別の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１下型２上型３注入部４発泡後の溶融石鹸５気泡入り石鹸

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月６日（２００１．１１．
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】〔性能評価〕実施例及び比較例で得られた
気泡入り石鹸について、以下の基準で外観の良否を評価
した。これらの結果を表２に示す。また、実施例及び比
較例におけるガス圧縮比ｘと固化層厚み比ｙとの関係を
図３に示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月７日（２００２．１．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】ガス圧縮比ｘは、石鹸成分とガスとから構
成される発泡後の溶融石鹸において、石鹸成分は圧縮せ
ず、ガスのみが圧縮されると仮定したときの値であり、
次のようにして測定される。初めに、発泡前の溶融石鹸
の密度Ｄｂ［ｇ／ｃｍ³］、発泡後の溶融石鹸の密度Ｄ
ａ［ｇ／ｃｍ³］、及び製品石鹸の重量Ｗｐ［ｇ］を測
定する。これらの測定値、及び製品石鹸の体積Ｖｐ［ｃ
ｍ³］として設定体積の値を用いて次の式（５）〜
（８）によりガス圧縮率ｘを求める。ここで、Ｖｉは発
泡後の溶融石鹸の成形型への注入量［ｃｍ³］、Ｖｂは
圧縮前のガス体積［ｃｍ³］、Ｖｃは圧縮後のガス体積
［ｃｍ³］を表す。Ｖｉ＝Ｗｐ／Ｄａ（５）Ｖｂ＝Ｖｉ−Ｗｐ／Ｄｂ（６）Ｖｃ＝Ｖｐ−Ｗｐ／Ｄｂ（７）ｘ＝Ｖｂ／Ｖｃ（８）製品石鹸の密度Ｄｐ［ｇ／ｃｍ³］は、製品石鹸から三
辺の長さが既知の（例えば２０〜５０ｍｍ長とする）直
方体を切りだし、その重量を測定した後、その値を前記
三辺の長さから求めた体積で除して求めた。また、発泡
前の溶融石鹸の密度Ｄｂ［ｇ／ｃｍ³］、発泡後の溶融
石鹸の密度Ｄａ［ｇ／ｃｍ³］は、容積が既知の計量カ
ップに発泡前後の溶融石鹸を満たして、溶融石鹸の重量
を測定し、溶融石鹸の重量を計量カップの容積で除して
求めた。重量は電子天秤により測定した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秦野耕一栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者小田嶋信吾栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内Ｆターム(参考） 4H003 AB03 AB05 AB21 AC12 BA06 DA02 EA19 EA31 EB05 ED02 FA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無数の気泡を分散含有する溶融石鹸を、
所定形状のキャビティを有する成形型の該キャビティ内
で固化させる気泡入り石鹸の製造方法において、固化過
程にある前記溶融石鹸における前記気泡を構成するガス
のガス圧縮率をｘとし、前記気泡入り石鹸の設定厚みＬ
に対する、固化過程にある前記溶融石鹸における固化層
の厚みｔの比（ｔ／Ｌ）をｙとしたとき、ｘ及びｙが以
下の式（１）及び（２）を満たす条件下に前記気泡入り
石鹸を前記キャビティから取り出す気泡入り石鹸の製造
方法。ｙ≧０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（１）ｙ≦０．５４０４log_eｘ＋０．１９４０（２）但し、Ｌ及びｔは何れも前記気泡入り石鹸における、固
化時に最も変形する場所において測定された値である。
【請求項２】無数の気泡を分散含有する溶融石鹸を、
所定形状のキャビティを有する成形型の該キャビティ内
に注入し固化させる気泡入り石鹸の製造方法において、
固化過程にある前記溶融石鹸における前記気泡を構成す
るガスのガス圧縮率をｘとし、前記気泡入り石鹸の設定
厚みＬに対する、固化過程にある前記溶融石鹸における
固化層の厚みｔの比（ｔ／Ｌ）をｙとしたとき、ｘ及び
ｙが以下の式（３）及び（４）を満たす条件下に前記気
泡入り石鹸を前記キャビティから取り出し、次いで取り
出された該気泡入り石鹸に所定の力を加えた条件下に更
に固化させる気泡入り石鹸の製造方法。ｙ＜０．４１９６log_eｘ＋０．１１２２（３）ｙ≧１．０４０４log_eｘ−０．３２７１（４）但し、Ｌ及びｔは何れも前記気泡入り石鹸における、固
化時に最も変形する場所において測定された値であり、
ｘの範囲は１．１５〜１．９、ｙの範囲は０．１以上で
ある。
【請求項３】前記溶融石鹸を密度が０．５５〜０．８
５ｇ／ｃｍ³の条件下に前記キャビティ内に注入する請
求項１又は２記載の気泡入り石鹸の製造方法。
【請求項４】前記溶融石鹸を温度が５５〜８０℃の条
件下に前記キャビティ内に注入する請求項１〜３の何れ
かに記載の気泡入り石鹸の製造方法。
【請求項５】前記成形型の温度を５〜２５℃に保った
条件下に前記溶融石鹸を注入し固化させる請求項１〜４
の何れかに記載の気泡入り石鹸の製造方法。