JP2004307688A

JP2004307688A - 石鹸の成形型

Info

Publication number: JP2004307688A
Application number: JP2003104582A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakano; 尚中野; Shinji Kodama; 伸二小玉
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: CN1802430A; JP4145186B2; CN100427577C

Abstract

【課題】型開時に、成形された石鹸が常に特定の割型に保持される成形型を提供すること。
【解決手段】一組の割型１Ａ，１Ｂを組み付けてなり、内部に成形用のキャビティ１Ｃが形成される石鹸の成形型において、一の割型１Ａにおけるキャビティを形成する凹部１１Ａの表面粗さＲａを、他の各割型１Ｂにおけるキャビティを形成する凹部１１Ｂの表面粗さＲａよりもそれぞれ大きくし、それらの表面粗さＲａの差をそれぞれ０．１〜３０μｍとした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は石鹸の成形型に関し、更に詳しくは型開時に、成形された石鹸が常に特定の割型に保持される成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
本出願人は先に、脱型時に表面剥離等の欠損が生じることなく、表面の仕上がり性に優れた気泡入り石鹸を製造する方法を提案した（特許文献１参照）。この方法においては、成形型に充填した溶融石鹸をその表面温度が５〜３０℃になるまで冷却固化させ、固化した石鹸を、表面温度が冷却終了時の表面温度よりも２〜１５℃高い温度に昇温させた後に脱型する。その際、成形型として内面の表面粗さＲａが０．１〜３０μｍのものを用いる。
【０００３】
前記の製造方法によれば、通常の石鹸よりも欠損が生じやすい気泡入り石鹸であっても首尾良く脱型することができる。しかし成形型の型開時に、固化した石鹸が割型に保持されず落下しやすくなってしまう。落下すると、石鹸は容易に破損してしまい、これが原因で装置が汚染されてしまう。従って、石鹸の割型への保持は確実に行う必要がある。また、落下しないまでも、型開時に石鹸が保持される割型がまちまちとなりやすい。その結果、取り出し装置による石鹸の取り出し工程が煩雑になりやすく、それが原因で生産性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、割型の凹部に異なる離型性を有するコーティングを施し、割型への石鹸の付着性に差が生じるようにすることが提案されている（特許文献２参照）。しかし、このような割型を用いると、成形を重ねるにつれコーティングが剥離していき、付着性に差が生じなくなってしまう。従って、定期的に割型にコーティングを施す必要があり、作業が繁雑になるとともに、製造経費も高くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１２１５９９号公報
【特許文献２】
特表２００１−５２５８８１
【０００６】
従って本発明は、型開時に、成形された石鹸が常に特定の割型に保持される成形型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一組の割型を組み付けてなり、内部に成形用のキャビティが形成される石鹸の成形型において、一の割型における前記キャビティを形成する凹部の表面粗さＲａを、他の各割型における前記キャビティを形成する凹部の表面粗さＲａよりもそれぞれ大きくし、それらの表面粗さＲａの差をそれぞれ０．１〜３０μｍとした石鹸の成形型を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、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。図１に示す石鹸の成形型は、第１の割型１Ａ及び第２の割型１Ｂからなる２個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１１Ｂ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とをそれらのパーティング面ＰＬ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。また凹部１１Ａ，１１Ｂはほぼ対称な同形状をしている。
【０００９】
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１１Ｂ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、そのパーティング面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１Ａの端面Ｅと凹部１１Ａとを連通させている。ゲート２Ａ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１Ａと第２の割型１Ｂとをそれらのパーティング面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のパーティング面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。
【００１０】
各割型１Ａ，１Ｂにおける凹部１１Ａ，１１Ｂの内面はそれぞれ鏡面加工されて低表面粗さの領域となっている。但し、一方の割型である第１の割型１Ａにおいては、その凹部１１Ａの底面が、鏡面加工後に粗面加工されて高表面粗さの領域となっている。即ち本実施形態においては、第１の割型１Ａにおける凹部１１Ａの表面粗さＲａを、第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａよりも大きくしてある。粗面加工としては例えばサンドブラスター加工などが用いられる。
【００１１】
更に、第１の割型１Ａの凹部１１Ａには、高表面粗さの領域と低表面粗さの領域とがあり、一方第２の割型１Ｂの凹部１１Ｂには低表面粗さの領域のみがある。そして、第１の割型１Ａの凹部１１Ａにおける低表面粗さの領域の表面粗さＲａは、第２の割型１Ｂの凹部１１Ｂの表面粗さＲａとほぼ同程度となっている。
【００１２】
第１の割型１Ａにおける凹部１１Ａの表面粗さＲａを、第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａよりも大きくすることで、溶融石鹸をキャビティ内に充填し冷却固化させた後に成形型を型開するときに、表面粗さＲａの低い第２の割型１Ｂ側に石鹸が常に保持されることが本発明者らの検討の結果判明した。
【００１３】
先に述べた特許文献１に記載されているように、凹部の表面粗さＲａを低下させるとその割型側に石鹸が保持され、逆に凹部の表面粗さＲａを大きくするとアンカー効果によってその割型側に石鹸が保持される。つまり表面粗さＲａの大小によって石鹸が保持される割型がまちまちとなってしまう。本発明者らが鋭意検討した結果、第１の割型１Ａにおける凹部１１Ａの表面粗さＲａ（つまり高表面粗さの領域の表面粗さＲａ）と、第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａとの差を０．１〜３０μｍ、好ましくは０．２〜２０μｍとすることで、表面粗さＲａの低い第２の割型１Ｂ側に石鹸が常に保持されることが判明した。
【００１４】
図１に示されるように、第１の割型１Ａの凹部１１Ａに形成される高表面粗さの領域は、該凹部１１Ａの底面に位置している。つまり高表面粗さの領域は、成形型のパーティング面ＰＬとほぼ平行な面である凹部１１Ａの底面に形成されている。これによって、第１の割型１Ａからの石鹸の離型が容易となり、第２の割型１Ｂ側に石鹸が一層確実に保持される。ほぼ平行な面とは、凹部１１Ａの底面が平坦面であることを要せず、石鹸に特有の形状である曲面となっていてもよいことを意味する。
【００１５】
第２の割型１Ｂ側に石鹸を一層確実に保持させるために、第１の割型１Ａの凹部１１Ａにおける高表面粗さの領域は、該凹部１１Ａの全面積の３０％以上、特に５０％以上を占めることが好ましい。最も好ましくは、第１の割型１Ａの凹部１１Ａはその全域が高表面粗さの領域となっている。
【００１６】
また、第２の割型１Ｂ側に石鹸を一層確実に保持させるために、第１の割型１Ａの凹部１１Ａにおける高表面粗さの領域は、その表面粗さＲａが０．２〜３０μｍ、特に０．４〜２０μｍであることが好ましい。一方、第１の割型１Ａにおける凹部１１Ａの低表面粗さの領域の表面粗さＲａ及び第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａは何れも０．１〜３０μｍ、特に０．１〜２０μｍであることが好ましい。なお、第１の割型１Ａにおける凹部１１Ａの低表面粗さの領域の表面粗さＲａと、第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａとは必ずしも同じ値であることを要しない。しかし、各割型１Ａ，１Ｂの製造経費等を考慮すると各割型１Ａ，１Ｂには同様の鏡面加工を施すことが通常であることから、結果的に両者の表面粗さＲａは先に述べた通りほぼ同程度となる。
【００１７】
更に、第２の割型１Ｂ側に石鹸を一層確実に保持させるために、第１の割型１Ａの凹部１１Ａにおける高表面粗さの領域の表面粗さＲａと、第２の割型１Ｂにおける凹部１１Ｂの表面粗さＲａとの比（前者／後者）は２〜３００、特に４〜２００であることが好ましい。
【００１８】
表面粗さＲａはＪＩＳＢ０６０１に従い測定される。測定装置としては例えば（株）東京精密製の表面粗さ測定機ＳＵＲＦＣＯＭ５９０Ａを用いることができる。
【００１９】
次に図１に示す成形型を用いた石鹸の製造方法を、気泡入り石鹸の製造を例にとり図２を参照しながら説明する。図１に示す成形型は図２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２（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１Ａに備えられたピストンＰに接続されている。
【００２０】
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を水平方向に向けた状態で、支持板４２に取り付けられている。図２（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。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石鹸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２（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。
【００２１】
図２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とを型閉する。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３４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内に所定量の溶融石鹸を送り込む。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３６内を循環している。そして、切り替えバルブ３２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。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。溶融石鹸の発泡には各種気体を用いることができる。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。
【００２２】
次いで切り替えバルブ３２を操作して、図２（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内の溶融石鹸４を押し出す。これによって溶融石鹸４は注出ノズル３１及びゲート２Ａ（図１参照）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内の溶融石鹸は所定の体積まで圧縮される。
【００２３】
所定体積の溶融石鹸の加圧注入が完了したら、図２（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１参照）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１１Ｃ内に注入する。
【００２４】
次に金型ユニット４Ａを後退（図中、右側に移動）させ、図２（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。溶融石鹸は加圧注入され圧縮されているので、その冷却固化に際しての収縮やひけの発生が防止される。
【００２５】
溶融石鹸が固化したら、図２（ｄ）に示すように、シリンダ４４を動作させてピストン４３を引き込む。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。この場合、石鹸５は常に第２の割型１Ｂ側に保持される。従って、把持手段による石鹸５の取り出しは常に第２の割型１Ｂ側に対して行えばよいので、取り出しが容易となり生産性が向上する。しかも型開に際して石鹸の落下も起こらないので、落下した石鹸から生じた破片等によって製造装置が汚染されることもない。
【００２６】
溶融石鹸の冷却固化後に成形型を型開する時期に特に制限はないが、石鹸の内部までが固化してから型開するよりも、もっと早い段階、例えば石鹸の表層部は固化しているが内部は未固化の状態で型開する方が、石鹸は確実に第２の割型１Ｂ側に保持される。
【００２７】
本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては２個の割型で一組をなす成形型を用いたが、割型の数はこれに限られず石鹸の形状によっては３個以上の割型から成形型を構成してもよい。その場合には、複数の割型のうち、一の割型における凹部の少なくとも一部の表面粗さを高くし、且つ残りの各割型における凹部の表面粗さをそれよりも低くし、しかも残りの各割型における凹部の表面粗さをそれぞれ同程度とすることが好ましい。
【００２８】
また前記実施形態においては第１の割型１Ａの凹部１１Ａにおける高表面粗さの領域は、パーティング面ＰＬとほぼ平行な面である凹部底面に形成されていたが、高表面粗さの領域の形成箇所はこれに限られず凹部における他の領域、例えばパーティング面ＰＬとほぼ直角な面であってもよい。更に凹部底面に形成する場合は、底面の全域に高表面粗さの領域を形成することに代えて、該底面に不連続に高表面粗さの領域を複数箇所形成してもよい。
【００２９】
また、各割型１Ａ，１Ｂの凹部１１Ａ，１１Ｂには、石鹸の確実な保持（第２の割型側）及び石鹸の確実な離型（第１の割型側）を目的として、空気の吸引用及び吹き出し用のスリットや小孔を形成してもよい。
【００３０】
また前記実施形態においては、圧縮成形の一例である気泡入り石鹸の製造に本発明の成形型を用いたが、本発明の成形型は気泡を含まない通常の石鹸の製造に用いることもできる。尤も、本発明の成形型は、冷却後のヒケの大きい気泡入り石鹸の製造のような圧縮成形に特に適している。
【００３１】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。特に断らない限り「部」は「重量部」を意味する。
【００３２】
〔実施例１〕
図１に示す成形型を用い、これを図２に示す製造装置に取り付けて気泡入り石鹸を製造した。各割型の凹部を鏡面加工して表面粗さＲａが０．４６３μｍの低表面粗さの領域を形成した。但し第１の割型においては、凹部の底面をサンドブラスターによる粗面化処理して表面粗さＲａが１８．９３μｍの高表面粗さの領域を形成した。第１の割型の凹部における高表面粗さの領域は、該凹部の全面積の４８％を占めていた。
【００３３】
以下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。
ラウリン酸Ｎａ３０部
ココイルイセチオン酸Ｎａ２部
ラウロイル乳酸Ｎａ５部
ポリオキシエチレンモノラウレート２部
ラウリン酸５部
グリセリン２０部
塩化ナトリウム１．５部
香料１．５部
水３２部
【００３４】
調製された溶融石鹸を用い、図２（ａ）〜（ｄ）に示す工程に従い気泡入り石鹸を製造した。溶融石鹸の温度は６４℃とした。各割型は５〜１５℃の冷却水で冷却しておいた。溶融石鹸の冷却時間は１分とした。冷却後に成形型を型開し、どちらの割型に石鹸が保持されているかを観察した。５回の成形を行ったところ、５回とも第２の割型側に石鹸が保持されたことを確認した。
【００３５】
〔実施例２〕
各割型の凹部を鏡面加工して表面粗さＲａが０．２６３μｍの低表面粗さの領域を形成した。但し第１の割型においては、凹部の底面をサンドブラスターによる粗面化処理して表面粗さＲａが０．４６３μｍの高表面粗さの領域を形成した。これ以外は実施例１と同様にして気泡入り石鹸を製造した。５回の成形を行ったところ、５回とも第２の割型側に石鹸が保持されたことを確認した。
【００３６】
〔実施例３〕
各割型の凹部を鏡面加工して表面粗さＲａが０．２６３μｍの低表面粗さの領域を形成した。但し第１の割型においては、凹部の底面をサンドブラスターによる粗面化処理して表面粗さＲａが１８．９３μｍの高表面粗さの領域を形成した。これ以外は実施例１と同様にして気泡入り石鹸を製造した。５回の成形を行ったところ、５回とも第２の割型側に石鹸が保持されたことを確認した。
【００３７】
〔比較例１〕
第１の割型の底面をサンドブラスターによる粗面化処理しない以外は実施例１と同様にして気泡入り石鹸を製造した。つまり本比較例においては各割型の凹部の表面粗さＲａは同じになっている。５回の成形を行ったところ、第１の割型側に石鹸が保持された回数が２回、第２の割型側が２回、どちらの割型にも保持されず落下した回数が１回であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の成形型によれば、型開時に、成形された石鹸が常に特定の割型に保持される。従って本発明の成形型を用いれば石鹸の製造を安定的に且つ生産性良く行うことができる。本発明の成形型は、気泡入り石鹸の製造のような圧縮成形に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石鹸の成形型を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形型を備えた気泡入り石鹸の製造装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１Ａ第１の割型
１Ｂ第２の割型
１１Ａ，１１Ｂ凹部

Claims

一組の割型を組み付けてなり、内部に成形用のキャビティが形成される石鹸の成形型において、一の割型における前記キャビティを形成する凹部の表面粗さＲａを、他の各割型における前記キャビティを形成する凹部の表面粗さＲａよりもそれぞれ大きくし、それらの表面粗さＲａの差それぞれを０．１〜３０μｍとした石鹸の成形型。
一の割型における前記キャビティを形成する凹部には高表面粗さの領域と低表面粗さの領域とがあり、該低表面粗さの領域における表面粗さＲａが、他の各割型における前記キャビティを形成する凹部の表面粗さＲａとほぼ同程度となっている請求項１記載の石鹸の成形型。
前記凹部に、成形型のパーティング面とほぼ平行な面が形成されており、該面に前記高表面粗さの領域が形成されている請求項２記載の石鹸の成形型。
一の割型における前記高表面粗さの領域が、凹部の全面積の３０％以上を占めている請求項２又は３記載の石鹸の成形型。
一の割型における前記高表面粗さの領域の表面粗さＲａが０．２〜３０μｍであり、前記低表面粗さの領域の表面粗さＲａ及び他の各割型における凹部の表面粗さＲａが何れも０．１〜３０μｍである請求項２〜４の何れかに記載の石鹸の成形型。
２個の割型で一組をなし、それぞれの割型における凹部がほぼ対称な同形状をしている請求項１〜５の何れかに記載の石鹸の成形型。