JP3548662B2 - 低密度石鹸の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、見掛け比重が１未満であって内部に気泡群が分散する低密度石鹸を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
所望形状の石鹸を製造するため、溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させることが行われている。
例えば、特開昭５９‐１７２５９９号公報は、溶融石鹸を、成形型のキャビティだけでなく、そのキャビティと溶融石鹸注入口との間の注入通路に注入した後に固化させ、その注入通路において固化した部分を切断除去することで、所望形状の石鹸を得る方法を開示する。
米国特許３１４９１８８号公報は、溶融石鹸を、包装容器に直接注入後に、その注入口をシールし、しかる後に溶融石鹸を固化する方法を開示する。
【０００３】
しかし、上記何れの方法も低密度石鹸ではなく、通常の石鹸を製造する方法に関するものであった。また、米国特許３１４９１８８号公報に開示された方法では、後述の第１比較例に示すように、固化時の収縮により石鹸が容器の内面から離反し、表面が粗くなり、或いは空気が浸入し空洞を内包するという問題がある。低密度石鹸においては、通常の石鹸に比べて収縮量が大きいため、この問題は顕著になる。
【０００４】
特開平４‐２１８５９９号公報は、気泡群を含有する溶融石鹸を型枠に注入して冷却することで固化させ、しかる後に切断する方法を開示する。また、その特開平４‐２１８５９９号公報は、気泡群を含有する溶融石鹸を包装容器に直接注入して冷却することで、その包装容器に成形型を兼用させ、固化する方法を開示する。
【０００５】
しかし、低密度石鹸においては、通常の石鹸に比べて収縮量が大きいため、固化された石鹸に空洞や凹みが発生したり、成形型の内面から石鹸が離反して表面が粗くなったり、不均一に変形し易い。これを防止するため、そのキャビティへの注入口の開口面積を大きくし、その注入口とキャビティとの間の注入通路に余分に注入する溶融石鹸量を多くする必要がある。しかし、その注入通路において固化する余分な石鹸量が多くなるため、歩留りが著しく悪くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決することのできる低密度石鹸の製造方法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、気泡群を含有する溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させる工程を有する見掛け比重が１未満の低密度石鹸の製造方法において、その固化工程を、気密状に密閉されたキャビティ内で行うことを特徴とする。
これにより、成形型に余分に注入する溶融石鹸の量を低減し、あるいはなくしても、その溶融石鹸を固化させる際にキャビティ内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された低密度石鹸から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティが気密状に密閉されることで、石鹸の収縮により、成形型の剛性が大きい場合は石鹸が包含する気泡の内圧が減少し、また、成形型の剛性が小さい場合は石鹸の収縮に伴い成形型が変形する。これにより、何れの場合も成形型の内面から石鹸が離反するのを阻止でき、且つ、外部から空気の浸入を阻止して石鹸に空洞を形成することを防止でき、固化された石鹸の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。
【０００８】
その成形型として、その固化工程において変形することのない剛性を有するものを用いるのが好ましい。この場合、固化工程において石鹸が包含する気泡の内圧が減少するのみで、石鹸の体積を変化させず、キャビティ形状に対応する所望形状の低密度石鹸を成形できる。
【０００９】
その成形型として、前記固化工程における石鹸の収縮に伴いキャビティ容積が減少するように、少なくとも一部が変形可能なものを用いるのが好ましい。この場合、固化工程における石鹸の収縮に伴い成形型が変形するので、成形型の内面から石鹸が離反するのを阻止でき、且つ、外部から空気の浸入を阻止して石鹸に空洞を形成することを防止でき、石鹸の表面が粗くなるのを防止できる。また、石鹸が収縮しても成形型の内外圧力差が大きくならないため、キャビティを気密状に密閉するために耐圧性の大きな栓を用いる必要がなく、簡単な構成で容易に密閉できる。さらに、成形型が変形可能であることにより、変形不能な型であれば型抜きできない形状の石鹸でも成形でき、成形型を厚くして剛性を大きくする必要がないことから、材料コストを低減できる。
その成形型が固化工程において予め定めた形状に変形するように、その成形型の変形し易さを場所により異なったものにすることで、所望形状の低密度石鹸を成形できる。
【００１０】
その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入通路における溶融石鹸を固化させることでキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させるのが好ましい。
これにより、石鹸自体を栓としてキャビティを気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
【００１１】
その成形型として、前記固化工程において変形することのない剛性を有するものを用い、その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入口を閉鎖する栓により注入通路における溶融石鹸をキャビティ内に押し込むことで、キャビティ内の溶融石鹸を加圧した状態でキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させるのが好ましい。
これにより、外部からの空気の浸入を阻止し空洞を内包しないキャビティ形状に対応する所望形状の低密度石鹸を成形でき、単にキャビティ内を密閉系にする場合に比べて成形型の強度を低く設定でき、しかも、そのキャビティ内に押し込む注入通路における溶融石鹸の量に応じて、固化される低密度石鹸の見掛け比重を調整できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１の（１）〜（４）を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１の（１）に示す成形型１は、一対の左右半割片１ａ、１ｂを適宜手段により分離可能に接合することにより構成され、内部にキャビティ２と、このキャビティ２に連なる溶融石鹸の注入通路３とを有し、その注入通路３の一端が注入口３ａとされている。この成形型１として、後述の溶融石鹸の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられる。
図１の（２）に示すように、その注入口３ａから注入通路３を介してキャビティ２に、略均一に分散する気泡群を含有する溶融石鹸４が注入される。その気泡群を含有する溶融石鹸は従来と同様に製造することができ、その気泡群を構成するガスとして空気等を用いることができる。
本実施形態では、キャビティ２にのみ溶融石鹸４が注入され、注入通路３には溶融石鹸４は注入されないが、多少の溶融石鹸４が注入通路３に注入されても従来よりは歩留りを向上できる。
次に、図１の（３）に示すように、その注入口３ａを栓５により閉鎖することで、キャビティ２内を気密状に密閉する。その栓５は、例えば注入通路３に圧入される硬質ゴムにより構成でき、本実施形態では、下記の溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられる。
次に、その気密状に密閉されたキャビティ２内で溶融石鹸４を固化させる。その固化のため、溶融石鹸４を強制冷却してもよいし、自然放冷してもよい。
その固化が完了したならば、図１の（４）に示すように半割片１ａ、１ｂを分離し、成形された低密度石鹸４′を取り出す。この固化された低密度石鹸４′の見掛け比重は１未満であればよいが、０．１〜０．９の範囲になるように調整されるのが好ましい。
【００１４】
上記第１実施形態によれば、成形型１に余分に溶融石鹸４を注入することなく、その溶融石鹸４を固化させる際にキャビティ２内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸４′に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された石鹸４′から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティ２が気密状に密閉されることで、石鹸４の収縮により石鹸４が包含する気泡の内圧の減少のみで、成形型１の内面から石鹸４が離反するのを阻止できる。これにより、固化された石鹸４′の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。
さらに、その成形型１は固化工程において変形することのない剛性を有するので、キャビティ２形状に対応する所望形状の低密度石鹸４′を成形できる。
【００１５】
図２の（１）〜（４）は本発明の第２実施形態を示す。
上記第１実施形態との相違は、図２の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ２だけでなく、注入通路３にも注入し、次に、図２の（３）に示すように、注入口３ａを閉鎖する栓５により注入通路３における溶融石鹸４をキャビティ２内に押し込むことで、キャビティ２内の溶融石鹸４を加圧した状態でキャビティ２を気密状に密閉する点にある。これにより、キャビティ２内に押し込む注入通路３における溶融石鹸４の量に応じて、固化される低密度石鹸４′の見掛け比重を調整できる。他は第１実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００１６】
図３の（１）、（２）は、上記第１実施形態あるいは第２実施形態において用いられる成形型１の第１変形例を示す。
この第１変形例の成形型１１は、一対の左右半割片１１ａ、１１ｂを、板状ガスケット１１ｃを介して分離可能に接合することで構成され、内部に複数のキャビティ１２と、各キャビティ１２に連なる溶融石鹸の注入通路１３とを有し、各注入通路１３の一端が注入口１３ａとされている。互いに連結板１５ａにより連結される複数のゴム製の栓１５それぞれが、各注入通路１３に圧入されることで、各キャビティ１２が気密状に閉鎖される。両半割片１１ａ、１１ｂは金属から形成され、ガスケット１１ｃと栓１５は硬質ゴムから形成され、溶融石鹸の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。一方の半割片１１ａにはダボ１１ａ′が形成され、そのダボ１１ａ′が嵌め合わされるダボ穴（図示省略）が他方の半割片１１ｂに形成されることで、両半割片１１ａ、１１ｂの互いに対する位置決めが可能とされている。両半割片１１ａ、１１ｂの接合力は、金属製のクリップ１１ｄの弾力により付与される。なお、各半割片１１ａ、１１ｂの外面には、そのクリップ１１ｄを嵌まり込ませる凹部１１″が形成される。
【００１７】
図４の（１）、（２）は、上記第１実施形態あるいは第２実施形態において用いられる成形型１の第２変形例を示す。
この第２変形例の成形型２１は製品容器を兼用するもので、一対の上下半割片２１ａ、２１ｂを分離可能に接合することで構成され、内部にキャビティ２２と、そのキャビティ２２に連なる溶融石鹸の注入通路２３とを有し、その注入通路２３の一端が注入口２３ａとされている。その上側半割片２１ａの下端周縁部と下側半割片２１ｂの上端周縁部とはインロー嵌合されることで、両半割片２１ａ、２１ｂ間が気密状にシールされる。両半割片２１ａ、２１ｂはシュリンクテープ２１ｃにより被覆されることで、搬送途中或いは加圧した状態で溶融石鹸を注入した場合において分離するのが防止されている。その注入通路３３は、上側半割片３１ａの上面中央から上方に延びる円筒部により構成される。その注入口２３ａは、注入通路２３に圧入されるゴム製の栓２５により閉鎖され、これによりキャビティ２２が気密状に閉鎖される。両半割片２１ａ、２１ｂは硬質の合成樹脂から形成され、栓２５は硬質ゴムから形成され、溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。
【００１８】
図５は上記第１実施形態において用いられる成形型１の第３変形例を示す。
この第３変形例の成形型３１は製品容器を兼用するもので、一対の上下半割片３１ａ、３１ｂを分離可能に接合することで構成され、内部にキャビティ３２と、そのキャビティ３２に連なる溶融石鹸の注入通路３３とを有し、その注入通路３３の一端が注入口３３ａとされている。その上側半割片３１ａの下端周縁部と下側半割片３１ｂの上端周縁部とはインロー嵌合されることで、両半割片３１ａ、３１ｂ間が気密状にシールされる。その注入通路３３は、第２変形例の注入通路２３よりも短いものとされている。なお、その注入通路３３をなくし、上側半割片３１ａに注入口３３ａを直接に形成してもよい。その注入口３３ａは、上側半割片３１ａを覆う可撓性を有するシート３５により閉鎖され、これにより、キャビティ３２が気密状に閉鎖される。そのシート３５は、プラスチックフィルムや金属箔により構成できる。そのシート３５の外周縁が、下側半割片３１ｂから突出するフランジ３１ｂ′に接着されることで、両半割片３１ａ、３１ｂは搬送途中において分離するのが防止されている。両半割片３１ａ、３１ｂは硬質の合成樹脂から形成され、シート３５は張力をかけられることで、溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。
【００１９】
図６の（１）〜（４）は本発明の第３実施形態を説明する。
上記第１実施形態との相違は、図６の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ２だけでなく、注入通路３にも注入し、次に、図６の（３）に示すように、その注入通路３における溶融石鹸４を固化させることで、栓を用いることなくキャビティ２を気密状に密閉し、しかる後にキャビティ２における溶融石鹸４を固化させる点にある。他は第１実施形態と同様で同一部分は同一符号で示す。
これにより、石鹸自体を栓としてキャビティ２を気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
その注入通路３における溶融石鹸４を、キャビティ２における溶融石鹸４よりも先に固化させる方法は特に限定されない。例えば、注入通路３の流路面積を小さくすることで、注入通路３における溶融石鹸４の熱容量をキャビティ２における溶融石鹸４の熱容量よりも小さくすれば、均一に冷却しても先に注入通路３における溶融石鹸４を先に固化できる。また、成形型１における注入通路３の構成部分をキャビティ２の構成部分よりも熱伝導の良い材質で作ったり、注入通路３の構成部分の肉厚をキャビティ２の構成部分の肉厚よりも薄くしたり、注入通路３の構成部分の周囲に放熱フィンを設けることで、注入通路３における放熱性をキャビティ２よりも向上してもよい。また、注入通路３の構成部分にのみ冷却用ジャケットを設けたり、予め冷却されたものを接触させたり、冷風を当てることで、溶融石鹸４の注入前に冷却してもよい。あるいは、注入通路３の構成部分以外を、保温材で覆う等して放熱性を低下させてもよい。
なお、注入通路３の内周に凹凸を形成し、その注入通路３において先に固化した石鹸がキャビティ２内に引き込まれるのを防止するようにしてもよい。
【００２０】
図７の（１）〜（５）を参照して本発明の第４実施形態を説明する。
【００２１】
図７の（１）に示す成形型５１は、一対の左右半割片５１ａ、５１ｂを適宜手段により分離可能に接合することにより構成され、内部にキャビティ５２と、このキャビティ５２に連なる溶融石鹸の注入通路５３とを有し、その注入通路５３の一端が注入口５３ａとされている。この成形型５１として、後述の溶融石鹸の固化工程において、石鹸の収縮に伴いキャビティ容積が減少するように少なくとも一部が変形可能なものが用いられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の可撓性を有する合成樹脂、可撓性を有する薄板状金属、可撓性を有するゴム等に成形型５１が形成される。その左右半割片５１ａ、５１ｂの接合は、剥離可能な程度に例えば接着剤により接着したり、ヒートシールにより接着することで行える。
図７の（２）に示すように、その注入口５３ａから注入通路５３を介してキャビティ５２に、略均一に分散する気泡群を含有する溶融石鹸４が注入される。
本実施形態では、注入通路５３にも多少の溶融石鹸４が注入されるが、従来よりは歩留りを向上できる。もちろん、キャビティ２にのみ溶融石鹸４が注入されてもよい。
次に、図７の（３）に示すように、その注入口５３ａを栓５５により閉鎖することで、キャビティ５２内を気密状に密閉する。その栓５５は、例えば注入通路３に圧入される硬質ゴムにより構成でき、下記の溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられるが、その固化工程において変形するものが用いられてもよい。
次に、図７の（４）に示すように、その気密状に密閉されたキャビティ５２内で溶融石鹸４を固化させる。その固化のため、溶融石鹸４を強制冷却してもよいし、自然放冷してもよい。この固化工程における石鹸の収縮に伴い、成形型５１はキャビティ容積が減少するように変形する。本実施形態では、その成形型５１が上下間中央において絞られた瓢箪形状になるように、その成形型５１の変形し易さは上下間中央において他の場所よりも大きくされている。
なお、その固化工程における成形型の変形後の形状は特に限定されず、予め定めた所望の形状になるように、その成形型の変形し易さを場所により異なったものにすればよい。その変形し易さを場所により異なったものにするための構成は特に限定されない。例えば、成形型の肉厚を場所により異なったものにしてもよく、この場合、変形を大きくする部分は薄肉にすればよい。また、成形型の材質を場所により異なったものにしてもよく、この場合、変形を大きくする部分は周囲部分よりも変形しやすい材質とすればよく、例えば、変形を大きくする部分をゴム膜により構成し、周囲部分を硬質の合成樹脂等で構成する。また、成形型の形状により変形し易さを場所により異なったものにしてもよく、例えば、成形型が肉厚一定で同一材質からなる偏平なものであれば、中央部は周囲部よりも変形し易くなる。
その固化が完了したならば、図７の（５）に示すように半割片５１ａ、５１ｂを分離し、成形された低密度石鹸４′を取り出す。この固化された低密度石鹸４′の見掛け比重は１未満であればよいが、０．１〜０．９の範囲になるように調整されるのが好ましい。
【００２２】
上記第４実施形態によれば、成形型５１に溶融石鹸４を余分に注入することなく、その溶融石鹸４を固化させる際にキャビティ５２内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸４′に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された石鹸４′から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティ５２が気密状に密閉され、石鹸の収縮に伴い成形型５１が変形することで、成形型５１の内面から石鹸４が離反するのを阻止できる。これにより、固化された石鹸４′の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。また、石鹸が収縮しても成形型５１の内外圧力差が大きくならないため、キャビティ５２を気密状に密閉するために耐圧性の大きな栓を用いる必要がなく、簡単な構成で容易に密閉できる。さらに、成形型５１が変形可能であることにより、変形不能な型であれば型抜きできない形状の石鹸でも成形でき、成形型５１を厚くして剛性を大きくする必要がないことから、材料コストを低減できる。さらに、その成形型５１の変形し易さを場所により異なったものにすることで、所望形状の低密度石鹸４′を成形できる。
【００２３】
図８の（１）〜（４）は本発明の第５実施形態を説明する。
上記第４実施形態との相違は、図８の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ５２だけでなく、注入通路５３にも注入する。次に、図８の（３）に示すように、その注入通路５３における溶融石鹸４を固化させることで、栓を用いることなくキャビティ５２を気密状に密閉する。しかる後にキャビティ５２における溶融石鹸４を固化させる。また、注入通路５３の内周に凹凸５３′を形成し、その注入通路５３において先に固化した石鹸がキャビティ５２内に引き込まれるのを防止している。他は第４実施形態と同様で同一部分は同一符号で示す。
これにより、第４実施形態と同様の効果を奏することができるだけでなく、第３実施形態と同様に、石鹸自体を栓としてキャビティ５２を気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
その注入通路５３における溶融石鹸４を、キャビティ５２における溶融石鹸４４よりも先に固化させる方法は特に限定されず、第３実施形態に例示した方法を採用できる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、成形型の形状は任意に定めることができ、また、成形型を３つ以上の部材から構成するようにしてもよい。
【００２５】
【比較例】
図９は第１比較例を示す。第１実施形態との相違は、気泡群を含有しない通常の石鹸を、第１実施形態と同様に製造する点にある。この場合、溶融石鹸を気密状に密閉されたキャビティ２内で固化しても、固化時の収縮により、石鹸１０４′は成形部１の内面から離反し、石鹸１０４と成形型１の内面との間に真空部Ｓが生じる。図１０は第２比較例を示す。第３実施形態との相違は、気泡群を含有しない通常の石鹸を、第３実施形態と同様に製造する点にある。この場合、溶融石鹸を気密状に密閉されたキャビティ２内で固化すると、固化された石鹸１０４′は成形型１の内面から離反し、注入通路３において固化した石鹸はキャビティ２内に引き込まれる。
これは、通常の石鹸は気泡群を含有しないため、固化工程において低密度石鹸のような気泡内圧の減少作用がなく、固化する際の収縮力が低密度石鹸よりも大きくなり、成形型１の内面から固化された石鹸が離反することによる。この場合、固化された石鹸１０４′の表面が粗くなるのを防止できず、また、所望形状に成形することもできない。なお、第１形態と同一部分は同一符号で示す。
【００２６】
【発明の効果】
本発明方法によれば、空洞や凹みがなく、表面がなめらかで、所望形状の低密度石鹸を歩留りを悪化させることなく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１）〜（４）は本発明の第１実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図２】（１）〜（４）は本発明の第２実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図３】本発明の第１変形例の成形型の（１）は分解斜視図、（２）は組立状態での斜視図
【図４】本発明の第２変形例の成形型の（１）は断面図、（２）は斜視図
【図５】本発明の第３変形例の成形型の断面図
【図６】（１）〜（４）は本発明の第３実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図７】（１）〜（５）は本発明の第４実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図８】（１）〜（４）は本発明の第５実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図９】第１比較例に係る石鹸製造方法を示す断面図
【図１０】第２比較例に係る石鹸製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、５１ 成形型
２、１２、２２、３２、５２ キャビティ
３、１３、２３、３３、５３ 注入通路
３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ、５３ａ 注入口
４ 溶融石鹸
４′ 低密度石鹸
５、１５、２５、５５ 栓
３５ シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、見掛け比重が１未満であって内部に気泡群が分散する低密度石鹸を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
所望形状の石鹸を製造するため、溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させることが行われている。
例えば、特開昭５９‐１７２５９９号公報は、溶融石鹸を、成形型のキャビティだけでなく、そのキャビティと溶融石鹸注入口との間の注入通路に注入した後に固化させ、その注入通路において固化した部分を切断除去することで、所望形状の石鹸を得る方法を開示する。
米国特許３１４９１８８号公報は、溶融石鹸を、包装容器に直接注入後に、その注入口をシールし、しかる後に溶融石鹸を固化する方法を開示する。
【０００３】
しかし、上記何れの方法も低密度石鹸ではなく、通常の石鹸を製造する方法に関するものであった。また、米国特許３１４９１８８号公報に開示された方法では、後述の第１比較例に示すように、固化時の収縮により石鹸が容器の内面から離反し、表面が粗くなり、或いは空気が浸入し空洞を内包するという問題がある。低密度石鹸においては、通常の石鹸に比べて収縮量が大きいため、この問題は顕著になる。
【０００４】
特開平４‐２１８５９９号公報は、気泡群を含有する溶融石鹸を型枠に注入して冷却することで固化させ、しかる後に切断する方法を開示する。また、その特開平４‐２１８５９９号公報は、気泡群を含有する溶融石鹸を包装容器に直接注入して冷却することで、その包装容器に成形型を兼用させ、固化する方法を開示する。
【０００５】
しかし、低密度石鹸においては、通常の石鹸に比べて収縮量が大きいため、固化された石鹸に空洞や凹みが発生したり、成形型の内面から石鹸が離反して表面が粗くなったり、不均一に変形し易い。これを防止するため、そのキャビティへの注入口の開口面積を大きくし、その注入口とキャビティとの間の注入通路に余分に注入する溶融石鹸量を多くする必要がある。しかし、その注入通路において固化する余分な石鹸量が多くなるため、歩留りが著しく悪くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決することのできる低密度石鹸の製造方法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、気泡群を含有する溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させる工程を有する見掛け比重が１未満の低密度石鹸の製造方法において、その固化工程を、気密状に密閉されたキャビティ内で行うことを特徴とする。
これにより、成形型に余分に注入する溶融石鹸の量を低減し、あるいはなくしても、その溶融石鹸を固化させる際にキャビティ内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された低密度石鹸から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティが気密状に密閉されることで、石鹸の収縮により、成形型の剛性が大きい場合は石鹸が包含する気泡の内圧が減少し、また、成形型の剛性が小さい場合は石鹸の収縮に伴い成形型が変形する。これにより、何れの場合も成形型の内面から石鹸が離反するのを阻止でき、且つ、外部から空気の浸入を阻止して石鹸に空洞を形成することを防止でき、固化された石鹸の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。
【０００８】
その成形型として、その固化工程において変形することのない剛性を有するものを用いるのが好ましい。この場合、固化工程において石鹸が包含する気泡の内圧が減少するのみで、石鹸の体積を変化させず、キャビティ形状に対応する所望形状の低密度石鹸を成形できる。
【０００９】
その成形型として、前記固化工程における石鹸の収縮に伴いキャビティ容積が減少するように、少なくとも一部が変形可能なものを用いるのが好ましい。この場合、固化工程における石鹸の収縮に伴い成形型が変形するので、成形型の内面から石鹸が離反するのを阻止でき、且つ、外部から空気の浸入を阻止して石鹸に空洞を形成することを防止でき、石鹸の表面が粗くなるのを防止できる。また、石鹸が収縮しても成形型の内外圧力差が大きくならないため、キャビティを気密状に密閉するために耐圧性の大きな栓を用いる必要がなく、簡単な構成で容易に密閉できる。さらに、成形型が変形可能であることにより、変形不能な型であれば型抜きできない形状の石鹸でも成形でき、成形型を厚くして剛性を大きくする必要がないことから、材料コストを低減できる。
その成形型が固化工程において予め定めた形状に変形するように、その成形型の変形し易さを場所により異なったものにすることで、所望形状の低密度石鹸を成形できる。
【００１０】
その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入通路における溶融石鹸を固化させることでキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させるのが好ましい。
これにより、石鹸自体を栓としてキャビティを気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
【００１１】
その成形型として、前記固化工程において変形することのない剛性を有するものを用い、その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入口を閉鎖する栓により注入通路における溶融石鹸をキャビティ内に押し込むことで、キャビティ内の溶融石鹸を加圧した状態でキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させるのが好ましい。
これにより、外部からの空気の浸入を阻止し空洞を内包しないキャビティ形状に対応する所望形状の低密度石鹸を成形でき、単にキャビティ内を密閉系にする場合に比べて成形型の強度を低く設定でき、しかも、そのキャビティ内に押し込む注入通路における溶融石鹸の量に応じて、固化される低密度石鹸の見掛け比重を調整できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１の（１）〜（４）を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１の（１）に示す成形型１は、一対の左右半割片１ａ、１ｂを適宜手段により分離可能に接合することにより構成され、内部にキャビティ２と、このキャビティ２に連なる溶融石鹸の注入通路３とを有し、その注入通路３の一端が注入口３ａとされている。この成形型１として、後述の溶融石鹸の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられる。
図１の（２）に示すように、その注入口３ａから注入通路３を介してキャビティ２に、略均一に分散する気泡群を含有する溶融石鹸４が注入される。その気泡群を含有する溶融石鹸は従来と同様に製造することができ、その気泡群を構成するガスとして空気等を用いることができる。
本実施形態では、キャビティ２にのみ溶融石鹸４が注入され、注入通路３には溶融石鹸４は注入されないが、多少の溶融石鹸４が注入通路３に注入されても従来よりは歩留りを向上できる。
次に、図１の（３）に示すように、その注入口３ａを栓５により閉鎖することで、キャビティ２内を気密状に密閉する。その栓５は、例えば注入通路３に圧入される硬質ゴムにより構成でき、本実施形態では、下記の溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられる。
次に、その気密状に密閉されたキャビティ２内で溶融石鹸４を固化させる。その固化のため、溶融石鹸４を強制冷却してもよいし、自然放冷してもよい。
その固化が完了したならば、図１の（４）に示すように半割片１ａ、１ｂを分離し、成形された低密度石鹸４′を取り出す。この固化された低密度石鹸４′の見掛け比重は１未満であればよいが、０．１〜０．９の範囲になるように調整されるのが好ましい。
【００１４】
上記第１実施形態によれば、成形型１に余分に溶融石鹸４を注入することなく、その溶融石鹸４を固化させる際にキャビティ２内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸４′に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された石鹸４′から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティ２が気密状に密閉されることで、石鹸４の収縮により石鹸４が包含する気泡の内圧の減少のみで、成形型１の内面から石鹸４が離反するのを阻止できる。これにより、固化された石鹸４′の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。
さらに、その成形型１は固化工程において変形することのない剛性を有するので、キャビティ２形状に対応する所望形状の低密度石鹸４′を成形できる。
【００１５】
図２の（１）〜（４）は本発明の第２実施形態を示す。
上記第１実施形態との相違は、図２の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ２だけでなく、注入通路３にも注入し、次に、図２の（３）に示すように、注入口３ａを閉鎖する栓５により注入通路３における溶融石鹸４をキャビティ２内に押し込むことで、キャビティ２内の溶融石鹸４を加圧した状態でキャビティ２を気密状に密閉する点にある。これにより、キャビティ２内に押し込む注入通路３における溶融石鹸４の量に応じて、固化される低密度石鹸４′の見掛け比重を調整できる。他は第１実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００１６】
図３の（１）、（２）は、上記第１実施形態あるいは第２実施形態において用いられる成形型１の第１変形例を示す。
この第１変形例の成形型１１は、一対の左右半割片１１ａ、１１ｂを、板状ガスケット１１ｃを介して分離可能に接合することで構成され、内部に複数のキャビティ１２と、各キャビティ１２に連なる溶融石鹸の注入通路１３とを有し、各注入通路１３の一端が注入口１３ａとされている。互いに連結板１５ａにより連結される複数のゴム製の栓１５それぞれが、各注入通路１３に圧入されることで、各キャビティ１２が気密状に閉鎖される。両半割片１１ａ、１１ｂは金属から形成され、ガスケット１１ｃと栓１５は硬質ゴムから形成され、溶融石鹸の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。一方の半割片１１ａにはダボ１１ａ′が形成され、そのダボ１１ａ′が嵌め合わされるダボ穴（図示省略）が他方の半割片１１ｂに形成されることで、両半割片１１ａ、１１ｂの互いに対する位置決めが可能とされている。両半割片１１ａ、１１ｂの接合力は、金属製のクリップ１１ｄの弾力により付与される。なお、各半割片１１ａ、１１ｂの外面には、そのクリップ１１ｄを嵌まり込ませる凹部１１″が形成される。
【００１７】
図４の（１）、（２）は、上記第１実施形態あるいは第２実施形態において用いられる成形型１の第２変形例を示す。
この第２変形例の成形型２１は製品容器を兼用するもので、一対の上下半割片２１ａ、２１ｂを分離可能に接合することで構成され、内部にキャビティ２２と、そのキャビティ２２に連なる溶融石鹸の注入通路２３とを有し、その注入通路２３の一端が注入口２３ａとされている。その上側半割片２１ａの下端周縁部と下側半割片２１ｂの上端周縁部とはインロー嵌合されることで、両半割片２１ａ、２１ｂ間が気密状にシールされる。両半割片２１ａ、２１ｂはシュリンクテープ２１ｃにより被覆されることで、搬送途中或いは加圧した状態で溶融石鹸を注入した場合において分離するのが防止されている。その注入通路３３は、上側半割片３１ａの上面中央から上方に延びる円筒部により構成される。その注入口２３ａは、注入通路２３に圧入されるゴム製の栓２５により閉鎖され、これによりキャビティ２２が気密状に閉鎖される。両半割片２１ａ、２１ｂは硬質の合成樹脂から形成され、栓２５は硬質ゴムから形成され、溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。
【００１８】
図５は上記第１実施形態において用いられる成形型１の第３変形例を示す。
この第３変形例の成形型３１は製品容器を兼用するもので、一対の上下半割片３１ａ、３１ｂを分離可能に接合することで構成され、内部にキャビティ３２と、そのキャビティ３２に連なる溶融石鹸の注入通路３３とを有し、その注入通路３３の一端が注入口３３ａとされている。その上側半割片３１ａの下端周縁部と下側半割片３１ｂの上端周縁部とはインロー嵌合されることで、両半割片３１ａ、３１ｂ間が気密状にシールされる。その注入通路３３は、第２変形例の注入通路２３よりも短いものとされている。なお、その注入通路３３をなくし、上側半割片３１ａに注入口３３ａを直接に形成してもよい。その注入口３３ａは、上側半割片３１ａを覆う可撓性を有するシート３５により閉鎖され、これにより、キャビティ３２が気密状に閉鎖される。そのシート３５は、プラスチックフィルムや金属箔により構成できる。そのシート３５の外周縁が、下側半割片３１ｂから突出するフランジ３１ｂ′に接着されることで、両半割片３１ａ、３１ｂは搬送途中において分離するのが防止されている。両半割片３１ａ、３１ｂは硬質の合成樹脂から形成され、シート３５は張力をかけられることで、溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものとされている。
【００１９】
図６の（１）〜（４）は本発明の第３実施形態を説明する。
上記第１実施形態との相違は、図６の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ２だけでなく、注入通路３にも注入し、次に、図６の（３）に示すように、その注入通路３における溶融石鹸４を固化させることで、栓を用いることなくキャビティ２を気密状に密閉し、しかる後にキャビティ２における溶融石鹸４を固化させる点にある。他は第１実施形態と同様で同一部分は同一符号で示す。
これにより、石鹸自体を栓としてキャビティ２を気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
その注入通路３における溶融石鹸４を、キャビティ２における溶融石鹸４よりも先に固化させる方法は特に限定されない。例えば、注入通路３の流路面積を小さくすることで、注入通路３における溶融石鹸４の熱容量をキャビティ２における溶融石鹸４の熱容量よりも小さくすれば、均一に冷却しても先に注入通路３における溶融石鹸４を先に固化できる。また、成形型１における注入通路３の構成部分をキャビティ２の構成部分よりも熱伝導の良い材質で作ったり、注入通路３の構成部分の肉厚をキャビティ２の構成部分の肉厚よりも薄くしたり、注入通路３の構成部分の周囲に放熱フィンを設けることで、注入通路３における放熱性をキャビティ２よりも向上してもよい。また、注入通路３の構成部分にのみ冷却用ジャケットを設けたり、予め冷却されたものを接触させたり、冷風を当てることで、溶融石鹸４の注入前に冷却してもよい。あるいは、注入通路３の構成部分以外を、保温材で覆う等して放熱性を低下させてもよい。
なお、注入通路３の内周に凹凸を形成し、その注入通路３において先に固化した石鹸がキャビティ２内に引き込まれるのを防止するようにしてもよい。
【００２０】
図７の（１）〜（５）を参照して本発明の第４実施形態を説明する。
【００２１】
図７の（１）に示す成形型５１は、一対の左右半割片５１ａ、５１ｂを適宜手段により分離可能に接合することにより構成され、内部にキャビティ５２と、このキャビティ５２に連なる溶融石鹸の注入通路５３とを有し、その注入通路５３の一端が注入口５３ａとされている。この成形型５１として、後述の溶融石鹸の固化工程において、石鹸の収縮に伴いキャビティ容積が減少するように少なくとも一部が変形可能なものが用いられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の可撓性を有する合成樹脂、可撓性を有する薄板状金属、可撓性を有するゴム等に成形型５１が形成される。その左右半割片５１ａ、５１ｂの接合は、剥離可能な程度に例えば接着剤により接着したり、ヒートシールにより接着することで行える。
図７の（２）に示すように、その注入口５３ａから注入通路５３を介してキャビティ５２に、略均一に分散する気泡群を含有する溶融石鹸４が注入される。
本実施形態では、注入通路５３にも多少の溶融石鹸４が注入されるが、従来よりは歩留りを向上できる。もちろん、キャビティ２にのみ溶融石鹸４が注入されてもよい。
次に、図７の（３）に示すように、その注入口５３ａを栓５５により閉鎖することで、キャビティ５２内を気密状に密閉する。その栓５５は、例えば注入通路３に圧入される硬質ゴムにより構成でき、下記の溶融石鹸４の固化工程において変形することのない剛性を有するものが用いられるが、その固化工程において変形するものが用いられてもよい。
次に、図７の（４）に示すように、その気密状に密閉されたキャビティ５２内で溶融石鹸４を固化させる。その固化のため、溶融石鹸４を強制冷却してもよいし、自然放冷してもよい。この固化工程における石鹸の収縮に伴い、成形型５１はキャビティ容積が減少するように変形する。本実施形態では、その成形型５１が上下間中央において絞られた瓢箪形状になるように、その成形型５１の変形し易さは上下間中央において他の場所よりも大きくされている。
なお、その固化工程における成形型の変形後の形状は特に限定されず、予め定めた所望の形状になるように、その成形型の変形し易さを場所により異なったものにすればよい。その変形し易さを場所により異なったものにするための構成は特に限定されない。例えば、成形型の肉厚を場所により異なったものにしてもよく、この場合、変形を大きくする部分は薄肉にすればよい。また、成形型の材質を場所により異なったものにしてもよく、この場合、変形を大きくする部分は周囲部分よりも変形しやすい材質とすればよく、例えば、変形を大きくする部分をゴム膜により構成し、周囲部分を硬質の合成樹脂等で構成する。また、成形型の形状により変形し易さを場所により異なったものにしてもよく、例えば、成形型が肉厚一定で同一材質からなる偏平なものであれば、中央部は周囲部よりも変形し易くなる。
その固化が完了したならば、図７の（５）に示すように半割片５１ａ、５１ｂを分離し、成形された低密度石鹸４′を取り出す。この固化された低密度石鹸４′の見掛け比重は１未満であればよいが、０．１〜０．９の範囲になるように調整されるのが好ましい。
【００２２】
上記第４実施形態によれば、成形型５１に溶融石鹸４を余分に注入することなく、その溶融石鹸４を固化させる際にキャビティ５２内に外部から空気が入り込むのを阻止できるので、固化された石鹸４′に空洞や凹みが発生するのを阻止できる。また、固化された石鹸４′から不要な突起として残る部分が全くないか、あるいは極僅かで済む。そのため、突起を切り取る工程が不要であり、もし切り取るにしてもロスが少なくて済む。
また、その固化工程においてキャビティ５２が気密状に密閉され、石鹸の収縮に伴い成形型５１が変形することで、成形型５１の内面から石鹸４が離反するのを阻止できる。これにより、固化された石鹸４′の表面が粗くなるのを防止して滑らかにできる。また、石鹸が収縮しても成形型５１の内外圧力差が大きくならないため、キャビティ５２を気密状に密閉するために耐圧性の大きな栓を用いる必要がなく、簡単な構成で容易に密閉できる。さらに、成形型５１が変形可能であることにより、変形不能な型であれば型抜きできない形状の石鹸でも成形でき、成形型５１を厚くして剛性を大きくする必要がないことから、材料コストを低減できる。さらに、その成形型５１の変形し易さを場所により異なったものにすることで、所望形状の低密度石鹸４′を成形できる。
【００２３】
図８の（１）〜（４）は本発明の第５実施形態を説明する。
上記第４実施形態との相違は、図８の（２）に示すように、溶融石鹸４をキャビティ５２だけでなく、注入通路５３にも注入する。次に、図８の（３）に示すように、その注入通路５３における溶融石鹸４を固化させることで、栓を用いることなくキャビティ５２を気密状に密閉する。しかる後にキャビティ５２における溶融石鹸４を固化させる。また、注入通路５３の内周に凹凸５３′を形成し、その注入通路５３において先に固化した石鹸がキャビティ５２内に引き込まれるのを防止している。他は第４実施形態と同様で同一部分は同一符号で示す。
これにより、第４実施形態と同様の効果を奏することができるだけでなく、第３実施形態と同様に、石鹸自体を栓としてキャビティ５２を気密状に密閉できるので、専用の栓を用いる必要がなく、工程を簡単化できる。
その注入通路５３における溶融石鹸４を、キャビティ５２における溶融石鹸４４よりも先に固化させる方法は特に限定されず、第３実施形態に例示した方法を採用できる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、成形型の形状は任意に定めることができ、また、成形型を３つ以上の部材から構成するようにしてもよい。
【００２５】
【比較例】
図９は第１比較例を示す。第１実施形態との相違は、気泡群を含有しない通常の石鹸を、第１実施形態と同様に製造する点にある。この場合、溶融石鹸を気密状に密閉されたキャビティ２内で固化しても、固化時の収縮により、石鹸１０４′は成形部１の内面から離反し、石鹸１０４と成形型１の内面との間に真空部Ｓが生じる。図１０は第２比較例を示す。第３実施形態との相違は、気泡群を含有しない通常の石鹸を、第３実施形態と同様に製造する点にある。この場合、溶融石鹸を気密状に密閉されたキャビティ２内で固化すると、固化された石鹸１０４′は成形型１の内面から離反し、注入通路３において固化した石鹸はキャビティ２内に引き込まれる。
これは、通常の石鹸は気泡群を含有しないため、固化工程において低密度石鹸のような気泡内圧の減少作用がなく、固化する際の収縮力が低密度石鹸よりも大きくなり、成形型１の内面から固化された石鹸が離反することによる。この場合、固化された石鹸１０４′の表面が粗くなるのを防止できず、また、所望形状に成形することもできない。なお、第１形態と同一部分は同一符号で示す。
【００２６】
【発明の効果】
本発明方法によれば、空洞や凹みがなく、表面がなめらかで、所望形状の低密度石鹸を歩留りを悪化させることなく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１）〜（４）は本発明の第１実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図２】（１）〜（４）は本発明の第２実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図３】本発明の第１変形例の成形型の（１）は分解斜視図、（２）は組立状態での斜視図
【図４】本発明の第２変形例の成形型の（１）は断面図、（２）は斜視図
【図５】本発明の第３変形例の成形型の断面図
【図６】（１）〜（４）は本発明の第３実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図７】（１）〜（５）は本発明の第４実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図８】（１）〜（４）は本発明の第５実施形態の低密度石鹸の製造手順を示す図
【図９】第１比較例に係る石鹸製造方法を示す断面図
【図１０】第２比較例に係る石鹸製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、５１ 成形型
２、１２、２２、３２、５２ キャビティ
３、１３、２３、３３、５３ 注入通路
３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ、５３ａ 注入口
４ 溶融石鹸
４′ 低密度石鹸
５、１５、２５、５５ 栓
３５ シート
Claims (4)
- 気泡群を含有する溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させる工程を有する見掛け比重が１未満の低密度石鹸の製造方法において、
その固化工程を、気密状に密閉されたキャビティ内で行い、
その成形型として、その固化工程において変形することのない剛性を有するものを用いることを特徴とする低密度石鹸の製造方法。 - その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入口を閉鎖する栓により注入通路における溶融石鹸をキャビティ内に押し込むことで、キャビティ内の溶融石鹸を加圧した状態でキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させる請求項１に記載の低密度石鹸の製造方法。
- 気泡群を含有する溶融石鹸を成形型のキャビティ内で固化させる工程を有する見掛け比重が１未満の低密度石鹸の製造方法において、
その固化工程を、気密状に密閉されたキャビティ内で行い、
その成形型として、その固化工程における石鹸の収縮に伴いキャビティ容積が減少するように、少なくとも一部が変形可能なものを用い、
その成形型が固化工程において予め定めた形状に変形するように、その成形型の変形し易さを場所により異なったものにすることを特徴とする低密度石鹸の製造方法。 - その溶融石鹸を、キャビティだけでなく、溶融石鹸注入口とキャビティとの間の注入通路に注入し、その注入通路における溶融石鹸を固化させることでキャビティを気密状に密閉し、しかる後にキャビティにおける溶融石鹸を固化させる請求項１または３に記載の低密度石鹸の製造方法。
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