KR101233051B1 - 제2상을 가진 비누를 제조하기 위한 점감형 스크루 압출 방법 - Google Patents

Abstract

제1 연속 상 경도에 비해 경도가 유사하거나 약간 높은 더 광범위한 제2 불연속 상 물질을 포함하는 광범위한 비누 물질/포뮬라의 사용을 가능하게 하고, 실현가능하고 용이하며 편리한 생산을 가능하게 하는, 개량된 다상 막대 비누(multiphase bar soap) 산물을 제조하기 위한, 플로더(plodder) 어셈블리에서 압출기 영역 내의 압출기 콘 내로 적어도 부분적으로 뻗어있는 점감형 스크루 임펠러를 이용하는 방법.

Description

제2상을 가진 비누를 제조하기 위한 점감형 스크루 압출 방법{TAPERED SCREW EXTRUSION PROCESS FOR MAKING SOAP WITH A SECOND PHASE}

최근, 막대 비누는 심미적으로 독특한 비누에 대한 소비자의 요구가 증가하고 있다. 막대 비누를 더욱 호감이 가게 만들기 위해, 반투명, 투명, 상이한 막대 형태뿐 아니라 다른 비누 재료 및/또는 다른 색상으로 만들어진 다상 및/또는 다색 막대 비누가 만들어져 이 제품들의 호감 및 소비자 매력을 증대시켰다.

예를 들어, 줄무늬형 비누를 만드는 방법과 압출 장치는 미국 특허 3,891,365 및 3,947,200(둘 모두 Fischer) 및 6,852,260B2(Vu et al.)에 제시되어 있고, 얼룩덜룩한, 다색 및/또는 대리석무늬의 막대 비누를 만드는 방법과 압출 장치는 미국 특허 3,823,215 및 3,940,220(둘 모두 D'Arcangeli), 3,993,722(Borcher et al), 4,011,170(Pickin et al), 6,727,211B1(Aronson et al) 및 6,805,820B1(Myers)에 기술되어 있다. 2가지 다른 성분을 사용해서 상이한 구역을 함유한 세정 막대를 생산하는 사출성형 방법은 미국 특허 6,878,319B2(Browne et al)에 기술되어 있다.

본 발명은 입구와 출구가 있는 하우징을 보유하고 스크루 임펠러가 가로질러 있는 압출기이되, 상기 하우징의 입구부터 출구까지 중, 출구에서 끝나는 하우징의 적어도 일부가 점감형이어서 횡단면적이 감소하는 하우징의 일부를 형성하고 스크루 임펠러가 압출기 점감형 부위 내로 적어도 부분적으로 뻗어있고 여기서 스크루 임펠러가 끝나는, 압출기 내로 비누 조성물을 공급하는 단계 및 이 비누 조성물을 상기 압출기를 통해 압출시키는 단계를 포함하여 고체 비누 산물을 생산하는 압출 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 다상 막대 비누(multiphase bar soap)를 생산하는 방법으로, 제1 비누 상을 함유하는 스트림을 적어도 하나의 정제기(refiner)에서 처리한 후, 플로더 하우징(plodder housing), 압출될 물질을 받기 위한 공급물 호퍼(hopper), 압출기, 압출된 물질이 배출되는 출구, 공급물 호퍼를 거쳐 이 출구쪽으로 갈수록 횡단면적이 줄고 이 출구에서 끝나는 압출기 콘(extruder cone), 압출기 내에 배치되고 상기 압출기 콘 내로 적어도 부분적으로 뻗어있는 스크루 임펠러를 포함하는 플로더 내로 처리하는 단계; 플로더의 공급물 호퍼 내의 제1 연속 비누 상의 스트림 내로 적어도 하나의 제2 비누 상을 도입시키는 단계; 및 제1 비누 상과 적어도 하나의 제2 비누 상을 포함하는 스트림을 압출 구역 내의 스크루 임펠러로 압출기 콘을 통해 압출시켜 가시적으로 독특한 상이 매립된 막대 비누를 생산하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

도 1은 궁극적으로 절단되고 막대 비누로 압형되는 빌릿(billet)을 압출하는 종래 장치를 예시한 모식도이다.
도 2는 본 교시의 특정 관점에 따라 압출기 콘 내로 뻗어있는 점감형 스크루를 포함하는 이중 단계 진공 플로더를 함유한, 막대 비누를 압출하기 위한 장치의 한 양태를 예시한 것이다.
도 3은 도 2의 압출기 콘 영역 내에 있는 점감형 스크루의 상세한 단면도이다.
도 3a는 압출기 콘 내에 내부 점감형 콘이 설치되어 있는 도 2의 압출기 콘 영역 내의 점감형 스크루의 상세한 단면도이다.
도 4는 막대 비누의 빌릿을 압출하기 위한 장치의 다른 양태를 도시한 것으로, 이 장치는 본 교시의 특정 관점에 따라서 점감형 스크루가 압출기 콘 내로 뻗어있는 압출기 바렐 구획 및 압출기 콘의 출구에서 압출기 콘에 부착된 연장 콘을 포함하는 이중-단계(dual-stage) 진공 플로더를 포함한다.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 연장 콘을 포함하고 압출기 콘 내의 점감형 스크루를 상세하게 도시한 단면도이다.
도 6은 스파이더 기구를 포함하는, 막대 비누의 빌릿을 압출시키기 위한 장치의 다른 양태를 도시한 것이다.
도 7은 도 6의 7-7' 선을 따라 절취한 스파이더 기구의 횡단면도이다.
도 8은 비누 빌릿을 압출시키기 위한 장치의 다른 양태를 도시한 것으로, 이 장치는 본 발명의 특정 관점에 따라서 압출기 콘 내로 뻗어있는 점감형 스크루를 포함하는 단일-단계 플로더를 포함한다.

범위는 이 범위 내의 모든 값을 각각 대신해서 나타내기 위해 본 명세서 전반에 사용되고 있다. 이 범위 내의 모든 값은 한정된 파라미터마다 선택될 수 있다. 사용된 모든 백분율은 다른 언급이 없는 한, 중량백분율인 것으로 간주한다.

지금, 제1상과 적어도 하나의 추가 상을 포함하되, 추가 상(들)이 경도가 제1 상의 경도와 비교했을 때 유사하거나 또는 약간 더 높을 수 있는, 다상 막대 비누를 조제하기 위한 압출 장치 및 방법을 개발했다. 구체적으로, 다상 막대 비누를 제조하기 위한 압출기 콘(원추대) 영역 내로 적어도 부분적으로 뻗어있는 점감형 스크루의 사용은 가시적으로 독특한 상을 가진 심미적으로 우수한 막대를 생산하고(또는) 원하는 대리석무늬의 패턴을 형성할 수 있게 한다. 이와 같이 변형된 압출기 스크루 디자인의 사용은 단순한 비누 포뮬라가 사용될 수 있고 이 비누 상을 제조하는데, 특히 압출 동안 상들이 과도하게 변형되거나/블렌드되지 않도록 더 딱딱한 제2 비누 상을 제조하는데 특별한 방법이나 복잡한 장치가 필요 없기 때문에 심미적으로 바람직한 막대의 제조를 더 더욱 실현가능하게 만든다.

따라서, 다상 막대 비누의 빌릿을 생산하기 위한 압출 방법이 제공되며, 상기 막대는 연속적인 제1 비누 상 및 여기에 매립된 적어도 하나의 제2 고체 비누 상을 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 롤 밀(roll mill)을 보유하는 정제기 및 플로더(plodder)를 포함하는 비누 피니싱 라인의 제1 단계를 통해 제1 연속 비누 상의 스트림을 통과시키는 단계를 포함한다. 그 다음, 제1(연속) 및 제2(불연속) 비누 상의 배합 스트림을 만들기 위해 플로더 디자인 내에서 제1 연속 비누 상 내로 적어도 하나의 제2 고체 비누 상을 공급물 호퍼/진공 챔버를 통해 도입시킨다. 제1 상과 제2 상을 보유하는 스트림은 점감형 구역이 압출기 콘(원추대) 내로 뻗어있는 스크루를 이용해 압출시키고, 이 스트림을 가시적으로 독특한 상이 매립된 빌릿으로 제조하고, 이 빌릿은 이어서 절단되어 막대 비누로 압형된다. 점감형 스크루는 압출기 콘 내로 충분하게 뻗어있어, 가시적으로 독특한 상 및/또는 바람직한 대리석무늬의 패턴이 최종 막대에서 관찰되도록 "효과적인" 압출 구역을 형성한다. 이러한 효과적인 압출 구역은 점감형 스크루 끝과 압출기 콘의 출구 사이의 영역이다. 한 양태에 따르면, 입구 직경:출구 직경의 비율은 일반적으로 3:1 이하이다. 다른 양태에 따르면, 이 비율은 2.5:1 내지 2:1 또는 1.5:1 내지 1:1이다. 입구 직경은 압출기 콘 내에 있는 점감형 스크루 말단에서의 압출기 콘의 직경이며, 압출기 콘(원추대)의 출구에서 측정된 출구 직경은 압출된 비누 빌릿의 직경이 된다.

본 발명의 특정 관점에서, 압출기 콘은 경우에 따라 내부 점감형 콘을 포함한다. 본 발명의 다른 관점에서, 압출기 콘은 경우에 따라 공정 스트림이 통과하는 압출기 콘의 출구에 부착된 더 작은 연장 콘(원추대)을 포함한다. 또 다른 관점에서, 효과적인 압출 영역은 추가로 스파이더 기구를 포함하며, 이 기구는 존재한다면 압출기 콘 내의 점감형 스크루 말단에 배치되거나, 또는 압출기 콘의 출구와 연장 콘의 개시부 사이에 배치될 수 있다.

도 2에 예시한 바와 같이, 막대 비누 제조용 일축 및 이중-단계(이중-바렐) 압출기(비누 플로더)는 일반적으로 하나 이상의 공급물 호퍼, 하나 이상의 스크루 임펠러가 회전가능하게 장착되어 있는 1개(단일) 또는 2개(이중-단계 또는 이중체) 압출기 바렐, 및 압출기 콘을 포함한다. 1종 이상의 분말형 또는 과립형 비누 원료는 바렐의 한쪽 끝에서 공급물 호퍼를 통해 장치 내로 공급되고, 이 원료는 그 다음 회전 임펠러 스크루(들)에 의해 바렐 구역(들)을 통해 압출기 콘(실제 원추대)으로 운반 및 압축되어 비누 빌릿을 생산하고, 이는 그 다음 절단되고 원하는 막대 비누 형태(들)로 압형된다.

이중체 플로더를 이용하는 종래 비누 피니싱 라인(10)을 예시한 도 1(개략도로, 부대 장비, 예컨대 진공-형성 기구, 모터, 발동기 등은 생략됨)에서는, 일반적으로 비누 전구체 물질(예, 칩, 비드, 박편, 덩어리 및 이의 유사물), 착색제, 향료 및 기타 성분을 포함하는 공정 스트림(12)이 배합기(amalgamator) 및/또는 혼합기-정제기(14)로 도입되고, 여기서, 공정 스트림 물질은 블렌드 및/또는 혼합된다. 14로부터 스트림은 추가 균질화를 위해 롤 밀 및/또는 정제기(16)(경우에 따라, 하나 이상의 롤 밀과 조합된, 이중 정제기 또는 단일 정제기)로 공급된 다음, 공급물 호퍼(18)로 공급되어 2개의 다른 압출기 바렐 구획을 보유하는 이중-바렐(이중체) 비누 플로더(압출기)(21)의 제1(상부) 바렐 구획(22) 내로 공급되고, 여기서 플로더는 스트림을 특정 양의 혼합으로 처리하면서 압착하거나 압축하고, 이를 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로 챔버/커넥터(23)로 이동시키고, 여기서 비누는 임의의 기포를 제거하기 위해 진공으로 처리되고(또는), 여기서 착색제 또는 염료 또는 다른 첨가제가 첨가될 수 있고(또는), 여기서 비누는 플로더의 제2(하부) 바렐 구획(24) 내로 중력-공급되기 전에 단편으로 절단될 수 있다. 이 바렐에서, 회전 스크루는 비누를 압착하고 비누를 압출기 콘(원추대)(28) 내로 강제로 이동시키고, 이로부터 빌릿이 형성되고, 이 빌릿은 경우에 따라 절단기(30)로 들어가, 여기서 빌릿은 절단되어 별도의 막대 비누를 형성하고, 압형기(32)로 들어가 절단 막대 비누를 성형 및/또는 각인한다. 그 다음, 고체 개인위생/세탁/가정용 세탁 막대 비누 제품(34)은 비누-피니싱 라인(10)에서 나오고, 과량의 비누 물질은 적당한 수단(36)에 의해 다시 공급물 호퍼(18)로 재순환되어 이중-단계 플로더(20) 내에서 재처리된다.

다상 막대 비누가 비누-피니싱 라인 공정의 전형적인 압출기를 통해 제조되었을 때, 이 생산은 종종 각 상에 적당한 비누 조성물을 선택하고 제조하기 위한 복잡한 공정을 수반했었다. 예를 들어, 다상 막대 비누를 압출하면서 가시적으로 독특한 상을 유지하기 위해, 각 상의 경도는 바람직한 심미감을 달성하도록, 제1 상 내에 제2 상의 과도한 블렌딩, 혼합, 번짐 또는 스트레칭 없이 제1 상 내에 제2 상의 혼입 또는 매립이 용이하도록 선택한다. 따라서, 막대 비누를 압출할 때 제2 상이 제1 상 내에 매립되는 종래 방법에서는 제2 고체 상이 종종 제1 비누 상에 비해 경도가 훨씬 큰 것으로 선택하여, 제2 상은 바람직한 가시적으로 독특한 상을 유지하기 위해 비누 플로더에서의 플로딩 과정과 관련된 다양한 물리적 힘을 적당히 견뎌야 한다.

당해의 압출기 디자인과 압출 방법은 다상 막대 비누, 예컨대 제1 고체 상과 여기에 분산된 분리된 제2 고체 상(예컨대, 반투명, 불투명 또는 다른 제2 상)을 보유하는 막대 비누를 제조하기 위해 표준 비누 압출 방법과 관련된 단점을 극복한다. 편의상 본 발명에 사용된, 다상 비누는 제1 연속 상과 여기에 분산된 제2의 분리된 불연속 상을 보유하는 것을 의미하지만, 본 발명은 고체 비누 조성물의 복수의 상도 예상한다. 특정 관점에 따르면, 적어도 2개의 가시적 또는 조성적으로 상이한 상이 존재한다.

본 발명에 따르면, 막대 비누 제조 방법의 압출기는 압출기 콘 영역 내로 뻗어있는 점감형 스크루를 보유하여 "효과적인" 압출 구역을 형성하고, 이 구역은 길이가 짧고 이 효과적인 압출 영역의 입구 대 출구의 횡단면 직경의 비율이 비교적 낮아서, 이것은 종래 플로딩 과정에서 일어난 주요 번짐/스트레칭을 없앤다.

본 발명의 교시에 따르면, 비누 물질의 성질 및 조성물(예, 상)의 더 광범한 선택을 가능하게 하고 심미적으로 독특하고 호감이 가는 다상 막대 비누를 제공하는 플로더 및 압출-지지 기구를 사용하여 고체 비누를 형성하는 방법이 제공된다. 위에서 언급한 바와 같이, 압출 영역은 종래 디자인에 비해 더 짧고 입구 대 출구의 횡단면적의 비율은 낮은 비율로 설계한다.

특정 관점에 따라, 도 2의 비누 피니싱 라인(10A)은 연속 제1 비누 상과 여기에 매립된 적어도 하나의 제2 고체 비누 상을 함유하는, 고체 막대 비누를 생산하기 위한 압출 방법을 도시한 것으로, 이의 배열 및 구성부재 번호는 도 1의 라인(10)에서와 유사하다. 첫 번째 제1 비누 상의 원료는 공정 스트림(12)에 도입되어, 배합기/혼합기 정제기(14) 및 롤 밀 및/또는 정제기(16)로 유입된다. 이 공정 스트림은 호퍼(18)로 들어가 제1 및 제2 단계/압출기 원통 구획(21)을 보유한 이중 단계 플로더(20A)로 공급된다. 제2 단계 스크루(26A)는 이하에 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 도 1의 제2 스크루(26)와 다르다. 공정 스트림 물질(첫번째 제1 비누 상 물질)은 제1 단계 압출기 바렐 구획(22)에서 배출되어 각 압출기 구획(21) 사이의 챔버/커넥터(23A)로 유입된다.

적어도 하나의 제2 고체 비누 상은 제2 공정 스트림을 통해서 챔버/커넥터(23A)의 입구(40)를 통해 제1 공정 스트림(제1 비누 물질)으로 도입되어 제1 및 제2 비누 상의 배합 스트림을 형성한다. 제2 공정 스트림은 챔버/커넥터(23A)에 도입된 그대로 고체 형태(칩, 박편, 비드, 덩어리, 미립자 등)이거나 액체일 수 있다. 제2 공정 스트림의 물리적 형태는 다상 고체 막대 비누에서 원하는 심미감에 따라 선택할 수 있다. 예를 들어, 고체 제2 상의 형태와 크기는 당업자라면 잘 알고 있듯이, 막대 비누의 원하는 크기 및 최종 가시적 효과/심미감을 산출하도록 선택한다. 더욱이, 이 공정은 도 2에 제시된 장치와 달라질 수 있고, 예컨대 제2 공정 스트림은 혼합 후 다른 심미감을 달성하기 위해, 예컨대 대리석무늬 효과를 위해 압출기 바렐 구획(24A) 또는 압출기 콘(28A)을 따라 다양한 지점 내로 액체 형태로 주입될 수 있다. 또한, 제2 비누 상의 도입 지점은 제2 단계 압출기 바렐 구획(24A) 내로 유입되기 전의 입구(18)일 수 있다.

한 양태에 따르면, 압출 과정 동안 제2 비누 상은 혼합, 스트레칭 및/또는 번짐이 최소로 나타난다. 최소란 20/20 시력을 갖거나 30cm에서 20/20 시력으로 보정된 일반 관찰자가 최종 비누 산물에서 2가지 독특한 상을 관찰할 수 있다는 것을 의미한다.

스크루 임펠러 축(26A)은 제1 및 제2 비누 상의 혼합물을 압출기 콘(원추대) 끝(44)의 출구를 통해 강제 이동시킨다. 위에서 언급한 것처럼, 다양한 관점에서 스트림은 점감형 스크루가 내부에 뻗어있는 압출기 콘을 통해 통과한다.

본 발명의 특정 관점에서, 제2 단계 스크루는 점감형 스크루(26A)를 보유하거나, 또는 26A의 끝에 부착된 점감형 스크루 부품(도시되지 않음)을 보유하도록 변형되고, 이 점감형 스크루는 직경이 점차 감소하는 압출기 콘의 적어도 일부 내로 뻗어있다. 따라서, 도 1의 28과 같은 압출기 콘을 보유하기보다는, 제2 단계 스크루(26A) 또는 부착된 점감형 스크루 부품(존재한다면)은 말단 끝(44)으로 갈수록 직경이 좁아지는 점감형이다. 하지만, 압출기 콘은 추가로 다른 구성부재, 예컨대 압출기 콘 내부에 설치된 내부 콘, 압출기 콘(28A)의 말단 끝(44)에 부착된 연장 콘, 또는 압출기 콘 내부의 점감형 스크루 말단에 설치되거나 압출기 콘과 연장 콘 사이의 연결 지점에 부착된 스파이더 기구를 포함할 수 있다.

본 발명의 교시의 다양한 관점에 따라, 도 2에 제시된 변형 제2 단계 스크루(26A)는 도 3에 더 상세하게 제시된다. 스크루 임펠러 축(26A)은 공정 스트림 물질이 제2 단계 압출기 바렐 구획(24A)을 통해 압출기 콘의 말단 끝(44)으로 이동하도록 설계되어, 입구 영역(52)을 보유한 효과적인 압출 구역을 형성하고, 물질은 출구(50)를 통해 압출된다. 효과적인 압출 구역은 출구(50)에 "a"로 표시한 제1(입구) 직경과 "b"로 표시한 제2 직경을 보유한다. 제1 횡단면 직경 "a"는 효과적인 압출 구역의 입구인 점감형 스크루(52)의 끝 지점에 해당한다. 제2 횡단면 직경 "b"는 비누 빌릿이 배출되고(44) 압출된 빌릿과 직경이 동일한 효과적인 압출 구역의 끝에 해당한다. 다양한 관점에서, 입구 직경 대 출구 직경의 비율이라고도 언급한 입구 및 출구 직경의 비율(a:b)은 3 대 1; 바람직하게는 2.5 대 1; 더욱 바람직하게는 2 대 1; 더 더욱 바람직하게는 1.7 대 1이며, 특정 관점에서는 1.5 또는 1 대 1이다. 이와 같은 비누 혼합물의 빌릿, 궁극적으로 막대 비누로의 압출 또는 수렴 시의 입구 직경 대 출구 직경의 비율이 특히 바람직하고, 또한 전체 효과적인 압출 영역(다른 구성부재, 예컨대 점감형 내부 콘, 임의의 연장 콘 및/또는 임의의 스파이더 다이를 포함해서)에 적용된다. 종래 방법에서, 이 효과적인 압축 구역은 일반적으로 입구 직경 대 출구 직경의 비율이 약 4.5:1 내지 10:1 사이이다.

다양한 관점에서, 입구 영역(52) 내지 출구(50)로 정의되는 거리 "d"는 종래 압출 장치에 비해 비교적 짧도록 최소화한다. 예를 들어, 특정 관점에서, "d"는 200 mm 이하, 바람직하게는 150 mm 이하, 경우에 따라 80 mm 이하이도록 선택한다. 특정 관점에서, "d"는 450mm 내지 650mm인 종래 압출 장치에 비해 40 내지 80mm이다. 이러한 방식으로, 입구 직경 대 출구 직경의 비율이 비교적 낮고(또는) 입구와 출구 사이의 길이가 감소된 효과적인 압출 구역 또는 수렴 구역을 가진 플로더 압출 장치를 이용한 방법에 의해 제조된 다상 막대 비누는 심미감이 향상된 압출 막대 비누 빌릿을 제공하고 각 상마다 매우 다양한 비누 조성물과 경도 성질을 사용할 수 있게 한다.

도 2를 다시 살펴보면, 점감형 스크루를 내부에 포함하는 압출기 콘(원추대)에서 배출된 후, 제1 및 제2 상의 공정 스트림 혼합물은 그 다음 절단기(30)와 프레스(32)를 통해 통과하여 제1 및 제2 비누 상이 바람직하게 혼합되어 있는 고체 다상 막대 비누를 형성한다.

특정 관점에서, 점감형 스크루를 함유하는 압출기 콘은 추가로 압출기 콘의 끝쪽으로 내부에 장착된 내부 콘(28A)을 포함하고, 이는 마찬가지로 도 3에 도시한 바와 같이 입구 직경 대 출구 직경의 비율이 적당한 낮은 효과적인 압출 영역을 제공한다. 이 비누-피니싱 라인은 이미 논의한 양태와 유사하다. 입구 직경 대 출구 직경의 비율은 전술한 바와 유사하다. 제1(입구) 직경 "a"는 입구(52)의 직경이고, 이는 점감형 내부 콘(원추대)의 출구(50)에서의 제2(출구) 직경 "b"와 비교된다. 마찬가지로, 압출 구역 길이 "d"는 입구(52)부터 출구(50)까지 뻗어있다.

특정 관점에서, 점감형 스크루를 함유하는 압출기 콘은 추가로 연장 콘 부착물을 포함할 수 있고, 이는 마찬가지로 도 4와 5에 도시된 바와 같이 입구 직경 대 출구 직경의 비율이 적당히 낮은 효과적인 압출 영역을 제공한다. 이 비누-피니싱 라인은 이중 단계 진공 플로더(20B)가 말단 끝(44B)에 부착된 연장 콘(56)을 보유한다는 점 외에는 앞에서 논한 양태들과 유사하다. 연장 콘은 예컨대 각각의 교합 플랜지(mating flange)(58)를 통해 말단 끝(44B)에 선택적으로 커플링된다. 입구 직경 대 출구 직경의 비율은 전술한 바와 유사하고; 하지만, 제1(입구) 직경 "a"는 점감형 연장 콘(원추대)(56)의 출구(60)의 제2(출구) 직경 "b"와 비교되는 입구(52B)의 직경이다. 마찬가지로, 압출 구역 길이 "d"는 연장 콘(56)의 입구(52B)부터 출구(60)까지이다.

도 6과 7은 다상 압출 플로더 기구의 대안적 양태로서, 이의 압출기 콘(28A)은 압출기 콘(28A)의 말단 끝(44)과 연장 콘(64) 사이에 배치된 스파이더 부착 기구(62)를 추가로 포함한다. 스파이더 다이는 당업계에 공지되어 있고 예시적 배열을 도 7에 제시했으며, 여기서 스파이더(62)는 복수의 스포크(spoke)(68)을 보유하고, 이것은 70에서 수렴하여 구멍(72)을 형성하며, 이를 통해 공정 물질은 도 6에 도시된 바와 같이, 압출기 콘(원추대)(28A)의 말단 끝(44)에서부터, 그 다음 연장 콘(64)을 통해 마지막으로 출구(66)에서 압출되는 것처럼 흐른다. 따라서, 효과적인 압출 영역은 연장 콘(66) 입구(52) 대 출구 직경의 전체 비율, 환언하면, 입구 직경 대 출구 직경 a:b의 비율을 보유한다. 이는 스크루 집중의 지지 기능 외에도 바람직한 대리석무늬의 패턴을 형성시키기 위해 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 공정 스트림이 스파이더 기구(62)의 구멍(72)을 통해 통과할 때, 비누 물질의 특정 변형/흐름 패턴이 나타나, 압출된 빌릿 및 최종 막대 비누에 원하는 심미감을 달성할 수 있게 해준다.

다른 특정 관점에 따르면, 이중 단계 플로더는 점감형 스크루가 압출기 콘 내로 적어도 부분적으로 뻗어있는 단일 단계 플로더로 대체된다. 다른 관점에 따르면, 이중 단계 플로더는 또한 다른 기구, 예컨대 내부 콘, 연장 콘 및/또는 스파이더 기구와 조합될 수 있다.

다른 양태에서, 점감형 스크루는 압출기 콘 내에서 종방향으로 뻗어있는 적어도 하나의 홈을 보유한다.

다른 양태에서, 적어도 하나의 제2 고체 비누 상은 반투명 비누를 포함한다.

다른 양태에서, 적어도 하나의 제2 고체 비누 상은 불투명 비누를 포함한다.

본 발명의 교시에 따라 제조된 다상 비누 빌릿 및 막대는 연속 상 및 불연속 상을 포함한다. 제2 상의 수분 함량은 이러한 제2 상이 본 발명의 압출 공정에 따라 사용될 때, 종래 다상 비누 압출 공정에서 사용 시에 비해 훨씬 높아질 수 있다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 반투명 비누 칩은 수분이 ≤12%인 종래 다상 비누 압출 공정에 비해 16% 내지 18%의 수분 함량이 일반적이다. 수분 함량이 높은 제2 상은 일반적으로 경도 값이 대응하게 감소한다. 다른 양태에서, 연속 상과 불연속 상 고체 질량은 각 상의 물질을 소정의 온도 범위(35 내지 55℃ 또는 38 내지 45℃)의 혼합기에서 함께 첨가한 뒤, 최종 빌릿으로 압출 및 성형함으로써 고체 다상 막대 비누에서 조합된다.

연속 고체 비누 상

막대 조성물은 55 내지 99%의 연속 상, 다른 양태에서는 75 내지 95%, 또 다른 양태에서는 80 내지 90%의 연속 상을 포함한다.

연속 상은 피부를 세정하는데 적합한 계면활성제 또는 세정제 베이스를 포함하고 경우에 따라 농도 조절에 사용되는 가소제를 포함한다.

불연속 상

불연속 상은 한 양태에 따르면 막대의 1 내지 35%이고, 다른 양태에 따르면 5 내지 25%이며, 또 다른 양태에 따르면 10 내지 20%이다. 일반적으로, 불연속 상의 형태, 분포 및 표면 품질(예, 가시적으로 독특한 방식)은 막대 비누에 호감이 가는 가시적 심미감을 제공하고, 특정 관점에 따르면 장인의 수공예적 품질을 제공한다.

특정 관점에서, 고체 다상 막대 비누의 불연속 상 도메인은 다양한 형태일 수 있다. 예를 들어, 도메인은 횡단면이 대략 회전타원체 또는 장구형, 디스크형, 원기둥형, 실린더형, 프리즘형, 장사방형, 정육면체형 또는 초승달형으로 나타날 수 있고, 또는 불규칙 형태일 수도 있다. 특정 관점에서, 이러한 불연속 상 도메인은 가장 긴 치수가 3 내지 70 mm의 길이, 다른 양태에서는 5 내지 50, 또 다른 양태에서는 5 내지 35 mm의 길이이다. 앞에서 논한 바와 같이, 불연속 상 도메인은 경우에 따라 불연속 상의 액체 사출을 통해 도입되어, 리본, 스트라이프, 대리석무늬 등을 형성할 수 있다.

또한, 연속 또는 불연속 상은 당업계에 공지된 바와 같이 착색제/염료의 신중한 사용을 통해 다색화, 예컨대 대리석무늬화될 수 있다.

10A : 비누 피니싱 라인
12 : 공정 스트림
18 : 호퍼
20A : 플로더
21 : 압출기 구획
22, 24A : 압출기 바렐 구획
23A : 챔버/커넥터
26A : 임펠러 스크루
28A : 압출기 콘
40 : 입구

Claims (18)

1. 입구와 출구가 있는 하우징을 보유하고 스크루 임펠러가 가로질러 있는 압출기이되, 상기 하우징의 입구부터 출구까지 중, 출구에서 끝나는 하우징의 적어도 일부가 점감형이어서 횡단면적이 감소하는 하우징의 일부를 형성하고, 스크루 임펠러가 압출기의 점감형 부위 내로 적어도 부분적으로 뻗어있고, 이 점감형 부위에서 스크루 임펠러는 끝나는, 압출기 내로 비누 조성물을 공급하는 단계, 및 상기 비누 조성물을 압출기를 통해 압출시키는 단계를 포함하여 고체 비누 산물을 생산하기 위한 압출 방법.
2. 제1항에 있어서, 압출기의 점감형 부위가 압출기 콘인 압출 방법.
3. 제1항에 있어서, 하우징의 점감형 부위에 배치된 압출기 스크루의 부위가 점감형인 압출 방법.
4. 제1항에 있어서, 하우징의 점감형 부위에 배치된 압출기 스크루 부위가 압출기 스크루 끝에 부착된 점감형 부품을 보유하는 압출 방법.
5. 제1항에 있어서, 스크루 임펠러 끝의 압출기 하우징 직경 대 압출기 출구의 압출기 하우징 직경의 비율이 3:1 이하인 압출 방법.
6. 제1항에 있어서, 고체 비누 산물이 연속 제1 비누 상과 여기에 매립된 적어도 하나의 제2 고체 비누 상을 포함하고,
   (a) 제1 비누 상을 제1 단계 및 제2 단계를 보유한 진공 플로더(plodder)의 제1 단계 내로 공급하고 상기 제1 비누 상을 진공 플로더의 제1 단계를 통해 진공 플로더의 제2 단계 내로 압출시키는 단계;
   (b) 진공 플로더의 제2 단계 내로 적어도 하나의 제2 고체 비누 상을 도입시켜 제1 및 제2 비누 상의 혼합물을 형성시키는 단계; 및
   (c) 상기 혼합물을 플로더의 제2 단계의 나머지를 통해 압출시키는 단계를 포함하는 압출 방법.
7. 제1항에 있어서, 입구와 출구가 있는 내부 점감형 콘이 이 내부 점감형 콘의 출구가 압출기 하우징의 출구에 부착되도록 압출기 하우징의 점감형 부위 내부에 장착되어 있는 압출 방법.
8. 제6항에 있어서, 압출기 하우징의 점감형 부위가 압출기 하우징의 출구에 부착된 연장 콘을 포함하고, 이를 통해 점감형 부위에서 배출된 후의 제1 및 제2 비누 상의 혼합물이 통과하는 압출 방법.
9. 제6항에 있어서, 제2 단계에서, 압출기 하우징의 적어도 하나의 홈이 점감형 부위를 따라 종방향으로 점감형 부위 내로 뻗어있는 압출 방법.
10. 제1항에 있어서, 추가로 압출기의 점감형 부위 끝에 배치된 스파이더 기구를 포함하는 압출 방법.
11. 다상 막대 비누를 생산하는 방법으로서,
    제1 비누 상을 함유하는 스트림을 적어도 하나의 정제기에서, 그 다음 플로더 하우징, 압출될 물질을 수용하기 위한 공급물 호퍼, 압출기, 압출된 물질을 배출하는 출구 및 공급물 호퍼를 거쳐 이 출구쪽으로 횡단면적이 감소하고 이 출구에서 끝나는 압출기 콘, 압출기 내에 배치되고 압출기 콘 내로 적어도 부분적으로 뻗어있는 스크루 임펠러를 포함하는 플로더 내로 처리하는 단계;
    상기 플로더의 공급물 호퍼 내의 제1 연속 비누 상의 스트림 내로 적어도 하나의 제2 비누 상을 도입시키는 단계; 및
    제1 비누 상과 적어도 하나의 제2 비누 상을 포함하는 스트림을 압출 영역 내의 스크루 임펠러로 압출기 콘을 통해 압출시켜 가시적으로 독특한 상이 매립된 막대 비누를 생산하는 단계를 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 내부 점감형 콘이 압출기의 출구 직전에 압출기 콘 내에 장착되어 있는 방법.
13. 제11항에 있어서, 압출기 콘이 그 끝에 부착된 연장 콘을 포함하고 이를 통해 압출기 콘에서 배출된 후의 제1 비누 상과 적어도 하나의 제2 비누 상이 통과하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 홈이 플로더의 하우징을 따라 종방향으로 압출기 콘 내로 뻗어있는 방법.
15. 제11항에 있어서, 스크루 압출기 끝의 플로더 하우징 직경 대 압출기 출구의 압출기 하우징 직경의 비율이 3:1 이하인 방법.
16. 제11항에 있어서, 압출 방법 동안 제2 고체 비누 상의 혼합, 스트레칭 및/또는 번짐이 최소인 방법.
17. 제11항에 있어서, 추가로 압출기의 점감형 부위 끝에 배치된 스파이더 기구를 포함하는 방법.
18. 제11항에 있어서, 스크루 임펠러의 끝부터 출구까지의 거리가 200 mm 이하인 방법.

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