KR20010012344A - 조형된 연질 고체 물품의 주형 - Google Patents

Abstract

맞물린 다이가 한 면은 주형 용융물을 받아들이도록 개방되어 있고 다른 면은 공동에 개방되어 있는 저장소 (4)를 형성하고, 맞물릴 때 요구되는 주형품 모양에 따른 공동을 한정하는 결합된 2 개 이상의 상보적 경질 다이 (1)을 포함하는, 조형된 고체 세정 물품을 주형하기 위한 성형틀이 제공된다.

Description

조형된 연질 고체 물품의 주형 {Casting of Shaped Soft Solid Articles}

비누 또는 비누가 아닌 세정 물품은 전형적으로, 배합물을 전단 작업/균질화하고 다음으로 압출 및 스탬핑함으로써 제조된다. 이러한 방법은 열가소성이거나 전단에 민감하지 않은 세정제 바 (bar) 배합물에 대해서만 적합하다. 투명한 몇몇 비누 배합물이 이러한 방식으로 제조될 수 있으나, 전단에 매우 민감한 많은 다른 배합물은 바 형태로 이러한 방식으로 제조될 수 없으며, 이들의 제조를 위해 특별한 가공 기술이 사용되어야 하며, 그의 공지된 예들은 하기와 같다.

1. 용융물을 바 형태로 주형하기

이러한 방법은 매우 투명한 비누의 제조에 사용된다. 현재 사용되는 기술은, 용융된 비누를 요구되는 단면적의 긴 바 형태로 주형 (편암 성형)하는 단계, 냉각 단계, 바 배출 단계, 바 숙성 단계, 빌렛팅 (billeting) 단계, 모따기 (chamfering) 단계, 빌렛 숙성 단계, 스탬핑 단계와 같은 많은 제조 작업을 포함하여 개별적으로 투명 비누 타블렛을 제조한다. 특정한 배합 변법들을 사용함으로써 숙성 기간이 감소되거나 또는 완전히 생략될 수도 있으나, 전체적으로 이러한 공정은 고도로 노동력 소비적이고 고가이다.

2. 팩 (pack)으로 주형하기

이 방법은 용융된 비누 블렌드를 조형된 투명 팩 또는 사세 형태로 주형하고, 고화하고 그대로 판매하는 것을 포함한다. 매우 투명한 비누가 이 기술에 의해 생산될 수 있으나, 이 방법은 매우 고가이고, 필요한 경우, 숙성이 매우 느리다.

3. 유연한 성형틀 내에서 개별적으로 주형하기

투명한 비누 타블렛 (tablet)의 개별적 주형은 일본 특허 제61026699호 (가네보 리미티드; Kanebo Ltd., 1984)에 개시되어 있다. 이 특허는 유연하거나 또는 탄성이며 합성 수지로 제조된 "얇은 성형 판" 으로 용융물을 주형하는 것을 포함하는 방법을 기재하고 있다. 이러한 개시 방법은 투명 비누 제조의 종래 기술에 포함된 수동 작업을, 빌렛팅, 모따기, 스탬핑 및 연마 단계를 생략함으로써 단순화 한다. 그러나, 이 방법은 타블렛의 보기에 나쁘고 재생산할 수 없는 외형/조형, 조잡한 표면 마무리 및 더 짧은 성형 수명 등의 본질적인 단점을 가진다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 성형틀의 조형에 의해 지정되는 형태에서 손상되지 않고 공기 방울이 없는 생산물을 제공하는, 비누/비누가 아닌 세정제 타블렛과 같은 고체 조형 세정제 물품의 개별적 주형을 위한 2 부분의 경질 분할 성형을 제공하는 것이다. 또한 성형틀은 주형품이 효과적으로 냉각되도록 고안되어 있다.

본 발명

그러므로, 본 발명은 맞물린 다이가 한 면은 주형 용융물을 받아들이도록 개방되어 있고 다른 면은 공동에 개방되어 있는 저장소를 형성하고, 맞물릴 때 요구되는 주형품 모양에 따른 공동을 한정하는, 2 개 이상의 상보적인 경질 다이를 포함하는, 조형된 고체 세정 물품을 주형하기 위한 성형틀을 제공한다.

저장소의 한 면은 공동에 개방되어 있고 다른 면은 성형틀을 채우기 위한 공급 개구 (opening)를 가진다. 바람직하게는, 다이는 공동에 대한 저장소의 부피 비가 5% 이상이 되는 방식으로 고안된다. 성형틀로부터의 액체 누출은 2 개 다이의 맞물림에 의해서 방지된다.

경우에 따라 이러한 공동의 내부 표면에는 주형품의 표면상에 요구되는 명각의 거울상이 제공된다. 이러한 다이는 바람직하게는 경첩이 달려 있고, 다이의 외부 표면에는 바람직하게는 공기 냉각용 핀 (fins)/리브 (ribs), 또는 냉각액 순환용 쟈켓과 같은 주형 후의 성형틀의 냉각을 향상시키기 위한 수단이 제공된다. 림 (rim)의 두께 및 너비는 냉각이 림의 영역 내에서보다 상대적으로 빠르게 수행되도록 고안되어 있다.

본 발명에 따라, 또한

(i) 주형할 조성물의 용융물을 제조하는 단계,

(ii) 상기 용융물을 상기의 성형틀에 쏟아 붓는 단계,

(iii) 성형틀을 냉각하여 조성물의 고화를 촉진하는 단계, 및

(iv) 고화된 조형품을 성형틀에서 떼어내는 단계를 포함하는, 고체 조형된 세정 물품의 제조 방법이 제공된다

바람직하게는, 용융물을 성형틀에 쏟아붓기 전에 성형틀의 내부 표면 온도가 용융물의 고화점 이상이 되도록 성형틀을 예비 가열한다.

본 방법은 예를 들어 개인용 세정 또는 직물 세정용 비누 및(또는) 비누가 아닌 세정제의 타블렛과 같은 조형된 세정 물품의 제조를 위해 적합하다.

가장 구체적으로는, 본 방법은 개인 세정용 투명 타블렛의 제조에 사용될 것이다. 배합물 및 생산물의 요구되는 투명도에 따라, 이러한 타블렛은 바람직하게는 성형틀에서 떼어진 후 숙성된다.

본 방법은, 각각의 성형틀이 용융물로 채워지는 용융물 공급 단계 및 다음으로 수행되는 냉각 단계를 통한 완전한 고화 및 성형틀에서 떼어내는 단계 및 재순환 단계를 통해, 순환하는 다수의 성형틀을 가짐으로써 연속적 방식으로 수행될 수 있다.

본 발명은 연질 고체 물품을 개별적으로 주형하는 성형틀에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로는 기본적으로 2 개 이상의 경질 다이를 포함하는 분할 공동 성형틀 (split cavity mould)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 비누 및(또는) 비누가 아닌 세정제 조형품을 개별적으로 생산하기 위해 이러한 성형틀 내에서 용융물을 주형하는 방법에 관한것이다.

1. 성형틀의 설명

성형틀은 서로 꼭 맞게 적용되는 2 개의 상보적인 경질 다이를 포함한다. 성형틀의 다이는 열전도성이 높은 임의의 경질 재료, 바람직하게는 알루미늄 및 그의 합금과 같은 금속으로 제조된다. 각각의 다이는 최종 생산물의 형태에 따라 다양한 크기 및 모양의 내부 표면이 제공되다. 다이들이 림을 따라 맞물려 있을 때, 주형품의 전체 모양에 따른 공동을 한정한다. 전형적으로 15 g 내지 150 g의 비누 타블렛을 위한 전체 공동 부피는 10 내지 170 ml의 범위 이고, 모양은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 요구되는 임의의 다른 형태일 수 있다. 공동의 내부 표면은 평활, 오목 또는 볼록하거나 또는 요구되는 임의의 다른 모양일 수 있다. 바람직하게는, 이러한 공동의 내부 표면은 성형되는 세정제 바보다 더 낮은 표면 에너지를 가지는 재료로 코팅된다.

공동의 내부 표면에는 경우에 따라 주형품의 표면 상에 요구되는 문자 또는 도안과 같은 명각의 거울 상이, 투사 또는 침하로써 제공된다. 물품을 물품상의 명각에 뒤틀림 또는 손상을 주지 않고, 성형틀로부터 용이하게 확실히 분리시키기 위해, 명각은 바람직하게는 명각 거울상의 림이 다이 표면과 정확히 수직이지 않고 적절하게 경사를 이루도록 고안되어 있다. 명각에 대한 뒤틀림 또는 손상을 더 방지하기 위해, 다이의 내부 표면 상의 명각의 거울상은 깍인 자국 (burr) 및 얼룩이 없어야하며 바람직하게는 조심스럽게 연마되어야 한다.

공동에 대한 저장소의 부피비는 5% 이상, 바람직하게는 10% 이상, 더욱 바람직하게는 20% 이상이다. 부피비는 바람직하게는 50%를 초과하지 않아야하며, 더욱 바람직하게는 40%를 초과하지 않아야 한다. 성형틀로부터의 액체 누출은 밀접하게 조화된 다이의 접합 표면을 가지거나, 예를 들어 겹치거나 또는 가스켓을 제공함으로써 방지된다. 액체 누출은 림의 너비 및 두께를, 가스켓 사용의 필요성을 생략하는 자체 봉합 작용을 하는, 림의 영역에서 급속한 냉각 및 고화가 수행될 수 있도록 고안함으로써 또한 방지될 수 있다. 다이의 외부 표면에는 핀/리브와 같은 냉각 효과를 향상시키는 수단이 제공될 수 있다. 경우에 따라, 다이의 외부 표면에는 쟈켓이 제공되어 냉각제가 성형틀의 냉각을 촉진하도록 주형 후에 순환될 수 있다. 성형틀은 바람직하게는 경첩이 달려 있어서 경화된 타블렛을 방출하는 다이의 개방을 촉진한다.

저장소는 성형틀의 잔량으로부터 제거될 수 있는 유닛을 또한 형성하여, 이러한 제거가 주형재로부터 여전히 저장소 내에 잔류하는 임의의 재료를 청결하게 절단한다.

2. 투명 비누 제조 방법의 설명

비누 및 용매 또는 용매 블렌드의 혼합물을 제조한다. 적합한 용매는 예를 들면, 글리세롤, 소르비톨 등이다. 혼합물을 용융시켜 등방 용액을 형성한다. 바람직하게는 성형틀을 용융물의 고화점 이상이 되도록 예비 가열한다. 용융된 혼합물을 성형틀에 쏟아 부어 공동을 완전히 채우고 저장소를 충분히 채운다. 용융물을 배합물의 고화점에 따라 0 내지 50℃로 냉각시켜 비누의 고화를 성취한다. 경화된 비누를 진공 완목 메카니즘과 같이 기계적으로 또는 수동으로 성형틀로부터 떼어 낸다. 저장소 내에서 고화된 비누의 부분을 타블렛으로부터 잘라낸다.

숙성이 필요한 투명 비누를 위해, 용매 또는 용매 블렌드는 예를 들어 에탄올과 같은 1가 알콜과 같은 휘발성 용매를 함유한다. 이러한 경우, 타블렛은 예를 들어, 6 내지 12 주의 충분한 기간 동안 숙성되어 최고의 투명도를 이루게 된다.

본 발명의 성형틀은 첨부된 도면을 참고로 하여 설명되는데, 도 1은 본 발명에 따른 성형틀의 내부 구조를 도시하고, 도 2는 외부 구조를 도시한다.

도 1을 참고하면, 성형틀의 다이 (1)은 알루미늄으로 제조된다. 각각의 다이에는 공동 (2)의 절반의 부피인 60 ml가 제공된다. 절반 공동의 내부 표면은 볼록하며 주형품의 표면 상에 요구되는 명각 (3)의 거울상이 투사되어 제공된다. 2 개의 다이가 접합될 때 주형품의 최종 모양에 따라 형성되는 공동은 공급 개구 (5)를 가지는 저장소 (4)에 개방된다. 공동에 대한 저장소의 부피 비는 40%이다. 성형틀로부터의 액체 누출은 다이의 접합 표면을 겹침으로써 방지된다. 액체 누출은 또한 림 (6)의 외부 표면이 대기에 노출되어 성형틀의 다른 부분보다 빠르게 냉각되도록 성형틀 본체로부터 림이 연장됨으로써 또한 방지된다. 도 2는 다이의 외부 표면에 냉각 효과를 향상시키기 위하여 핀/리브 (7)이 제공됨을 도시한다. 성형틀은 경첩 (8)이 달려 있어서, 2 개의 다이가 개방되어 경화된 타블렛을 방출하는 것을 촉진한다.

본 발명 방법은 본 발명에 따른 방법의 비제한적인 실시예 뿐만 아니라, 종래 방법의 비교 실시예를 참고함으로써 설명될 것이다.

비교 실시예 1

투명 비누 제조를 위한 종래 방법

투명 비누를 제조하기 위한 종래의 방법에 포함되는 공정 단계들은 도 3에서 블록 선도에 의해 기재되는 숙성을 필요로한다. 도 3은 용융된 비누를 긴 바 형태로 주형하는 단계, 편암 냉각, 바 배출, 바 숙성, 빌렛팅, 모따기, 빌렛 숙성 및 스탬핑단계와 같은 많은 제조 작업이 포함된, 개별적으로 투명 비누 타블렛을 제조하는 종래의 방법을 도시한다.

실시예 1

투명 비누를 제조하는 본 발명에 따른 방법

하기와 같이 주어진 설탕, 소르비톨 및 에탄올의 용매 혼합물 및 지방산을 포함하는 혼합물을 2 리터의 둥근 바닥 플라스크 내에서 혼합하였다. 배치의 온도를 80℃까지 상승시켰다. 수산화 나트륨 수용액을 혼합물에 첨가하여 지방산을 비누화 하였다. 배치의 온도를 80℃로 유지하여 투명한 용액을 수득하였다. 이 단계에서 향료를 첨가하였다.

투명 비누의 조성은 전형적인 1 Kg의 배치에 대하여 하기와 같이 주어진다.

구성 성분	중량 (그램)
올레산	60
스테아르산	75
팔미트산	75
코코넛 지방산	90
수크로오스	250
소르비톨	100
에탄올	100
물	192.6
수산화 나트륨	47.4
향료	10

본 발명에 따른 성형틀을 오븐 내에서 75℃까지 가열하고 오븐에서 꺼낸 후에 용융된 혼합물을 성형틀에 쏟아 부어 저장소 또한 용융된 용액으로 채웠다. 성형틀을 25 내지 30℃의 공기 온도에서 15 분 간 냉각하였다. 성형틀의 2 개의 다이를 수동으로 개방하고 경화된 비누를 진공 고무 컵을 사용하여 꺼내었다. 저장소 내의 고화된 비누를 잘라내고 생산된 비누 타블렛을 10 내지 12 주 동안 숙성하여 요구되는 투명도를 수득 한 후, 포장 준비를 하였다. 생성된 비누 타블렛은 공기 방울을 전혀 포함하지 않았다. 도 4는 성형틀에서 떼어 낸 형태의 비누 타블렛을 도시한다.

실시예 1에 기재된 본 발명에 따른 방법은, 도 3에도 도시되어 있으며 종래의 방법에 포함되는 용융 비누를 긴 바 형태로 주형하는 단계, 편암 냉각, 바 배출, 바 숙성, 빌렛팅, 모따기, 빌렛 숙성 빛 스탬핑 단계와 같은 몇몇 제조 작업의 생략을 설명한다.

Claims (18)

1. 맞물린 다이가 한 면은 주형 용융물을 받아들이도록 개방되어 있고 다른 면은 공동에 개방되어 있는 저장소를 형성하고, 맞물릴 때 요구되는 주형품 모양에 따른 공동을 한정하는 2 개 이상의 상보적인 경질 다이를 포함하는, 조형된 고체 세정 물품을 주형하기 위한 성형틀.
2. 제1항에 있어서, 공동에 대한 저장소의 부피 비가 5% 이상인 성형틀.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공동에 대한 저장소의 부피 비가 10% 이상인 성형틀.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공동에 대한 저장소의 부피 비가 20% 이상인 성형틀.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 공동에 대한 저장소의 부피 비가 40% 이상인 성형틀.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 공동에 대한 저장소의 부피 비가 50% 이상인 성형틀.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1 개 이상의 다이가 주형품의 표면 상에 요구되는 명각의 거울 상을 포함하는 성형틀.
8. 제6항에 있어서, 거울 상이 다이의 내부 표면에 정확하게 수직이지 않도록 경사진 성형틀.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 다이에 경첩이 달려 있는 성형틀.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 다이에 핀 및(또는) 리브가 제공된 성형틀.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 다이에 냉각액의 순환을 위한 쟈켓이 제공된 성형틀.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 다이의 두께 및 너비가 맞물려 있는 영역에서 다른 영역에서보다 상대적으로 더 빠른 냉각이 가능하도록 적용된 성형틀.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 공동을 한정하는 다이의 표면이 주형품보다 더 낮은 표면 에너지를 가지는 재료에 의해 코팅된 성형틀.
14. (i) 주형할 조성물의 용융물을 제조하는 단계,

    (ii) 상기 용융물을 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 성형틀에 쏟아 붓는 단계,

    (iii) 성형틀을 냉각하여 조성물의 고화를 촉진하는 단계, 및

    (iv) 고화된 조형품을 성형틀에서 떼어내는 단계를 포함하는, 고체 조형 세정제 입자의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 성형틀의 내부 표면의 온도가 용융물의 고화점 이상의 온도가 되도록 성형틀을 예비 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 비누 및(또는) 비누가 아닌 세정제의 타블렛을 제조하기 위한 방법.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 성형틀이, 각각의 성형틀을 용융물로 채우는 용융물 공급 단계, 고화를 위한 냉각 단계 및 성형틀에서 떼어내는 단계, 용융물 공급 단계로 되돌아가는 단계를 통해 연속적으로 순환되는 방법.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 주형되는 조성물이 비누 및 용매 또는 용매 블렌드를 함유하는 방법.