KR920002115B1 - 캐스팅 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

캐스팅 방법

제1도는 두 장의 가소성피막시트를 열밀봉함으로써 성형되는 팩의 개략도.

제2a도, 제2b도, 제2c도 제2d도는 재료 충전시부터 완성제품이 될 때까지의 진행 단계를 보여주는 제1도의 화살표 Ⅱ방향에서 본 팩의 측면도.

제3도는 수직형의 성형 및 충진기로 팩을 성형 및 충진시키는 과정을 개략적으로 보여주는 제4도의 화살표 Ⅲ방향에서본 개략도.

제4도는 피막이 기기로 성형 및 충진되는 상태를 보여주는 제3도의 화살표 Ⅳ의 방향에서 본 개략도.

본 발명은 액체 또는 반액체 상태의 비누, 비비누성세제 또는 이들의 혼합물과 같은 재료를 팩에 캐스팅하는 방법에 관한 것이다.

미국 특허 제3149188호에 사용 가능한 케이스용 패키지 또는 콘테이너로서 설계되어 있는 사전성형 몰드에 비누를 캐스팅하고 그 몰드내의 액체 매스를 냉각시킴으로써 몰드이 형태를 가지는 케이크로 고형화시키는 방법이 발표되어 있다. 이 몰드는 캐스팅후에 기밀밀봉된다. 몰드의 모양이 비누케이크의 모양을 결정하도록 몰드는 강체 또는 반강체로된 것이 바람직하다. 몰드는 가소성 일수도 있고 힘을 가하면 기성 케이크를 몰드로부터 쉽게 분리시킬 수 있는 가소성 벽부분을 가질 수도 있다. 이 방법을 투명비누에 이용함으로써, 투명 비누를 블록형태로 캐스팅하고 이 블록을 바형태로 절단하는 종래의 오픈 캐스팅 방법을 배제함으로서 오픈 캐스팅 바에 수반되는 수축, 향기상실 및 표면적의 불량등의 문제를 해결할 수 있다.

이와 유사한 것으로, 프랑스 특허 제910256호에는 몰드를 싸개로서 비누의 주위에 보존시켜 그 상태로 소비자에게 공급되는 사전 성형 몰드내에 액체 비누를 캐스팅 하는 방법이 발표되었다. 이 몰드는 비어있을 때에도 그 형태가 유지될 수 있을 정도로 충분히 강성이어야 한다.

본 발명은 비누, 비비누성세제 또는 이물질의 혼합물 등과 같은 재료를 캐스팅 하는 방법으로서, 액체 또는 반액체 상태의 재료를 최소한 실질적으로 가소성 피막으로 이루어진 팩내에 충진시킨 다음 팩을 기밀밀봉하고 이 재료를 고형화 되도록 방치한 다음 이 고형화된 재료를 기밀 보존 수단으로서 팩내에 보존하는 단계로 이루어지는 캐스팅 방법을 제공한다.

본 발명은 비누와 같은 물질을 캐스팅과 동시에 포장하는 방법을 제공한다. 가소성 피막의 사용으로 팩재료의 초기비용은 절약할 수 있다. 본 방법은 연속적으로 수행될 수 있다. 또한 비어 있는 팩의 공급은 편평하게 또는 말아서 보관할 수 있고 또한 팩을 형성하기 위한 가소성 피막의 공급은 보관했다가 사용직전에 팩으로 변환시킬 수 있다. 원한다면 재료를 고형화 되도록 방치하는 동안 인위 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 방법은 주머니를 성형하고 충진하는데 사용되는 종래의 기계와 유사한 고속 포장기로 수행될 수 있다. 본 방법은 고속으로 수행될 수 있을 뿐만 아니라 사용전에 강성의 3차원 팩을 성형 및 보관할 필요가 없다는 장점이 있다. 더구나 본 발명에 의하면 용융상태의 혼합물을 끝과 모서리가 둥글려진 보기 좋은 모양의 바등으로 직접 만들 수 있다. 이와는 달리 종래에는 비누 혼합물을 큰 평판 형태로 캐스팅 한 다음 다이 스탬프에 소요되는 시간을 필요로 하는 모서리가 돌출된 블록 형태로 절단되는 단계를 거친다. 그러나 본 발명의 방법으로는 적합하게 모양이 만들어진 바 또는 그 유사 형태를 신속하고 쉽게 제조할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면 팩의 형태는 재료를 고형화시키는 동안 팩의 외측을 접촉시킴으로써 조정할 수 있다. 예를 들면 가소성 피막으로 만들어져서 충진 및 밀봉된 팩을 예를 들면 다이 내에서 손쉽게 몰드할 수 있고 및/또는 그 팩 위에 모티브를 가할 수 있다. 바 또는 타블렛 형태를 만들기 위해서 채워져서 밀봉된 팩을 양면 사이에 끼워 압력을 가할 수 있다. 양면은 편평한 것이거나 또는 이중 하나 또는 두면 모두 예를 들면 ＂쿠션＂모양의 바를 만들기 위해 오목한 것일 수도 있다. 재료를 영구적인 형태로 만들 필요성이 있는한 조절이 필요하다. 압력은 0.1-0.3Kgf/㎠범위가 바람직하여 선택되는 실제 압력은 각 경우의 팩의 특성에 의존한다.

보기 좋은 외관을 얻기 위해서는 팩이 그 속의 캐스팅 재료에 주름이 생기지 않고 밀착된 상태가 매우 바람직하다. 이렇게 하기 위해서는 여러 가지 방법으로 내부 압력에 의해 팩을 팽창시켜 형태를 만드는 것이 좋다.

그 모양을 조정하기 위해 두면사이에 충진 및 밀봉된 팩을 높고 그 외측을 내리누르면 부피 대 면적비가 감소될 것이고 따라서 팩내의 비압축성 재료에 압력이 가해진다. 이때 내부압력은 피막물질을 팽창 및 긴장시킨다.

팩은 열팽창성 물질, 즉 충분히 뜨거워지면 영구적으로 팽창될 수 있는 물질이어야 한다. 팩내에 충진된 재료의 온도로 팽창이 된다면 팩은 될것이고 팩내의 뜨거운 재료의 정수압 및/또는 팩외부에서의 압력으로부터 생기는 재료의 압력하게 팽창되어 그 모양이 조정된다. 물론 편평한 피막이 팽창하여 그 모양이 팩내의 물질의 모양과 맞추어진다는 것은 그 피막이 더 이상 편평한 상태가 아니라는 것을 의미한다.

또 다른 방법은 열수축성 가소성피막을 사용하는 것이다. 이 피막이 팩내의 재료상에서 수축되면 이 재료에 압력이 가해지고 따라서 수축하는 피막을 긴장상태로 팽창시키게 될 것이다.

또 다른 방법은 재료를 충진시키기전에 팩을 최소한 부분적으로 모양을 만드는 것이다. 이것은 몰드내로 바람을 불어넣음으로써 수행되는 것으로 내부압력으로 팩을 팽창시키고 피막을 다시 팽창시킴으로써 팩을 형성화시키는 또다른 예이다. 피막은 가소성이 유지되지만 이렇게 성형된 모양은 팩이 충진되었을 때 취하게 되는 모양이 영향을 미친다.

팩과 재료를 밀착시키기 위해서는 재료가 기밀밀봉된 팩의 내부 부피전체를 차지하는 것이 바람직하다. 이렇게 해서 장기간 보존하는데 중요한 요인으로써의 물질과 공기사이의 접촉을 배제시켜야 한다. 이와 같은 설비는 또한 재료와 팩사이의 밀접한 접촉으로 인해 사용직전에 재료의 포장을 풀 경우 소비자가 흠이 없고 고른 외면을 가진 재료를 제공받게 한다.

가소성 피막은 열가소성 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 팩은 재료를 주입시키는 개봉부를 가진 백 또는 주머니 형태의 상기 성분 피막 두층으로 되어 있다.

사용하지 않은 팩물질은 주머니형태로 미리 형성되거나 또는 낱장 피막으로서 편평한 상태로 보관되거나 제조입자들로부터 공급되는 것과 같이 말아서 보관된다.

예를들면 피막 두층을 겹쳐 팩의 편평한 (채우지 않는)모양을 나타내도록 하나 또는 그 이상의 솔기를 따라 밀봉하고 재료를 주입시키는 개봉부로서 밀봉안한 부분을 남겨두어 백 또는 주머니 형태로 만들 수 있다. 밀봉은 팩의 전체 둘레를 따라 이루어질 수도 있고, 다른 방법으로는 한끝은 가로 밀봉을 하고 다른 한끝은 팩이 충진되도록 개봉되어 있는 가소성 피막물질로된 튜브로부터 팩을 만들 수 있다. 열가소성 물질에 있어서 밀봉은 열밀봉에 의해 미리 형성되는 것이 편리하다. 솔기로부터 외부로 나와 있는 피막물질의 가장자리는 고화된 제품으로부터 잘라버린다. 다른 방법으로 나이프에지(K nife-edge)접착법을 이용하여 피막의 가장자리 생기는 것을 피할 수 있다.

팩의 개봉부에서 약간 과량의 비누를 통하여 팩의 개봉부를 열밀봉 시킴으로써 충전시에 팩을 완전 밀봉 되도록 피막물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 내용물이 팩의 내부 부피전체를 차지하는 것을 가능하게하며 팩내의 공기를 배제시키게 하는 것이다.

팩은 같은 기계에서 수행되는 두 공정으로 재료가 충진되기 직전에 만들어지는 것이 바람직하다. 두장의 구성피막으로부터 팩이 만들어지면 이 팩은 재료로 충전되고 기밀밀봉된다. 밀봉단계는 편리하게, 그 다음 충진되어야 할 후속팩의 솔기의 최소한 일부를 동시에 형성한다. 그러므로 본 방법은 연속적으로 신속하게 공정이 이루어질 수 있다. 예를들면 네 번 밀봉주머니/연직 충진공정을 이용할 수 있다.

가소성 피막은 박리작용에 의해 비누바의 사용직전에 쉽게 벗겨버릴 수 있다. 원한다면 비누바로부터 피막을 쉽게 벗기기 위해서 가소성 피막과 절취띠를 하나로 만들거나 탄성피막에 절취띠를 아교로 접착시킬 수 있다. 또 다른 방법으로는 피막을 바의 처음 사용시에 용해되도록 수용성 물질로 만들 수도 있다.

어느 경우든 선택되는 실제 피막은 각 경우의 사정에 따라 좌우된다. 피막은 열밀봉될 수 있는 종류를 선택하는 것이 편리하다. 열밀봉 방법으로는 여러방법을 사용할 수 있으며 일반적으로는 상호 접촉시켜 피막층을 용융시키는 공정으로 이루어진다. 사용가능한 방법에는 고주파 또는 유전, 바, 밴드, 임펄스, 열 와이어 또는 나이프, 및 초음파 용착법이 있다. 상술한 바와 같이 피막은 팩에 충진되는 재료 주위에 팽창 및/또는 수축할 수 있어서 액체 또는 반액체 물질과 접촉할때의 온도에서 및/또는 재료가 고형화되는 동안 밀착되고 주름이 없는 상태를 제공하는 특성을 가진다.

적합한 가소성 피막재료는 시중 구입가능하다. 예를 들면 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌, 나일론(폴리아미드계의 상표), 설린(Surlyn : 에틸렌 메타크릴레이트 코폴리머의 상표) 및 이 물질들의 폴리에틸렌테레프탈레이트 혼합물 등이 있다. 선택되는 피막의 두께는 밀착되고 주름이 없는 상태를 제공하기 위해 피막에 필요한 조정 정도에 특히 의존한다. 폴리비닐 클로라이드 피막의 경우 바람직한 두께는 20-60㎛범위이며 보다 바람직한 범위는 30-50㎛이다.

원한다면 라미네이트된 공동압축된 또는 기타 다층 피막을 사용할 수 있다. 예를들면 다층 피막으로는 어떠한 폴리머의 양호한 열밀봉특성을 다른 폴리머의 배리어/고융점 또는 예를 들면 인쇄의 용이성과 같은 기타 유용한 특성과 종합하여 설계된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 피막에는 모티프, 제품이름 또는 광고를 인쇄할 수 있다. 용도에 따라서는 캐스팅 비누바를 쉽게 알아볼 수 있도록 투명한 피막을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 캐스팅 가능한 비누, 비비누성세제 또는 그 혼합물 어느 것에나 적용할 수 있다. 물론 팩에 충진되는 비누 및/또는 비비누성 세제는 화장용바 또는 세탁용바에 통상 사용되는 부가물질을 함유할수 있다. 그러나 특히 본발명의 방법은 종래의 압착법 및 투명바에 관한 것인 미국특허 제3149188호의 방법에 수반되는 문제점을 극복한 것이다.

그러므로 본 발명은 특히 투명, 반투명 및 저지방물질 비누바에 적용된다.

본 발명은 발명의 방법에 따르는 팩내에 기밀밀봉된 비누, 비비누성 세제 또는 그 혼합물의 바, 타블렛, 케이크 또는 블록도 그 범위내에 포함하고 있다.

이제 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구체적으로 설명하고자 한다.

제1도에서, 각 장의 두께가 130㎛인 2장의 편평한 폴리비닐클로라이드 피막에 겹쳐놓고, U자형의 밀폐한 밑부분에 대칭이 되는 곡선을 가지는 상부에서 좁은 U자형 형태가 되도록 솔기(12)를 따라 두 장을 고주파 용착시켜 사전 성형팩(10)을 제조한다. 솔기 (12)는 백의 상부에 재료가 주입되는 목(14)을 가진 백의 경계선이 된다.

약 80℃온도의 용융비누를 이 백의 목(14)으로 투입하여, 백이 충진되어 목(14)의 선(16)까지 도달되게 한다. 팩을 똑바로 한다음 선(18)을 따라 비누 조성물을 통과하는 열밀봉을 하여 그 상부 개봉부를 가로 밀폐시킨다.

백의 폴리비닐클로라이드 물질을 비누를 그 백내에 주입시킨 온도에서 팽창되므로 백이 충진되었을 때 제2a도에 도시된 바와 같은 모양으로 팽창 및 확장된다. 이 모양은 제2b도에 도시된 바와 같이 밀봉에 의해 약간 변화된다.

밀봉된후 충진된 팩은 측면이 제2d도와 같이 되도록 모양이 만들어진다. 이러한 방법중의 하나는 팩을 몰드내에 완전히 들어가도록 넣고 비누가 고형화될 때까지 몰드내에서 냉각시킨다. 이러한 몰드는 너무 작으면 그 공간내에 넣으려 할 때에 팩이 파괴될 경우가 있으므로 이를 막기 위해 충진된 팩보다 약간 커야할 필요가 있다.

이와 다른 방법으로, 바람직한 방법은 제2c도에 도시한 바와 같이 두 개의 평면판(20)을 서로 평행하게 그리고 그 사이에 팩의 용착된 솔기가 있는 면에 평행하게 배열하고 그 팩을 누른다. 이를 수행하기 위하여 양 평면판과 충진된 팩을 수평으로 놓는다. 위쪽 평면판에는 팩에 약0.2Kgf/㎠의 압력을 주기 위해 중량(22)이 동반된다. 이러한 압력을 팩내의 비구나 냉각되어 고형화때까지 지속한다. 팩에 가해지는 이러한 압력은 팩내에 압력을 유지시켜주므로 팩의 피막을 팽창시키는 작용을 한다.

이렇게 만들어진 제품은 보기좋은 외형을 가진다. 즉 캐스팅바는 ＂쿠션＂모양을 가지며 폴리비닐클로라이드 피막은 밀착되고 주름이 없는 상태가 된다. 솔리 주위에 원래 생기게 되는 주름을 압착된 바의 윤곽과 합치시키기 위해서 피막을 팽창 조정시킴으로써 소멸된다. 더한층 제품의 전체 외관을 좋게 만들기 위해 목(14)를 잘라 버리고 또한 솔기(12)주위에 외부로 나와 있는 피막가장자리를 잘라낸다.

제3도 및 제4도는 연속 성형 충진 팩의 개략도를 도시한 것이다. 팩은 지지물질과 라미네이트의 한면에 열밀봉 가능한 물질로 구성된 가소성 피막라미네이트로부터 만들어진다. 즉 피막 라미네이트 두 웨브는 한쌍의 공급릴(30)로부터 공급되어 피막 라미네이트의 열밀봉 가능한 면이 서로 접촉되게 하여 팩의 내면이 되게 한다. 제1스테이션 (32)에서, 두 피막은 제4도에 도시한 바와 같이 일반적으로 수직으로 연장되고 상부와 하부가 곡선인 형태를 가지는 한쌍의 옆솔기(34)를 따라 밀봉한다. 제3도는 솔기(34)가 이 스테이션에서 형성되기 바로 직전의 스테이션(32)을 도시하였다. 따라서 제4도에서는 이 솔기(34)가 일점쇄선으로 도시되어 있다. 한 쌍의 솔기(34)가 형성되고 나면 피막에 연직 하강되어 솔기(34)가 (34')위치로 이동된다. 양솔기 사이에서는 충진용 노즐(36)이 하방으로 돌출되어 있다. 그다음 제2스테이션(42)에서 가로 밀봉이 이루어진다. 이 스케이션에서의 밀봉은 제4도에 일점쇄선으로 도시된 선(44)을 따라 수행된다. 이것이 하나의 팩이며 이와 동시에 계속 이어지는 후속 팩의 밑부분이 형성된다.

제4도에 도시한 바와 같이, 즉시 스테이션(42)아래로 이동된 팩(46)은 이 공정 이전의 사이클에서 형성된 솔기(44')에 의해 밀봉된 밑부분을 가진다. 이 팩(46)은 스테이션(42)에서 밀봉이 이루어지기 전에 노즐(36)로부터 용융비누가 충진된다. 충진은 과량의 비누로 그 상위 팩(48)이 일부 채워질 때까지 즉 레벨(50)까지 채워질때까지 계속된다. 스테이션(42)에서의 밀봉은 선(44)를 따라 비누를 통과하여 이루어지므로 팩(46)의 밀봉은 기밀된 빌봉이 된다. 이와 동시에 이어지는 후속 팩(48)에 대한 밑부분의 밀봉이 이루어진다. 충진된 팩은 전단기(52)에 의해 사전 형성된 솔기(44'')를 통해 수평절단됨으로써 분리된다.

제3도 및 제4도에 도시한 공정을 수행하는 기기는 4번 밀봉 주머니의 성형 및 충진에 쓰이는 종래의 기기에서부터 유도된다. 제3도 및 제4도는 단일 수직 칼럼으로 수행되는 공정을 도시하였으나 다수의 이러한 칼럼을 나란히 배치시키는 것도 가능하다.

제3도 및 제4도에 도시한 공정을 수행할 경우 적합한 피막물질은 열밀봉 가능한 가교결합 에틸렌 메타크릴레이트 코폴리머인 설린 40㎛층으로 라미네이트된 50㎛나일론(폴리아미드)이다. 나일론은 용융비누의 온도(80℃)에서 팽창되지 않는다.

본 발명의 방법을 발전시키는데 있어서는 또다른 스테이션에서는 열밀봉가능한 라미네이트가 팩내에 비누를 충진시키기전에 두 장의 피막사이에 대기 압력을 가함으로써 열 밀봉 가능한 라미네이트를 (가소성을 유지하면서)원하는 모양으로 가열 팽창시키는 별도의 스테이션이 포함된다.

Claims (13)

1. 비누, 비비누성세제 또는 그 혼합물로 이루어진 재료를 캐스팅하는 방법으로서, 액체 또는 반액체 상태의 상기 재료를 가소성피막으로 만들어진 팩내에 충진시키고 이 재료가 아직 액체 또는 반액체인 동안 팩을 기밀 밀봉한 다음, 재료를 고체상태로 고형화되도록 방치하여 고형화된 재료를 기밀 보존 수단으로서 팩내에 보존하는 단계로 이루어지는 캐스팅 방법.
2. 제1항에 있어서, 팩은 재료를 충진시키는 개봉부를 가진 백 또는 주머니 형태로 팩의 경계면 솔기를 따라 밀봉된 두장의 성분피막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
3. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 재료가 팩의 내부 부피 전체를 차지하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
4. 제1항에 있어서, 팩의 밀봉은 재료를 통과하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
5. 제1항에 있어서, 재료를 충진시키기 직전에 팩을 성형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
6. 제5항에 있어서, 밀봉단계에서, 그 다음 충진될 후속 팩의 최소한 일부의 경계가 정해지는 것이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
7. 제1항에 있어서, 팩의 밀봉은 재료가 완전히 충진되도록 팩이 밀봉되고 그 다음 충진될 후속 팩의 경계 일부가 정해지는 솔기를 형성하기 위해, 재료의 과량을 통과하는 밀봉에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
8. 제1항에 있어서, 팩내에 충진되는 재료에 완전히 맞게 팩의 모양을 만들기 위해서 내부 압력으로 팩을 팽창시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
9. 제1항에 있어서, 팩이 열 팽창성 물질인 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
10. 제1항에 있어서, 팩이 열 수축성 물질인 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
11. 제1항에 있어서, 충진이전에 팩을 최소한 부분적으로 모양을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
12. 제1항에 있어서, 재료의 고형화중에 팩의 외부를 접촉시켜 팩의 모양을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 방법.
13. 비누, 비비누성세제 또는 그 혼합물로 이루어진 액체 또는 반액체 상태의 재료를 가소성 피막으로 만들어진 팩내에 충진시키고 이 재료가 아직 액체 또는 반액체인 동안 팩을 기밀 밀봉한다음 재료를 고형화되도록, 방치하여 고형화된 재료를 기밀 보존수단으로서 팩내에 보존하는 단계를 이루어지는 캐스팅 방법에 의해 팩내에 기밀밀봉된 비누, 비비누성세제 또는 그 혼합물의 바, 타블렛, 볼록 또는 케이크.

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