MXPA00006596A - Troquel y proceso especial para estampar barras de detergente - Google Patents

Abstract

Dispositivo para estampar una barra de detergente, es decir, una barra que comprende jabón, un activo de detergente sintético o una mezcla de estos, incluye un troquel. El troquel tiene por lo menos una superficie para estampar barras proporcionada con por lo menos un recubrimiento elastomérico el cual incluye un relleno conductivo tal como acero inoxidable pulverizado. Una buena descarga de las barras de detergente del troquel es posible particularmente cuando los troqueles están fríos. El uso del relleno conductivo facilita el enfriado de los troqueles. La invención también se relaciona al uso del dispositivo para estampar barras de detergente, y a un proceso para estampar barras de detergente.

Description

TROQUEL Y PROCESO ESPECIAL PARA ESTAMPAR BARRAS DE DETERGENTE Campo de la invención La presente invención se relaciona a un dispositivo, proceso y aparato para estampar un material plástico usando un troquel para formar un artículo moldeado. En especial, se relaciona a un proceso para estampar una barra de detergente.

Por "barra de detergente" se quiere decir una tableta, pasta o barra en la cual el nivel de agente activo de superficie, el cual comprende jabón, activo de detergente sintético o una mezcla de estos, es por lo menos el 20% en peso la base de la barra.

Antecedentes de la invención En la manufactura de barras de detergentes, una composición preformada que comprende todos los componentes de la barra es típicamente extruida desde una boquilla para forma una "vara" la cual se corta en piezas más pequeñas de longitud predeterminada, comúnmente referidas como "tochos". Estos "tochos" son alimentados entonces en una estampadora o, alternativamente, se les aplica una marca en una o más superficies usando, por ejemplo, un troquel de las mismas dimensiones que la superficie de la barra. La superficie de la barra es golpeada con fuerza, por ejemplo, con un mazo o troquel en la forma de rodillo.

Las estampadoras tienen típicamente un troquel formado en dos mitades cada una con una superficie que contiene el tocho durante la operación de estampado. Estas superficies están adaptadas para cerrarse a una distancia de separación preestablecida, comprimiendo por tanto el tocho entre las mitades de troquel para dar a la barra su forma y apariencia final. El exceso de composición es exprimido fuera de las mitades de troquel conforme estas se cierran. Esto es referido comúnmente como "rebaba" . Entonces se separa la rebaba de la barra de jabón transfiriendo la barra a través de agujeros en una "placa desbarbadora" .

Las máquinas estampadoras de troquel convencionales incluyen las máquinas en forma de "troquel de mandril" en las cuales una par de miembros de troquel contrapuestos o mitades de troquel se encuentran durante un paso de compactación y una máquina de "troquel de caja" en la cual un par de miembros de troquel contrapuestos estampan una barra sostenida dentro de una apertura de conducto en un marco de caja pero que no se encuentran durante la compactación, la cara periférica de la barra es restringida por el marco de la caja.

A menudo, cada una de las mitades de troquel están provistas con un troquel o inserción de eyector. Estos se mantienen normalmente cerrados dentro de las mitades de troquel por medio de resortes pero puede ser empujados a abrirse por medio de aire comprimido o medios mecánicos para ayudar a descargar la barra del troquel. Durante el cerrado de las mitades de troquel se puede aplicar vacío para eliminar el aire atrapado en la cavidad del troquel entre la barra de detergente y la superficie del troquel y, en el caso de troqueles rotatorios, este vacío ayuda a mantener en sitio las barras durante la rotación.

El estampado de barras de detergente usando un troquel se lleva a cabo para dar a las barras una forma reproducible, superficie lisa y/o para estampar un diseño tal como un logotipo, marca o los similares en por lo menos parte de la superficie de la barra.

Sin embargo, como resultado del bloqueo del troquel, es decir, cantidades residuales de detergente que quedan en las mitades de troquel las cuales se acumulan durante el uso continuo de los troqueles, las barras son a menudo formadas con imperfecciones visibles en sus superficies o pueden no soltarse de la superficie del troquel. La descarga incompleta de las barras de detergente es un problema particular para composiciones más "pegajosas" hechas de surfactantes más suaves .

Se han propuesto numerosas soluciones a estos problemas. Una solución- involucra enfriar las mitades de troquel durante la operación de estampado. Oras involucran el uso de elastómeros.

Watanabe en la patente de los Estados Unidos Ns US 5,332,190 describe un troquel moldeador elástico compuesto de una película laminada de elastómero, la capa más profunda de este no contiene rellenos.

En la patente . de los Estados Unidos Na ,269,997 se propone proporcionar' cada uno de dos troqueles de un molde para jabón con un ' septo elastomérico estirado a lo largo de sus superficies. Tal sistema sería complicado para usar a la velocidad requerida para manufactura comercial y un recubrimiento delgado sería propenso a desgarrarse y se esperaría que la reproducción de logotipos sea de poca calidad.

El documento WO 96/00278 describe un dispositivo para estampar una barra de detergente que comprende un troquel, el troquel tiene por lo menos una superficie para estampar barras en donde la superficie para estampar barras está provista de un recubrimiento elastomérico, el espesor total del recubrimiento elastomérico es de menos de 200 mieras. En una representación preferente, el recubrimiento elastomérico es el único material elastomérico de la superficie para estampar barras.

Otra solución se propone en la patente europea EP 276 971 y en las patentes de los Estados Unidos N2 4,793,959 y N2 4,822,273, las cuales involucran el uso de dos miembros de troquel, cada uno comprende una parte no elastomérica y una elastomérica. La parte elastomérica, la cual entra en contacto con la barra de jabón durante el proceso de estampado, comprende un recubrimiento elastomérico de cuando menos 200 mieras y tiene un módulo de elasticidad dentro de un rango especificado .

Adams et al., en la patente de los Estados Unidos Nfi US 4,793,959 está dirigido a barras de detergente estampadas con un troquel que tiene una capa de revestimiento de elastómero. Los troqueles enfriados se mencionan en el ejemplo 7.

Adams et al., en la patente de los Estados Unidos Na US 5,236,654 está dirigido al estampado de barras de detergente usando miembros de troquel con recubrimiento enfriado por líquidos. Se menciona el enfriamiento de troqueles usando un líquido enfriador a aproximadamente -20aC. Se establece que los sistemas previamente seleccionados por los ingenieros de fábrica alcanzaron temperaturas promedio de superficie de troquel de aproximadamente 15 aC con una amplia distribución de temperaturas a lo largo de la superficie del troquel.

Katao a, en la patente de los Estados Unidos Na US 4,629,650 está dirigido a un proceso para producir una resina termoplástica moldeada por interposición durante el moldeo de una resina termoplástica diferente de la resina termoplástica a ser moldeada como una capa de piel entre la superficie del troquel y la resina termoplástica a ser moldeada.

Uemura et al., en la patente de los Estados Unidos Na US 5,035,849 está dirigido a un proceso para producir un artículo moldeado. La superficie del molde se enfría con un agente de descarga para moldear polvo.

Leslie, en la patente de los Estados Unidos Nfi US 5,269,997 está dirigido a un método y un aparato para estampar una pieza de material plástico tal como una pieza de jabón. Un septo de elastómero puede ser colocado a lo largo de cada mitad de troquel entre la pieza y la mitad de troquel de modo que se evite que el material plástico se pegue a las mitades de troquel después del estampado.

Mao, en la patente de los Estados Unidos Na US 3,761,047 está dirigido a una película que tiene partículas aislantes del calor tal como talco. En el Ejemplo 1, 30% en volumen de talco que tiene un tamaño promedio de aproximadamente 60 mieras se dispersa en una solución de resina de politetraf luoretileno . Bates et al., en la patente de los Estados Unidos Na US 5,378,733 está dirigido a un compuesto polimérico atenuante del sonido el cual comprende poliuretano que tiene un relleno que comprende acero inoxidable pulverizado.

Aún usando revestimientos elastoméricos o troqueles enfriados, se encuentran problemas cuando el detergente usado es un surfactante muy suave y/o la composición de la barra de detergente es suave y pegajosa.

Resumen de la invención Se ha descubierto que los problemas concernientes al estampado de barras de detergente que comprenden surfactantes muy suaves y/o composiciones especialmente suaves y pegajosas pueden ser aliviados por medio del uso de un troquel recubierto con elastómero en donde el elastómero incluye un relleno conductivo tal como un polvo de acero conductivo. Al cargar el elastómero con polvo de acero y ajustando la formulación del elastómero, se pueden lograr polímero térmicamente conductivos. Como resultado, el efecto normalmente aislante del recubrimiento se reduce y el enfriado de los troqueles se facilita. La aplicación a una barra de jabón de un elastómero que contiene aditivos térmicamente conductivos proporciona la capacidad de descarga de un elastómero aislante convencional con la calidad de superficie de una superficie enfriada.

Así, de acuerdo con la invención se proporciona un dispositivo para estampar un sustrato, que comprende un troquel, el troquel comprende por lo menos una superficie para estampado de substratos que tiene un recubrimiento elastomérico, caracterizado porque el recubrimiento incluye un relleno conductivo.

Para un más completo entendimiento de lo anterior y de otras características y ventajas de la invención, se hará referencia a la siguiente descripción detallada de representaciones preferentes y los dibujos que acompañan.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de troqueles de acuerdo con la invención.

La Figura 2 es una vista transversal de lado de un troquel antes de la aplicación del recubrimiento elastomérico.

La Figura 3 en una vista transversal de frente de un troquel antes de la aplicación del recubrimiento elastomérico.

La Figura 4 es un corte transversal de un troquel de acuerdo con la Figura 3 en donde el troquel ha sido recubierto con el recubrimiento elastomérico.

Breve descripción de los dibujos El uso de gruesos recubrimientos elastoméricos en el estampado de barras de jabón se describe en la patente europea EP 276971 y las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,793,959 y 4,822,273, cuyas descripciones se incorporan a la presente como referencia.

La patente de los Estados Unidos 5,378,733 describe materiales rellenos de elastómeros los cuales son adecuados para la presente invención. La descripción de la patente '733 se incorpora a la presente como referencia. De aquí en adelante, por "decoración surfactante" se quiere decir una forma uniforme, superficie lisa, un diseño tal como un logotipo, marca o los similares.

Por "elastomérico" de acuerdo a la invención se quiere decir un material como se define en ISO (Organización Internacional de Estándares por sus siglas en Inglés) 1382como un "elastómero", o una "goma" . También incluida en la definición de materiales "elastoméricos" de acuerdo con la invención están los elastómeros termoplásti,cos y los copolímeros y las mezclas de elastómeros, elastómeros termoplásticos y goma .

Los elastómeros se definen como polímeros con cadenas largas y flexibles, independientes cuando son materias primas y transformados por medio de agentes vulcanizadores y enlazadores transversales los cuales introducen el enlace transversal y forman una estructura de red entrecruzada. La estructura de la red retiene el movimiento de las moléculas de cadena macromoleculares y como resultado regresa rápidamente a aproximadamente su dimensión y forma inicial después de la deformación por una fuerza y descarga de la fuerza. Con temperatura creciente un elastómero pasa por una fase elástica después de ablandarse y retiene su elasticidad y módulo de elasticidad hasta que su temperatura de descomposición es alcanzada.

Los elastómeros termoplásticos comprenden fases amorfas y cristalinas. La fase amorfa tiene un rango de reblandecimiento por debajo de la temperatura ambiente y por tanto actúa como un resorte elástico mientras que los segmentos cristalinos cuyo rango de reblandecimiento está por encima de la temperatura ambiente, actúa como sitios de entrecruzamiento .

Preferiblemente, el material elastomérico de acuerdo con la invención se selecciona de aquellas clases descritas en (el documento) de la American Society for Testing and Materials D1418 los cuales incluyen: 1. Elastómeros de cadenas insaturadas de carbono (clase R) incluyendo las gomas naturales, por ejemplo la goma estándar de Malasia; butadieno, por ejemplo tipo "Buna" de Bunaweke Huís; y copolímero acrilonitrí lico butadieno, por ejemplo "Perbunan" de Bayer. 2. Elastómeros de cadenas saturadas de carbono (clase M) incluyendo los tipos etileno-propileno, por ejemplo "Nordel" de DuPont y tipos que contienen flúor, por ejemplo "Viton" de DuPont. 3. Elastómeros de silicona sustituidos (clase Q) incluyendo gomas de silicona líquida, por ejemplo Silastic 9050/50 P (A + B) de Dow Corning. 4. Elastómeros que contienen carbono, nitrógeno y oxígeno en la cadena del polímero (clase U) incluyendo poliuretanos , por ejemplo poliuretanos de Belzona.

El material "elastomérico", como en se definió con anterioridad, puede ser pretratado, tal como formando una solución de un elastómero disponible comercialmente, antes de que este se aplique como recubrimiento en la superficie del troquel. Los elastómeros, gomas, y copolímeros y mezclas de estos están generalmente polimerizados o entrecruzados, in-situ sobre la superficie del troquel. Por ejemplo, los componentes incluyendo el material elastomérico base, agentes enlazadores transversales y otros materiales tales como aceleradores pueden ser mezclados antes de la aplicación del recubrimiento. Una vez que se ha aplicado al troquel, los recubrimientos son polimerizados in-situ. Esto puede ser ayudado por la aplicación de calor, u otro proceso de aceleramiento, por ejemplo, presión; radiación o luz ultravioleta.

El material elastomérico puede ser aplicado tanto como un líquido o como semisólido. Por ejemplo, cuando se aplica como un líquido, las dos mitades del troquel se mantienen separadas a un espaciamiento predeterminado para permitir al elastómero ocupar el espacio entre las dos partes. Preferiblemente, el troquel se rellena con elastómero bajo presión.

En algunos casos, los materiales pueden ser disueltos con un disolvente apropiado, aplicado al troquel y subsecuentemente se retira el solvente.

En el caso de materiales termoplásticos, estos se pueden calentar hasta que tengan condición de fundidos aplicarlos al troquel, enfriados y resolidificados .

Los materiales convenientes como recubrimientos elastoméricos en la presente invención preferiblemente tendrán un módulo de elasticidad en el rango de 0.1 a 50 Mpa, más preferiblemente de 1 a 5 Mpa .

El módulo de elasticidad de un recubrimiento elastomérico puede ser medido registrando la fuerza que se requiere para endentar el recubrimiento como una función de la profundidad del endentado. Típicamente, puede utilizarse un indentador con una punta esférica y la inclinación , s, de la fuerza como una función de la profundidad del endentado a la 3/2 potencia se determina. La profundidad del endentado es el movimiento de un indentador dentro del recubrimiento después de que contacta primeramente la superficie del recubrimiento. En general, es necesario corregir la profundidad del endentado medida para la compatibilidad con el aparato de medición. Esto es, la profundidad del endentado real, d, se relaciona con el valor aparente medido d' por medio de la siguiente expresión: D = d' - (F.C) en donde F es la fuerza de indentación. La deformación C se determina por medio de comprimir el indentador contra una superficie rígida y registrar el desplazamiento aparente como una función de la fuerza aplicada la cual tiene una pendiente igual a C. El módulo de elasticidad E se calcula a partir de la siguiente expresión: E = 3/4 s 1/R12 (1-b2) en donde s=F/d32, R es el radio de la punta esférica del indentador y b es el coeficiente de Poisson del recubrimiento el cual es igual a aproximadamente 0.5 para elastómeros .

Bajo ciertas condiciones que se describirán en adelante, el anterior método de indentación puede dar falsamente valores altos del módulo de elasticidad debido a la influencia del material rígido sobre el cual se aplica el recubrimiento. Para evitar este problema sin peligro es necesario asegurar que el radio de contacto del indentador con el recubrimiento no exceda aproximadamente 1/10 del espesor del recubrimiento. El radio de contacto, a, se relaciona con la profundidad del endentado por medio de la siguiente expresión: a = (dR)1/2 Para recubrimientos de menos de 200um, se recomienda que se use un nanoindentador el cual sea capaz de medir. fuerzas de indentación a poca profundidad de endentados usando indentadores con puntas que tengan un radio pequeño. Un ejemplo de tal equipo es el "Nanolndenter II" (Nano-instruments) . La alternativa es hacer recubrimientos gruesos de prueba (mayores que 200 um) de modo que se pueda emplear equipo de medición más convencional tal como un probador Instron, (por ejemplo, el Modelo 5566).

En una representación, el recubrimiento tiene un espesor de entre 1 miera y 10 mm, preferiblemente entre 200 y 2000 mieras. Alternativamente el recubrimiento puede ser de un espesor de menos de 200 mieras .

Preferiblemente el troquel comprende un material rígido seleccionado a partir de metales y sus aleaciones, por ejemplo, latón y otras aleaciones de - cobre, aluminio, y aceros incluyendo acero al carbono y acero inoxidable; y otros- materiales no elastoméricos tales como resinas termoendurecibles y termoplásticas , .por ejemplo poliéster,. resinas epóxicas, resinas de furano; poliuretanos de fundición maleable; cerámicas; compuestos y laminados.

De acuerdo con la invención, el recubrimiento elastomérico incorpora un relleno conductivo, tal como acero inoxidable pulverizado. Además, mezclas que contienen acero inoxidable pulverizado u otros rellenos conductivos pueden ser usados. Otros rellenos que pueden ser , empleados incluyen cobre, titanio, oro, plata y platino. Preferiblemente, el relleno conductivo es un metal.

Los rellenos agregados, por ejemplo acero inoxidable, aumentan la dureza de la masa del recubrimiento de alrededor de 45 Shore A a 70 Shore A. Aún cuando esta dureza reduciría en otro caso las propiedades de descarga, cada partícula está rodeada por elastómero de aquí que el jabón aún entra en contacto con un material de baja dureza. Un espesor de recubrimiento de 1 a 20 mieras permite una buena descarga en circunstancias apropiadas. Esto, aún cuando la dureza pueda ser mayor que 55 Shore A, aún mayor que 65 Shore A, la descarga sigue siendo buena.

Los rellenos conductivos se incorporan en el elastómero preferiblemente desde 0.5 a 85 % de peso, especialmente de 5 a 75% El relleno de la invención es preferiblemente particulado.

Por "conductivo" en la presente, se quiere decir que los rellenos son conductivos térmicamente. Los principales beneficios de enfriar el elastómero son: 1. Aumentos en la calidad de superficie de barra - las propiedades más duras de la masa permiten una buena definición de logotipos. 2. Aumentos en la calidad general de la barra debido a que la superficie del jabón y de la masa está más fría y por tanto más dura y menos probable de ser dañada a través del resto de la línea de embalaje. ' 3. Reducción de la adherencia debida al efectos de combinación de dos tecnologías - elastómero y superficie de troquel fría.

Un beneficio adicional es que el relleno reduce la. compresibilidad reduciendo así las variaciones de peso que pueden ocurrir cuando cambia la dureza del jabón con los elastómeros convencionales.* Se ha usado relleno de acero para obtener el beneficio de una conductividad aumentada. Naturalmente, cualquier polvo conductivo puede ser usado, tal como cobre, aluminio. Los rellenos no metálicos también producirían el beneficio aún cuando la efectividad del enfriado sería reducida. Al usar acero se obtuvo una temperatura más baja en 3 a 5 grados que sin el relleno .

Se prefiere generalmente que desde aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 80% en peso del relleno conductivo sea usado en los recubrimientos de la presente invención, especialmente desde 1% a 20%. El relleno conductivo puede estar en cualquier forma en tanto el relleno esté distribuido uniformemente en todo el elastómero antes del vulcanizado. Por ejemplo, los rellenos pueden estar en forma de polvo u hojuelas que tienen un tamaño de malla desde aproximadamente 590 a 34 µm (30 a 430 de malla) , preferiblemente 49 a 40 µm (300 a 350 de malla) .

Los rellenos conductivos pueden ser agregados a uno o a una mezcla de los ingredientes en el elastómero antes de la vulcanización. Una vez que todos los ingredientes están presentes, el material será mezclado y entonces vulcanizado. Los elastómeros pueden ser preparados como se describe en Bates, patente de los Estados Unidos Na US 5,378,733.

Además de mezclarlo con los otros ingredientes, se puede incorporar el relleno en el elastómero por adherencia a una o más superficies del elastómero después de mezclar pero antes de la vulcanización.

Se prefiere especialmente que los troqueles recubiertos de acuerdo con la invención estén asociados con un enfriador. La reducción en la temperatura de los troqueles, los cuales son por sí mismos conductivos, se reflejará en una temperatura inferior para el elastómero debido' a la presencia de las partículas del relleno conductivo. Esto tenderá a facilitar la separación del material de barra de detergente de los troqueles aún cuando el material de barra de detergente esté hecho de un surfactante suave y/o pegajoso y/o muy suave .

Los troqueles enfriados son bien conocidos en la técnica. El enfriamiento de troqueles puede lograrse por medio de, por ejemplo, pasar un líquido frío tal como un líquido adyacente al troquel. Por ejemplo, Adams et al., en la patente de los Estados Unidos Na US 5,236,654 describe un proceso para estampar barras de jabón y/o detergente usando miembros de troquel en donde un refrigerante líquido se hace circular a través de tubos que tienen un diámetro dentro del rango de 2 a 20 mm formados dentro de los miembros de troquel, caracterizado porque el líquido se hace circular bajo condiciones de flujo turbulentas. La instalación de Adams o cualquier otra instalación enfriadora de troqueles puede ser usada en la presente invención. Preferiblemente los troqueles se enfrían para que el recubrimiento elastomérico alcance una temperatura de superficie dentro del rango de -35SC a 15aC, especialmente de -10eC a +10aC, más preferiblemente de -52C a +5aC.

Materiales adicionales, por ejemplo otro rellenos, se pueden agregar al material elastomérico para modificar sus propiedades mecánicas y de' procesamiento. Los efectos de la adición de rellenos dependen de la interacción mecánica y química entre el material elastomérico y el relleno.

Se pueden usar rellenos para modificar el material elastomérico tal que propiedades deseables, por ejemplo resistencia a desgarramientos, se consigan. Tales rellenos adecuados incluyen negro de humo de gas natural; sílices; silicatos; y rellenos orgánicos tales como resinas de estireno o fenólicas.

Otros aditivos opcionales incluyen modificadores de fricción y antioxidantes.

El esfuerzo al que los recubrimientos elastoméricos son sometidos durante el estampado puede ser reducido por medio del uso de un borde de brida, en especial una que está similarmente recubierta con elastómero. Preferiblemente, el borde de brida está hecho de un metal u otro material duro o rígido. El uso del borde de metal resulta en un desgarramiento reducido del elastómero al reducir el esfuerzo al cual es sometido. El borde se extiende sobre el borde principal del elastómero y por tanto protege el elastómero del esfuerzo aplicado durante el estampado. Esto, mejora apreciablemente la vida útil del elastómero recubierto debido y permite que se gocen de las ventajas de los troqueles recubiertos sin las desventajas de una vida útil extremadamente corta.

Aún cuando puede ser más fácil hacer el borde del mismo material que el troquel, esto no es una necesidad.

El borde de brida puede estar hecho de una multitud de materiales, incluyendo plásticos de uretano y compuestos: El borde se proporciona por medio de una "T" o estructura en forma de sombrilla en donde el elastómero está protegido debajo de la superficie de la sombrilla.

El borde es particularmente útil para troqueles usados para hacer barras de detergente las cuales tienen paredes laterales las cuales se extienden generalmente perpendiculares con el eje longitudinal de la barra, esto es, "barras bandeadas". Se cree que los troqueles elastoméricos para barras bandeadas experimentan un esfuerzo aún mayor que los troqueles elastoméricos para barras que carecen de paredes laterales verticales o para aquellos cuya pared lateral vertical se extiende tan solo en un corto porcentaje de la altura de la barra.

El borde de la brida debe extenderse desde la pared del troquel para cubrir el espesor del recubrimiento de la cavidad y preferiblemente el espesor del recubrimiento fuera de la cavidad. Las dimensiones del borde para un desempeño óptimo son por lo tanto determinadas por el espesor del recubrimiento deseado .

El espesor y dureza del recubrimiento elastomérico puede variarse de acuerdo a la composición de la barra detergente, temperatura de procesamiento y/o parámetros del proceso tales como la forma de la cavidad en las mitades de troquel, velocidad del equipo estampador y distancia de separación entre las mitades de troquel, para lograr el resultado deseado, por ejemplo, una buena descarga de la barra detergente del troquel. Para troqueles que tienen logotipos más complejos o formas de troquel más complejos, una descarga del troquel aceptable se favorece por medio del uso de recubrimientos más gruesos y a módulos inferiores. Similarmente, para una composición de barra la cual es inherentemente más difícil de estampar, se puede lograr una descarga del troquel aceptable con un recubrimiento elastomérico más grueso y/o uno que tenga un módulo de elasticidad más bajo.

El dispositivo de acuerdo con la invención puede ser usado para estampar una barra detergente que comprende un agente activo de superficie el cual comprende sustancialmente jabón o un detergente sintético o una mezcla de jabón y detergente sintético. Encuentra especial aplicación en el estampado de un detergente suave y/o pegajoso y/o barras suaves las cuales contienen surfactantes sintéticos, barra de jabón translúcidas' o transparentes que tienen un contenido de materia grasa reducido, por ejemplo, en el rango de 63 a 78% en peso con respecto al peso total de la barra, y aquellas barras que contienen agentes benéficos para la piel tales como humectantes, polioles, aceites, ácidos grasos y alcoholes grasos.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un proceso para estampar una barra de detergente que comprende: i) formar un recubrimiento elastomérico incorporando n relleno conductivo sobre el troquel; ii) alimentar una composición de barra de detergente al troquel del paso i; iii) estampar la composición en el troquel para formar una barra estampada; y iv) preferiblemente descargar la barra del troquel tal que la decoración de la superficie se aplique a la barra de una manera fácilmente reproducible .

Preferiblemente, el recubrimiento elastomérico está unido a la superficie de estampado del troquel por medio de medios mecánicos y/o químicos para aumentar la adhesión entre el troquel y el recubrimiento.

Es particularmente preferible que el borde usado para aliviar el esfuerzo en el recubrimiento elastomérico esté así mismo parcialmente recubierto con un recubrimiento elastomérico. Ventajosamente, el recubrimiento en el borde es más delgado que aquel presente en la superficie de estampado de barra del troquel. Por ejemplo, puede variar desde 1 a 200 mieras, especialmente desde 10 a 50 mieras.

Con referencia a las figuras en detalle, la Figura 1 muestra mitades 10 de troquel que comprenden troqueles 12 individuales. Cada mitad de troquel se proporciona , en la superficie 14 de estampado de barras, con un recubrimiento 16 elastomérico relleno con un relleno conductivo (Figura 4) . El recubrimiento elastomérico también se proporciona en la superficie 18 que no estampa de las mitades de troquel. Una mitad de troquel se proporciona con un logotipo 20 en la superficie de estampado de barras. (En algunos casos, ambas mitades de troquel incorporarán un logotipo) . Esta también se proporciona con un recubrimiento elastomérico .

El troquel 12 incluye un borde 30 de metal el cual se proyecta hacia adentro desde la periferia superior de la cavidad 32 de barra de detergente. Como se ve en la Figura 4, el borde 30 cubre el borde superior de la sección generalmente ascendente en vertical del recubrimiento 16. Preferiblemente, la superficie 34 del borde 30 el cual mira hacia la cavidad 32 es por lo menos del mismo diámetro con la superficie 36 del elastómero 16 el cual igualmente mira hacia la cavidad 32. Aún más preferible es una disposición en la cual el borde 34 del borde 30 de metal se extiende ligeramente más allá de la superficie 36 del recubrimiento 16. Un enfriador (no mostrado) puede ser usado para bajar la temperatura del troquel 12, haciendo circular un líquido refrigerante en contacto con el troquel.

Usando el borde o la brida de la invención, el troquel se construye de tal modo que el elastómero suave cerca del borde de corte no se dañe cuando el troquel corta hacia adentro del jabón. Esto se logra protegiendo el elastómero suave cerca del borde del troquel con un material más fuerte y rígido. La protección actúa como una sombrilla alrededor del borde del troquel superponiéndose ligeramente al elastómero suave preferiblemente por aproximadamente de 0.0254 cm a 0.0381 cm. Esto protege el material suave de un exceso de fuerzas en corte y tensión las cuales acelerarían el daño al material suave y dejarían al troquel inoperante.

Mientras que el borde de alivio de tensión del troquel ha sido descrito como hecho de metal, esto dependerá generalmente en el material en el cual el troquel está hecho. Típicamente, el borde será del mismo material del cual está hecho el troquel. Sin embargo, el borde será típicamente bastante rígido para proteger el elastómero.

La invención puede usarse con equipo para estampar convencional, tal como Binacchi USN 100.

Preferiblemente el borde es más estrecho en la base que arriba dando una mayor guía mecánica.

Ejemplo Se fabrican un rango de mitades de troquel en acero al carbono y se erosionan por arco eléctrico a un intervalo de valores de rugosidad de superficie (Ra) desengrasadas con acetona, tratadas con un imprimador y entonces se recubren con un rango de materiales elastoméricos .

Una serie de mitades de troquel en latón se usan también en los ejemplos. Similarmente, estas son desengrasadas con acetona, tratadas con un imprimador y entonces recubiertas .

Los recubrimientos elastoméricos están formados de poliuretano. El poliuretano está preparado partiendo de: a) Prepolímero terminado isocianatado Andur 80-5AP - Poliéter de base líquida.

Suministrado por: Anderson Development Co. 1415 E Michigan Street Adrián, MI 49221-3499; y se vulcaniza después de la adición de 35% en peso (sobre el total del elastómero) de 304L acero inoxidable pulverizado que tiene un tamaño de red de 325 usando b) Triol - vulcanizador Voronal 234-630 Suministrado por: Dow Chemical Co. 2040 Dow Center Midland, MI 48674 Las composiciones de barra usadas en los ejemplos son las siguientes: Formulación A % en peso . Jabón de sebo anhidro 52.3 Jabón de coco anhidro 29.9 Ácido graso de coco 5.2 Agua y secundarios hasta 100 Formulación B % en peso Cocil isetionato de sodio 27.00 Cocamidopropil betaína 5.00 Polietilenglicol, M.Wt. 33.12 Ácido graso 11.00 Estearato de sodio 5.00 Agua y secundarios hasta 100 Formulación C % en peso Cocil isetionato de sodio 49.78 Jabón 82/18 8.31 Estearato de sodio 2.98 Sulfonato de alquil benceno 2.02 Ácido esteárico 20.15 Ácido graso de coco 3.08 Isetionato de sodio 4.68 Agua y secundarios hasta 100 Los troqueles contienen bordes de metal como se ilustran en la referencia numérica 34 de la Figura 4. Los troqueles se enfrían usando un fluido refrigerante a una temperatura de -20 SC circulando a través de tubos que van de 2 a 20 mm en diámetro.

Se deberá entender, por supuesto, que las formas específicas de la invención ilustrada y descrita aquí tienen la intención de ser representativas tan solo ya que se pueden hacer algunos cambios sin alejarse de las claras enseñanzas de esta descripción. Consecuentemente, los recubrimientos elastoméricos como se definen en esta abarcan el recubrimiento parcial o total del troquel. Más aún, deberá hacerse referencia a las reivindicaciones apendadas que siguen para determinar el alcance completo de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1.- Dispositivo para estampar un substrato que comprende un troquel, el troquel comprende por lo menos una superficie para estampar el substrato que tiene un recubrimiento elastomérico, caracterizado porque el recubrimiento comprende un relleno conductivo metálico.

2.- Dispositivo según la reivindicación 1, en donde el substrato es una barra de detergente.

3.- Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en donde el troquel comprende un material rígido seleccionado de los metales y sus aleaciones; resinas termoendurecibles y termoplásticas ; poliuretanos de fundición maleable; cerámicas; compuestos y laminados.

4.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el recubrimiento elastomérico comprende un elastómero o una goma o un copolímero y mezclas de estos.

5.- Dispositivo según la reivindicación 4, en donde el elastómero comprende un elastómero termoplástico .

6.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, en donde el recubrimiento elastomérico tiene un espesor dentro del rango de desde 25 micrómetros a 10 milímetros.

7.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, que comprende además medios para refrescar o enfriar el troquel .

8.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, en donde el recubrimiento elastomérico tiene un módulo de elasticidad dentro del rango de 0.1 a 50 Mpa.

9.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, en donde el troquel incluye un borde para retrasar el desgarramiento del recubrimiento elastomérico de la superficie del troquel.

10.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, en donde el relleno conductivo es acero inoxidable pulverizado.

11.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones que preceden, en donde el recubrimiento elastomérico comprende poliuretano.

12.- Dispositivo sustancialmente como se ha descrito antes en la presente con referencia a los dibujos que acompañan.

13.- Uso de un dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones que preceden para estampar barras de detergente.

14.- Proceso para estampar barras de detergente que comprende: (i) formar un recubrimiento elastomérico incluyendo .un relleno conductivo metálico en por lo menos una superficie para estampar barras de un troquel; (ii) alimentar una composición de barra de detergente al troquel del paso (i); (iii) estampar la composición en el troquel para formar una barra estampada; y (iv) descargar la barra del troquel.

15.- Proceso como se reivindica en la reivindicación 14 que incluye además el paso de incluir un logotipo en la superficie para estampar barras para que se pueda aplicar una decoración de superficie a la barra de detergente.

16. - Proceso como se reivindica en la reivindicación 14 0 15 que incluye el paso de enfriar o refrescar el troquel relacionado a la temperatura ambiente.