NO139053B - Fremgangsmaate og apparatur for innfoering av vaeske, spesielt farvet vaeske, i saapestykker i form av striper - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører apparatur og fremgangsmåter for innføring av væsker i såpestykker. Oppfinnelsen er spesielt rettet på innføring av farvet væske, slik at sluttproduktet er et flerfarvet stripet eller marmorert såpestykke. Imidlertid vil apparaturen også være anvendelig for innføring av væsker som inneholder additiver, for eksempel germicider, i en såpemasse.

Betegnelsen "såpe" slik den her brukes, skal bety de overflateaktive materialer som anvendes ved fremstilling av faste, formede masser. Denne betegnelse omfatter alkalimetallsalter av (C^q-C2q)-fettsyrer, f.eks. natrium-talgfettsyresalt, natrium-kokosnøttfettsyresalt og syntetiske vaskematerialer, f.eks. et-oksylerte, langkjedede alkoholer, vannløselige salter av alkaryl-sulfonater, alkylsulfater, alkoholsulfater, alkansulfonater og sulfonerte langkjedede fettsyrer. Blandinger av disse materialer kan også anvendes.

Det er allerede kjent fremgangsmåter ved hvilke det kan fremstilles såpe med farvede striper. Det har f.eks. vært antydet at man kan fremstille en farvet såpe ved å bringe forskjellig farvede såpestenger sammen og så sammenpresse disse. såpestykker som fremstilles på denne måte, inneholder skarpt definerte striper, men det er ikke mulig å fremstille såpe med meget fine striper i henhold til denne prosess. Det viste seg også at anvendelsen av en ytterligere blandeinnretning, som er nødvendig ved denne fremgangsmåte, gjør kapasiteten til anlegget meget mindre enn for en normal såpe-plodder.

Det er også kjent fremgangsmåter for fremstilling av stripet såpe ved at det i såpemassen innføres løsninger eller dispersjoner av farvestoffer i plodder'ens sylinder- eller vakuum-seksjon. De stripede effekter som oppnås på denne måte, er ikke tilfredsstillende, på grunn av uregulerbar blanding, spesielt i plodder'ens skrueseksjon, som gjør at stripene smøres sammen el-

ler forsvinner.

, Ved anvendelsen av fremgangsmåten og apparaturen i henhold til oppfinnelsen kan de ovennevnte ulemper unngås på

en teknisk enkel måte.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av såpestykker (som nevnt ovenfor, inkluderer betegnelsen såpe også syntetiske vaskemidler) hvorved (I) en såpemasse føres gjennom en hullplate for dannelse av såpestenger, (II) såpestengene presses sammen i et konisk munnstykke slik at det dannes en sammenhengende masse, og fremgangsmåten er karakterisert ved at^ det innføres en væske i såpemassen på et eller flere steder i hullplaten eller mellom såpestengene etter hullplaten.

Væsken brer seg over og dekker de utvendige overflater

av stengene. Væsken vil inneholde et additiv, f.eks. parfyme, germicid eller farvestoff, som skal fordeles i såpemassen. på

grunn av at såpemassen hovedsakelig utsettes for innådrettet sammenpressing med liten bearbeidning, fordeles additivet i striper gjennom massen. Den ekstruderte såpemasse kuttes etter innådrettet sammenpressing til stykker og stanses ut for dannelse av såpestykker av den ønskede form. Når en stripet såpe forlater øyeplaten, kan den vris slik at det oppstår en spiralformet stripeeffekt, eller stanses i en vinkel som gir diagonalt løpende striper på såpestykkets overflate. De først oppkuttede såpestykker kan utsettes for aksial stansing som gir striper som stråler ut fra et sentralt marmorert område. Væsken kan inneholde et additiv som reagerer med såpematerialet og således forbedrer såpestykkets egenskaper. Den sammenpressede såpe kan utsettes for et annet bearbeidningstrinn, f.eks. plodding, slik at den får diffuse striper.

Væskeinnføringen kan pulseres, slik at det blir av-brutte striper.

Oppfinnelsen omfatter også en såpe-plodder som omfatter en perforert plate og en ekstruderingsdyse med avtagende tverrsnittsareal som er plassert medstrøms for platen, og plodderen er karakterisert ved tilveiebringelse av væskeinnførings-hjelpemidler i den perforerte plate eller medstrøms i nærheten av denne.

Fremgangsmåten og apparaturen i henhold til oppfinnelsen fordeler således en væske gjennom en såpemasse i form av striper, og denne effekt oppnås med bare et lite antall innføringspunkter i forhold til antall såpestenger. En tilfredsstillende grad av stripedannelse kan oppnås ved bruk av bare ett innsprøytnings-punkt.

Ved fremgangsmåten anvendes innsprøytningsrør (med eller uten dyser) som passende er montert på den perforerte plate eller utgjør en del av denne og som stikker ut 0-100 mm. Innsprøyt-ningsrørene mates av en rekke utmålingspumper eller ved én fler-hodet utmålingspumpe, slik at innsprøytningspunktet kan reguleres individuelt og slik at matemengden ved hvert innsprøytningspunkt kan kontrolleres, hvilket gjør det mulig å fremstille f.eks. såpestykker med flere forskjellig farvede striper.

Antall striper bestemmes av antall perforeringer i platen, og selv om det er tilfredsstillende med ett innsprøyt-ning spunkt , er det tilrådelig å bruke flere innsprøytningspunk-ter for å sikre jevn fordeling av additivet.

På grunn av at de innsprøytede løsninger, som for-klart ovenfor, fordeles automatisk, kan innsprøytningspunktene arrangeres hvor som helst på den perforerte plate. Samtidig kan man la tyngdekraften innvirke ved å montere innsprøytnings-punktene for annen halvpart av platens vedkommende noe lengre fra kanten enn for øvre halvpart. Den farvede løsning eller dispersjon kan føres til innsprøytningspunktene gjennom tynne rør som er montert på den perforerte plate. Det er imidlertid å foretrekke å anbringe disse materør på innsiden av den perforerte plate, eller å bore hull i platen i denne hensikt, for ikke å skade strømningen av vaskemiddelmassen. En rekke innsprøytningsvæsker som har forskjellig utseende kan brukes. Innsprøytningsrørene kan anordnes nærmere kanten i øvre halvpart av den perforerte plate enn i nedre halvpart.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er spesielt godt egnet for fremstilling av perlemoraktig såpe. En transparent såpemasse og kjente perlemoraktige pigmenter anvendes for dette formål. Resultatet er en såpe med striper med sølvglans, som frembringer en slående tredimensjonal effekt.

Vann eller organiske væsker kan brukes som løsnings-midler eller dispersjonsmedia for additivene. Når vann brukes, har en substans som øker viskositeten, f.eks. en celluloseeter (eller et) polyakrylat vist seg nyttig. Såpe kan også brukes for dette formål. Slike additiver er hovedsakelig til nytte når stripedanneren er et farvet pigment.

Eksempler på materialer som utgjør hoveddelen av væsken, er vegetabilsk olje, mineraloljer (inklusive blandinger av slike), fettsyrer og vandige/glycerolblandinger. Når additivet er et farvestoff, kan en løsning eller suspensjon brukes.

Utførelsesformer av apparaturen i henhold til oppfinnelsen og eksempler på fremgangsmåten skal gis i det følgende med henvisning til de ledsagende skjematiske tegninger hvor: Figur 1 viser et langsgående seksjonsriss gjennom

såpe-ekstruderingsapparaturen i henhold til oppfinnelsen,

figur 2 viser et nedstrøms-enderiss av den perforerte

plate,

figur 3 viser et sideriss av platen sett i retningen

III som indikert på figur 2,

figur 4 viser en modifikasjon av perforeringen, figur 5 er et langsgående seksjonsriss av en annen

utføreIsesform,

figur 6 er et riss av en sekundær perforert plate

for eventuell bruk i forbindelse med oppfinnelsen, og

figur 7 er et enderiss av den med åpninger utstyrte plate i henhold til figur 5.

Under henvisning til figur 1 er den perforerte plate 1 plassert i konusen 2, festet til sylinderen 3 i en såpe-plodder.. Konusen har avtagende seksjonsareal,.slik at såpestengene .sammen-presses innover ettersom de passerer nedad strømmen. Såpe i form av nudler eller chips, mates fra trakten 5 til skrue-kompressoren 4 i sylinderen 3. Det hele bæres av et underlag 6, og etter passasje gjennom konusen 2 ekstruderes såpemassen gjennom øyeplaten 7.

Den perforerte plate 1 har en skrådd sidevegg 8 (se figur 2) som er laget for å passe til den innvendige overflate i konusen 2. Den perforerte plate er fremstilt av et metall eller annet passende sterkt materiale, fortrinnsvis rustfritt stål, og vil vanligvis være ca. 25,4 mm til 38,1 mm tykk for å være sterk nok til å motstå ekstruderingstrykkene som generelt ligger mellom 5 og 15 atm. Hvis sideveggen 8 ikke er konisk,

er det nødvendig å passe inn en labank'eller stoppere i konusen for å forhindre platen fra å forskyve seg. Hvis platen er beliggende i sylinderen i plodderen, vil den befinne seg på stedet ved hjelp av en labank eller annen lignende innretning. Et antall hull 9 er boret gjennom platen, og når såpen forlater sylinderen 3 under trykk, ekstruderes den til staver når den passerer gjennom disse hull. Det har vist seg at hull med diametre mellom 6,4 mm og 38,1 mm gir tilfredsstillende resultater. Selv om hullene i platen bekvemt lages sirkulære, er det ikke nødvendig at de er det, og de kan ha enhver annen ønsket fasong.

Det har vist seg at intensiteten av stripedannelsen kan økes ved at den perifere lengde av åpningene i forhold til deres areale økes. Denne forlengelse kan f.eks. utføres ved at periferien gjøres takket eller bølget. Takkede åpninger gir såpestenger som har ujevn overflate og derfor har øket mengde av væske festet til seg.

Figur 4 viser en perforering i platen som er modifi-sert slik at den for øket mengde væske festet til seg. Platen 1 som det vises en del av, har perforering 9, og ledningen 14 strekker seg tverrs over. Periferien, 9A, av perforeringen har bølgeform for å øke periferilengden til mer enn en sirkel.

Væskeinnsprøytningspunktene 10 og 11 i form av huller med tapp, er til stede i sideveggen 8 på platen. Disse inn-sprøytningspunkter kommuniserer med hovedvæske-ledningene 12 og 13, som er halvsirkelformet, og er anbragt inne i endeplaten 1. Adaptere for innskruing kan anordnes til innsprøytningspunktene 10 og 11 slik at en umiddelbar tilførsel av væske kan pumpes inn i endeplaten. Sekundære væskeledninger 14 (det er seks av dem) strekker seg gjennom platen, idet de passerer hver av hull^ rekkene 9. Det vil forståes fra figur 2a at det er seks hull-rader gjennom platen, og hver rad har en sekundær væskeledning tilknyttet. Hver væskeledning har en åpning 15 tilknyttet,

som er tilnærmet sentralt anbragt i den tilsvarende hull 9. Den utførelsesform som er illustrert, er beregnet på den eventuelle innføring av to forskjellig farvede væsker gjennom innsprøytnings-punktene 10 og 11, og en delplate 16 er plassert ekvatorialt i forhold til platen og står opp fra denne. Det vil sees at denne plate er anbragt på nedstrømssiden.

Hullene 15 gjennom hvilke væsken innføres, bør ha en størrelse som hindrer at de tilstoppes av såpe, bg bør være mindre enn 6,4 mm, fortrinnsvis mindre enn 0,64 mm og mer fortrinnsvis mindre enn 0,13 mm i diameter. For å forhindre at hullene blir tilstoppet av såpe kan de utstyres med ventiler, f.eks. fjær-belastede kuler som tillater væsken å passere inn i såpemassen, men ingen såpe i deri motsatte retning. Der hvor rørene passerer gjennom skallet til plodder-konusen eller -sylinderen, må det utvises stor forsiktighet for å forhindre at såpe eller farvet væske klemmes ut. Utmålingspumpen som måler ut den farvede væske fra den perforerte plate, må være i stand til å gi trykk som er minst lik såpens i plodderen. Trykket av den farvede væske som utmåles på platen, ligger generelt i området 5 til 20 atm. Delplateri vil være ca. 3,8 ram tykk og ca. 25,4 mm dyp.

Tilpassingen av delplaten eller -platene til den perforerte plate vil også ha tendens til å smøre ut den farvede stripe i såpen som kommer i kontakt med den.

Posisjonene til punktene som den eller de farvede væsker innføres ved, velges slik at det oppnåes en riktig fordeling av farve. Det kari tolereres et betraktelig spillerom ved plasseringen av punktene som' de farvede væsker innføres ved, på grunn'av åt de farvede væsker vi1 løpe langs forsiden av platen og også vil klemmes ut av såpestengene mens de ekstruderes langs konusen, inn i tomroromene mellom såpestengene. Denne dannelse av såpestenger og innføring av én væske-i tomrommene vil gi jevn fordeling av stripedannelsen i såpemassen.

Sammenlignbare resultater oppnåes når antall inn-sprøytning spunkt er er mindre enn antall åpninger. Innsprøytning ved noen få punkter tilveiebringer væske som er dispergert til de mange tomrom og jevn fordeling av stripene gjennom såpemassen.

Den perforerte plate 1 må være beliggende i til-strekkelig avstand fra øyeplaten 7 i plodderen, slik at de ekstruderte stenger kan sveises sammen og danne en sammenhengende stang som ikke sprekker eller desintegrerer ved bruk. Fortrinnsvis er den perforerte plate beliggende mellom 25,4 mm etter skrue-kompressorene og 152,4 mm før øyeplaten. Denne avstand er avhengig både av konstruksjonen av plodderen og av forskjellige andre faktorer, f.eks. av typen fett som såpen ble fremstilt av, dens elektrolytt- og fuktighetsinnhold, innhold av overfettingsmiddel, nærvær av ikke-såpeholdige syntetiske vaskemidler, bearbeidelsesgrad, temperatur osv. Generelt er det bekvemt å plassere den med åpninger forsynte plate direkte etter skrue-kompressoren ved å sette den inn mellom flensene som forbinder den sylindriske del av plodderen og konusen. Mengde og type av farvet væske som innføres, kan også påvirke den lett-het med hvilken såpestengene sveises sammen til en sammenhengende masse.

Selv om væsken innsprøytes i de enkelte såpestenger

i denne utføreIsesform, migrerer den til tomrommene mellom stengene nedstrøms av platen. Det antas at væsken migrerer gjennom spaltene i stengene som dannes av de tynne væskeledninger 14.

En annen utføreisesform er vist i figur 5, hvor en perforert plate 17 (for enkelhets skyld er åpningene ikke antydet på denne figur og figur 5) har fire innsprøytningsdyser 18 som er rettet nedstrøms. Et flytende farvestoff kan innsprøytes direkte i tomrommene, da dysene er montert på platen mellom åpningene. Det vil sees at to av innsprøytningsdysene er lengere enn de andre to. Hvert par mates av separate utmålingspumper 21A og 2lB via rørledningene 22., Dette eventuelle arrangement gjør det mulig for væsker av forskjellig slag og innsprøytes uten at de går opp i såpemassen. Posisjonene til innsprøytnings-dysene 18 på platen 17 og deres tilknytninger til pumpene 21A

og 2lB er vist i figur 7.

Når det er ønskelig å fremkalle en mer diffus stripeeffekt, kan en annen plate som er forsynt med åpninger monteres nedstrøms for den første, med åpninger forsynte plate ved eller i nærheten av der hvor væsken innføres.

Denne annen plate, hvorav det er vist et frontriss i figur 4, bevirker at stripene på et farvet.såpestykke blir mindre tydelige. Den annen plate kan ha samme eller et annet mønster eller perforering enn på innsprøytningsplaten. Fortrinnsvis er platen 19 ikke i fullstendig berøring med konusen ved periferien som vist ved posisjonene 23 i figur 6. Denne ufull-stendige kontakt hjelper til med retensjonen av stripene på overflaten av det ploddede såpestykke.

Eksempler på såpestykker fremstilt i henhold til

oppfinnelsen skal nå gis:

Eksempel I

En hvit toilettsåpe av følgende sammensetning ble ekstrudert i en vakuum-plodder :•:

87,0 % vann fri såpe

1,0 % parfyme:

0,1% titandioksyd .

11,5 % vann

0,4 % vanlig salt

Den farvede dispersjon som skulle innsprøytes, hadde følgende sammensetning: 30 g rødt dispergeringsfarvestoff for såpe 2,960 g vann 10 g "Tylose"

Utmålingspumpen ble satt opp på følgende måte:

500 g farvet dispersjon pr. 100 kg såpe

4 innsprøytningsrør med diameter 2 ram

De resulterende såpestykker viste eksakt den ønskede stripeeffekt.

Eksempel II

Hvit såpe med deri sammensetning som er angitt i eksempel I ble ekstrudert, men nå ble det anvendt to dispersjoner av forskjellig farve, utsprøytet gjennom to forskjellige rør som var anordnet transversalt.

Farvedispersjon I:

30 g blått dispergeringsfarvestoff for såpe

10 g "Tylose"

2,960 g vann

Farvedispersjon II:

30 g grønt dispergeringsfarvestoff for såpe

I

10 g "Tylose"

2 ,960 g vann . -'<i>

Utmålt mengde:

500 g farvedispersjon pr. 100 kg såpe

De oppnådde såper var forsynt med striper i

kontrast og viste ikke bare de rene farver for de to farve-dispers joner , men også mange striper med blandede farver.

Eksempél III

En transparent såpemasse av følgende sammensetning ble ekstrudert som angitt i eksempel I:

80 % såpemasse (transparent)

1 % parfyme

0,5 % vanlig salt

18,5 % vann

Følgende dispersjon ble innsprøytet for frembringelse av en perlemoreffekt:

1,690 g vann

300 g "Iriodin" (Merck)

5 g "Tylose"

Utmålt mengde:

500 g "Iriodin"-dispersjon pr. 100 kg transparent såpe.

Alle disse såpestykker viste god stripedannelse. Matemassen var natriumsalter av langkjedede fettsyrer.

Eksempel IV

En hvit såpe-base som omfatter natriumsalter av talg-og kokosnøttfettsyrer, ble ekstrudert gjennom den med åpninger forsynte plate 1 i en plodder som vist i figur 1. En væske som inneholdt suspendert blå farvestoff-væske ble innsprøytet gjennom punktene 10 og 11.

Farvestoff-væsken hadde følgende sammensetning, i vekt%:

Vann 83

Glycerol 9,5 Natriumkarboksymetylcellulose 1,5

"Monastral blue BVS"-pasta 2,0

"Ansteads Green 11125" 4,0

Den ekstruderte masse hadde blå striper og ble kuttet i stykker og stanset ut. Mengden av farvestoff-væske som ble inn-sprøytet, var 500 g pr. 100 kg såpe.

Eksempel V

Eksempel IV ble gjentatt ved bruk av følgende blanding som den vaskeaktive base:

C 11 - C^5 alkansulfonat 50 vekt%

C15 - C2Q alkansulfonat 10 vékt%

<C>^5 <-><C>^g alkensulfonat 40 vekt%

Sistnevnte komponent ble fremstilt av cracked-voks-a-olefin.

Det ble oppnådd en tilfredsstillende stripedannelse i den ekstruderte masse og det utstansede såpestykke. Andre aktive blandinger av alkan/alkensulfonatet er beskrevet i B.P. 1.171.616.

Eksempel VI

En flytende koldkrem med sammensetningen:

■ x

Lanette-voks 16 vékt% Mineralolje 20 vekt%

Ozokeritt 3,0 vékt%

Glycerol 5 vekt96

Vann 56 vekt%

<x>cetyl/stearylalkoholer, ca. 10 % sulfatert.

ble innsprøytet i såpebasen fra eksempel IV ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Kremen ble tilsatt i en hastighet som ga en konsentrasjon i det endelige såpestykke på 5 %. Kremen ble fordelt i fine striper i såpestykket.

Eksempel VII

Et syntetisk vaskemiddel med følgende sammensetning ble ekstrudert: 44,9 % natriumlaurylisetionat

6,0 % natriumdodecylsulfonat

31,2 % stearinsyresåpe

7,5 % talgsåpe

1,0 % parfyme

0,3 % titandioksyd

9 ,1 % vann

Farvedispersjonen som skulle innsprøytes, hadde samme sammensetning som i eksempel I.

Fint og jevnt stripede såper ble oppnådd i dette forsøk også.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av såpestykker hvorved en såpemasse føres gjennom en hullplate for dannelse av såpestenger som deretter presses sammen i et konisk munnstykke for dannelse av en sammenhengende masse, karakterisert ved at en væske innføres i massen et eller flere steder i hullplaten eller mellom såpestengene etter hullplaten.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en flytende fase som inneholder et farvestoff.

3. såpe-plodder for anvendelse ved fremgangsmåten i henhold til krav 1, som omfatter en perforert plate og en ekstruderingsdyse med avtagende tverrsnittsareal, anbragt medstrøms for den perforerte plate, karakterisert ved til-førsler respektive tilførselsledninger (10-15, 18, 22, 21A, 21B) for innføring av en væske i den perforerte plate (1, 17) eller medstrøms i nærheten av denne.