PL192004B1 - Sposób wytwarzania sztabek detergentu - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania sztabek detergentu, obejmujacy etap wywierania cisnienia na kompozycje detergentu i wprowadzenia kompozycji detergentu do formy, znamienny tym, ze forma jest zasadniczo zamknieta, a cisnienie w momencie wejscia kompozycji do formy wywiera sie wieksze niz 202,7 kPa, przynajmniej przez czesc tego czasu, przez który kompozycja detergentu wchodzi do formy. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania sztabek detergentu. Sztabki mogą być rodzajem sztabek detergentu przeznaczonych do higieny osobistej lub do prania tkanin.

Do wytwarzania sztabek detergentu stosuje się zwykle jeden z dwóch sposobów: (i) walcowanie, po którym następuje wytłaczanie (przez pelotezę, czyli prasę ślimakową) i stemplowanie (czasami określane mianem walcowania) lub (ii) odlewanie.

W procesie walcowania wstępnie wytworzona kompozycja o konsystencji ciała stałego, która zawiera wszystkie składniki występujące w sztabce detergentu, jest zwykle wygniatana przez prasę ślimakową, tzn. wytłaczana przez dyszę, po czym i wytworzony ciągły pręt kroi się na mniejsze kawałki o określonej długości, pospolicie zwane kęsami. Kęsy te kieruje się do stemplowania, ewentualnie do wybijania napisu na jednej, lub na więcej niż jednej, powierzchni, np. przy użyciu matrycy o rozmiarach identycznych z rozmiarami powierzchni sztabki detergentu, którą uderza się z siłą jakiej używa się w przypadku pobijaka lub przy użyciu matrycy w formie walca lub po prostu wycina się.

Wytwarzanie sztabek detergentu sposobem walcowania wykazuje szereg wad.

W czasie stemplowania matryca podczas ciągłego używania gromadzi na obu połówkach coraz większe resztki detergentu i w końcu ulega zablokowaniu. Blokowanie matrycy powoduje, że sztabka detergentu oddziela się od powierzchni matrycy nie całkowicie lub w ogóle nie oddziela się, i/lub na powierzchni sztabki powstają widoczne skazy. Wytłaczanie i stemplowanie wymaga również aby w warunkach procesu wytłoczony kęs miał w zasadzie konsystencję sztywną. Powodem blokowania matryc i powstawania miękkich kęsów może być użycie miękkiej kompozycji detergentu, np. kompozycji, która zawiera znaczne ilości składników ciekłych w warunkach procesu, lub też może być wynikiem sił tnących i rozciągających, którym kompozycja detergentu jest poddawana w procesie walcowania, np. przy wytłaczaniu i/lub stemplowaniu.

Walcowanie można zatem stosować tylko w przypadku receptur, które są plastyczne, ale nie miękkie, i które nie miękną i nie kleją się w wyniku degradacji ścinającej w temperaturach pracy urządzenia produkcyjnego, zwykle w zakresie temperatur otoczenia ±30°C.

Sztabki wytworzone przez walcowanie mają tendencję do tworzenia struktur zorientowanych, skierowanych wzdłuż osi wytłaczania. Mają one również tendencję do tworzenia płaszczyzn łupliwości, które osłabiają sztabkę i przy użytkowaniu jej mogą wskutek wielokrotnego nawilżania i suszenia spowodować pękanie sztabek na mokro wzdłuż tych płaszczyzn. Pękanie jest wysoce niepożądane zarówno ze względów estetycznych jak i użytkowych, prowadzi bowiem do złamania sztabki.

Inny tradycyjny sposób wytwarzania sztabek detergentu polega na odlewaniu. Przy odlewaniu kompozycję detergentu podgrzewa się aż do uzyskania konsystencji ruchliwej, umożliwiającej łatwe wylanie, a następnie wprowadza się ją na szczyt zamkniętego gniazda (tzn. formy odlewniczej), które ma wymagany kształt, po czym temperaturę kompozycji obniża się aż do momentu zastygnięcia odlewu. Po otwarciu gniazda sztabę można wyjąć.

Aby uzyskać cechy lejności, receptura detergentu musi pozwalać na osiągnięcie dostatecznej płynności i łatwej lejności kompozycji w warunkach podwyższonej temperatury roboczej. W realnych warunkach przemysłowych temperatur roboczych receptury niektórych detergentów dają ciecze lepkie lub ciała półstałe, które nie nadają się do odlewania.

W procesie odlewania stop detergentu stygnie powoli i nierównomiernie. Mogą wówczas powstawać niepożądane orientacje strukturalne i może następować segregacja składników. Aby uzyskać ekonomiczne czasy trwania procesu często stosuje się systemy chłodzenia wymuszonego. Jednak i takie systemy chłodzenia nie eliminują nierównomiernego stygnięcia kompozycji detergentu na przekroju formy.

Przy odlewaniu głównym problemem procesu jest tendencja kurczenia się kompozycji detergentu w formie odlewniczej poddanej chłodzeniu. Zjawisko to jest wysoce niepożądane tym bardziej, że formę stosuje się właśnie w celu nadania sztabie dobrze wykształconej postaci i/lub w celu wykonania pewnego logogramu. Skurcz może prowadzić do powstawania wgłębień, zafałdowań lub pustek lub depresji w punkcie wprowadzenia materiału sztaby.

Istnieje więc potrzeba opracowania sposobu i urządzenia do wytwarzania kompozycji detergentu w postaci sztab odznaczających się dobrą jakością (a więc sztab mających na przykład ładny wygląd i odpowiednie właściwości fizyczne), który eliminuje wymienione wady i niedogodności związane z walcowaniem, i który przy tym unika trudności występujących w procesie odlewania.

PL 192 004 B1

US 2 987 484 (Procter & Gamble) opisuje formowanie przy użyciu zasadniczo zamkniętego gniazda, do którego wtryskuje się z dużą szybkością przez wąską dyszę płynną mieszaninę syntetycznego detergentu typu nie-mydła wraz ze spoiwem w cieczy nośnej, która ma zdolności zastygania z zachowaniem nadanego jej kształtu.

Sposób ten obejmuje ogrzewanie kompozycji do temperatury w zakresie od 70°C do 150°C, tak że uzyskany stop ma konsystencję płynu, który można wstrzyknąć. W ujawnionych przykładach temperatury mają wartości 82-150°C. Stop krąży w ciągłym obwodzie wtryskowym, który obejmuje mieszadło o działaniu pionowym, gdzie płynna mieszanina ulega podgrzaniu i wymieszaniu, przewód tworzący pętlę z mieszadłem, wymiennik ciepła na tym przewodzie, w którym temperatura stopu wyrównuje się, oraz pompę, która utrzymuje stop w obiegu i nadaje ciśnienie wtryskiwania.

W warunkach wtryskiwania podgrzany stop ma lepkość 2-50 Pa^s. Wartość lepkości zależy od intensywności ścinania i wysokości temperatury, i stanowi funkcję składu. Dla przytoczonego zakresu lepkości nie określono jednak jakichkolwiek specyficznych szybkości ścinania. Stop mający lepkość w przedziale 2-50 Pa^s w warunkach wtryskiwania określony został jako dostatecznie gęsty tak, że nie rozpryskuje się w formie, nie więzi pęcherzyków powietrza i nie wylewa się przez przewody odgazowujące formy, a równocześnie jest dostatecznie rzadki aby pozwolić uzyskać całkowite napełnienie formy przed zastygnięciem dowolnej kompozycji, i aby uniknąć stosowania nadmiernych ciśnień wtrysku. Odpowiednie wartości ciśnień wtrysku mieszczą się w przedziale od około 6,9-137,9kPa (1do 20 psi), korzystnie w przedziale 13,8-68,9kPa (2-10 psi). We wszystkich przykładach ciśnienie wtrysku mazakres 34,5-55,2 kPa (5-8 psi).

Ciśnienia określone jako zbyt wysokie powodowały, że stop rozpryskiwał się w formie i jego gęstość wzrastała.

US 2 987 484 ujawnia jako cechę znamienną w sensie zastrzeżeń, że prawidłowa praca według ujawnionego sposobu wymaga aby mieszanina była schładzana w obrębie fazy kleju pomydlanego (ciecz izotropowa) plus faza kryształów. Podaje również, że mieszaniny płynnych detergentów w obrębie faz wysołu płynnego lub faz pośrednich (ciecz anizotropowa) nie nadają się do formowania w matrycach zamkniętych ze względuna nadmierną lepkość i tendencję do tworzenia niepożądanych kompleksów. Ponadto US 2 987 484 stwierdza, że aby zapewnić pomyślne formowanie w matrycach zamkniętych należy unikać chłodzenia w obrębie faz pośrednich i wysołu płynnego (kolumna 4, wiersze 8 do 27).

Sposób opisany w US 2 989 484 ma eliminować problemy występujące w tradycyjnych metodach wytwarzania sztabek detergentów,zwłaszczaniedogodnościtowarzyszącewalcowaniu. Przedstawiony sposób wykazuje jednak szereg istotnych wad, których większość występuje wspólnie w procesach odlewania i wlewania do form. Sposób jest bardzo energochłonny, przy czym energia zużywana jest na podgrzanie kompozycji detergentu do wysokich temperatur, w których wykonuje się wstrzyknięcie płynnej mieszaniny, a następnie na schłodzenie form odlewniczych dla skrócenia czasu zastygania do rozmiarów ekonomicznych. Wstrzykiwanie kompozycji w postaci płynów o wysokiej temperaturze prowadzi nieuchronnie do problemów związanych z kurczeniem się sztabek podczas zestalania się. Nie eliminuje też trudności związanych z segregacją składników, która zachodzi w czasie ochładzania kompozycji detergentu w formie. W opisanym urządzeniu kompozycja detergentu poddana jest nieustannemu ścinaniu w trakcie pompowania jej przez rury lub mieszania przez mieszadło w mieszalniku o działaniu pionowym.

Konwencjonalne sposoby wytwarzania sztab detergentów działają albo na zasadzie nadania kompozycji detergentu pełnej struktury wewnątrz formy, który to sposób wymaga wysokiego wstępnego wsadu energii (np. odlewanie), albo na zasadzie nadania kompozycji odpowiedniej struktury całkowicie poza urządzeniem formującym sztabę, lub nadającym kształt formy, co prowadzi do przetwarzania sztywnego materiału o konsystencji ciała stałego (np. wytłaczanie i stemplowanie) przed uformowaniem. W tym drugim sposobie materiał o uzyskanej strukturze poddawany jest działaniu wysokich energii ścinania (np. przy stemplowaniu). Mimo usiłowań wyeliminowania wad tych sposobów, zwłaszcza wad walcowania i wylewania do form, sposób opisany w US 2 987 484 nie odchodzi od tego ogólnego wzoru i nadal wymaga wysokiego wkładu energii, potrzebnego do uzyskania wysokich temperatur roboczych. W zasadzie więc US 2 987 484oferuje jedynie pewną alternatywę procesu odlewania, z tą tylko różnicą, że materiał detergentu jest wtryskiwany do formy a nie wlewany.

Nieoczekiwanie okazało się, że trudności występujące w sposobach według dotychczasowego stanu techniki można wyeliminować działając w pewnym okienku przetwórstwa, w którym struktura kształtowana jest częściowo na zewnątrz, a częściowo wewnątrz formy. Dzięki temu wszelkie wystę4

PL 192 004 B1 pujące w procesie działania rozrywających sił ścinania skierowane są na strukturę dopiero częściowo uformowaną i odpowiednia struktura może jeszcze powstać w formie i doprowadzić do wytworzenia sztab o wymaganej jakości. W tym sposobie struktura kompozycji detergentu jest w znacznie mniejszym stopniu narażona na uszkodzenia zachodzące w trakcie wytwarzania sztaby i dopuszcza użycie wyższych ciśnień wtrysku bez spowodowania zniszczenia tej częściowej struktury.

Wytworzenie częściowej struktury kompozycji detergentu przed wprowadzeniem kompozycji do formy w procesie formowania wtryskowego pozwala wytworzyć sztaby odznaczające się dobrą jakością i w znacznym stopniu zredukować problemy związane ze skurczem, orientacją struktury i segregacją składników. Pozwala dodatkowo osiągnąć korzyści produkcyjne w postaci krótszych czasów wyjmowania sztaby z formy.

Sposób wytwarzania sztabek detergentu, obejmujący etap wywierania ciśnienia na kompozycję detergentu i wprowadzenia kompozycji detergentu do formy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że forma jest zasadniczo zamknięta; a ciśnienie w momencie wejścia kompozycji do formy wywiera się większe niż 202,7 kPa, przynajmniej przez część tego czasu, przez który kompozycja detergentu wchodzi do formy.

Kompozycja detergentu jest co najmniej w części uporządkowana strukturalnie w momencie wprowadzania do formy.

Korzystnie utrzymuje się temperaturę kompozycji detergentu poniżej 70°C w czasie wchodzenia jej do formy. Kompozycję detergentu wchodzącą do formy studzi się od i/lub poprzez fazę ciekłokrystaliczną.

Podczas wprowadzania do formy utrzymuje się konsystencję kompozycji detergentu zasadniczo półstałą.

Korzystnie podczas wprowadzania kompozycji do formy temperaturę kompozycji detergentu utrzymuje się w zakresie od 40°C do 70°C.

Kompozycję detergentu ogrzewa się w czasie wprowadzania lub przed wprowadzeniem do formy, lub kompozycję detergentu schładza się w czasie wprowadzania lub przed wprowadzeniem do formy. Przed wprowadzeniem do formy kompozycję detergentu miesza się ze składnikami takimi jak środek pielęgnacyjny. Mieszanie przeprowadza się w wytłaczarce ślimakowej. Podtrzymuje się ciśnienie wywierane na kompozycję detergentu przez pewien czas po napełnieniu formy. Ogrzewa się formę przed wprowadzeniem kompozycji detergentu do formy. Formę odsysa się próżniowo przed wprowadzeniem kompozycji detergentu do formy.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że dodaje się środek pielęgnacyjny lub inny dodatek do kompozycji detergentu, która ma strukturę przynajmniej częściowo uporządkowaną oraz wywiera się ciśnienie wyższe niż 202,7 kPa na kompozycję detergentu zawierającą ten środek pielęgnacyjny lub dodatek i wprowadza się kompozycję do zasadniczo zamkniętej formy.

Fazą, która uzyskała co najmniej częściową strukturę jest korzystnie faza ciągła kompozycji detergentu.

Według wynalazku, kompozycjami detergentowymi uważanymi za mające przynajmniej częściowo wytworzoną strukturę są kompozycje zawierające struktury molekularne, które oddziaływują na lepkość kompozycji. Dodatkowo lub alternatywnie kompozycje detergentowe mogą być uznane za wykazujące przynajmniej częściową strukturę, jeśli w swym składzie zawierają czynnik strukturotwórczy, który podwyższa lepkość kompozycji.

W momencie wprowadzania do formy kompozycja detergentowa ma korzystnie konsystencję półstałą.

Wprowadzanie do formy kompozycji detergentu o temperaturze niższej niż w przypadkach znanych z dotychczasowego stanu techniki sprawia, że sposób według wynalazku jest mniej energochłonny i sztaby ulegają szybciej ochłodzeniu do temperatury, w której są już dostatecznie zestalone aby można je było wyjąć z formy.

Sposób według wynalazku przeprowadza się w urządzeniu do wytwarzania sztab detergentowych, obejmującym zespół dla wywierania ciśnienia na kompozycję detergentową w celu dostarczenia jej do zasadniczo zamkniętej formy oraz zasadniczo oddzielny zespół, który jest przystosowany do zasilania kompozycją detergentową zespołu, który służy do wywierania ciśnienia.

Do zespołu zasilania kompozycja detergentu może być wprowadzana w dowolnym odpowiednim stanie, np. płynnym, półstałym lub postaci cząstek.

PL 192 004 B1

Nieoczekiwanie okazało się, że szczególnie skutecznymi zespołami dla zasilania form wtryskowych kompozycjami detergentów, włącznie z kompozycjami doprowadzanymi w stanie płynnym, są wytłaczarki ślimakowe.

Tak więc, zespół zasilający obejmuje korzystnie zasilacz ślimakowy.

Sposób według wynalazku pozwala wprowadzać korzystne dodatki lub środki pielęgnacyjne, które nie mieszają się z kompozycją detergentu, przy czym składnik niemieszalny występuje w domenach niesferycznych.

Wynalazek dotyczy sposobu wprowadzania do sztaby detergentu dodatku lub środka pielęgnacyjnego, który obejmuje dodanie środka pielęgnacyjnego lub dodatku do kompozycji detergentu, która uzyskała przynajmniej częściową strukturę i wywieranie ciśnienia wyższego niż 202,7 kPa (29,4 psi) na tę kompozycję zawierającą dodatek lub środek pielęgnacyjny w celu dostarczenia jej do zasadniczo zamkniętej formy.

W korzystnym wykonaniu wynalazku dodatek lub środek pielęgnacyjny jest niemieszalny z kompozycją detergentu.

Jeśli nie wskazano na aspekt bardziej ogólny, wszelkie podane w tym opisie odniesienia do wynalazku lub do którejkolwiek jego korzystnej cechy, dotyczą wszystkich aspektów wynalazku.

Sztabka detergentu oznacza tabliczkę, placek lub sztabkę, w której zawartość środka powierzchniowo czynnego obejmującego mydło, czynny detergent syntetyczny lub ich mieszaninę, wynosi co najmniej 5% wagowych w przeliczeniu na sztabkę. Sztabka detergentu może także zawierać środki pielęgnacyjne, nadające lub utrzymujące pożądane właściwości dla skóry. Na przykład, dodane mogą być środki nawilżające.

Kompozycje detergentowe mogą obejmować składniki homogeniczne lub mieszaniny składników, lub też materiał zawieszony lub rozproszony w fazie ciągłej.

Kompozycje detergentowe, które mają być dostarczone do formy, mogą występować w każdej postaci nadającej się do wprowadzenia do formy. Na przykład, kompozycja może mieć konsystencję zasadniczo płynną (np. stop, stopiona dyspersja, ciecz), zasadniczo półstałą lub zasadniczo stałą, pod warunkiem, że kompozycja ta jest dostatecznie plastyczna aby zespół wywierający na nią ciśnienie był w stanie dostarczyć ją do formy, jak to jest zrozumiale dla biegłego w dziedzinie.

Struktura

Kompozycję detergentu należy porównać z kompozycją detergentu o tej samej temperaturze co kompozycja rozważana i zasadniczo tym samym składzie, z tą różnicą że nie ma ona żadnej struktury i/lub nie zawiera żadnego czynnika strukturotwórczego, i w ten sposób ustalić czy nastąpił wzrost lepkości.

Struktura może utworzyć się np. w wyniku powstania ciekłych kryształów, obecności polimerycznego czynnika strukturotwórczego lub gliny, lub pewnej wystarczającej objętości zdyspergowanego składnika o charakterze ciała stałego, który spowoduje zmianę lepkości. Składnik typu ciała stałego może doprowadzić do powstania struktury w wyniku oddziaływań w kierunku utworzenia sieci w kompozycji detergentu lub też na zasadzie prostych wzajemnych oddziaływań fizycznych i kontaktów cząstek stałych z sobą lub z fazą ciągłą.

W zakresie kompozycji detergentowych, zwłaszcza kompozycji o konsystencji zasadniczo płynnej lub ciekłej, można wyróżnić dwie ogólne i oddzielne klasy, mianowicie kompozycje zawierające fazy strukturalnie izotropowe i kompozycje zawierające fazy strukturalnie anizotropowe. Fazy strukturalnie izotropowe są to fazy ciekłe, fazy kubicznych ciekłych kryształów oraz fazy kubicznych kryształów. Wszystkie inne fazy są strukturalnie anizotropowe.

Ciecze, które mają strukturę mogą mieć strukturę wewnętrzną, przy czym struktura ta jest utworzona przez składniki podstawowe, korzystnie przez składniki typu środków powierzchniowo czynnych (tj. anizotropowe lub mające fazy ciekłokrystaliczne) i/lub strukturę zewnętrzną, przy czym wykazują one strukturę matrycy trójwymiarowej, uzyskaną w wyniku użycia dodatków drugorzędnych, np. polimerów (np. Karbopoli), glinek, krzemionki i/lub materiałów krzemianowych (włącznie z glinokrzemianami utworzonymi in situ).

Tego rodzaju dodatki drugorzędne mogą być wprowadzane w stężeniach 1-10% na wagę kompozycji detergentu.

Struktura wewnętrzna może wystąpić w kompozycji detergentu na skutek obecności zastosowanych składników, ich stężenia, temperatury kompozycji oraz sił ścinających, których działaniu kompozycja była lub jest poddawana.

PL 192 004 B1

Stopień uporządkowania układów zawierających środek powierzchniowo czynny zwykle wzrasta ze stężeniem środka powierzchniowo czynnego i/lub elektrolitu. Przy bardzo niskich stężeniach środka powierzchniowo czynnego i/lub elektrolitu, środek powierzchniowo czynny może istnieć w postaci roztworu molekularnego lub też w postaci kulistych micel, przy czym obydwa typy roztworów są izotropowe, tzn. nie wykazują uporządkowania strukturalnego. Po wprowadzeniu dodatkowego środka powierzchniowo czynnego i/lub elektrolitu może dojść do powstania struktury materiału powierzchniowo czynnego. Struktury takie mogą przyjmować rozmaite formy, np. dwuwarstwy. Określane są one różnymi terminami, takimi jak pręto-micele, faza anizotropowego środka powierzchniowo czynnego, płaskie struktury płytkowe, kropelki płytkowe i fazy ciekłokrystaliczne (które w większości są anizotropowe, lecz które mogą ulec izotropizacji). Szereg przykładów płynnych kompozycji mających wewnętrzną strukturę utworzoną w wyniku obecności środka powierzchniowo czynnego podaje H.A. Barnes w rozdz. 2: Detergenty (Detergents), w pracy zbiorowej wydanej przez K. Walters, Reometria: przemysłowe zastosowania (Rheometry: Industrial Applications), J. Wiley & Sons, Letchworth 1980. Rozmaici autorzy stosują różne określenia na identyczne struktury. Na przykład w EP-A-01511884 kropelki płytkowe nazwane są sferolitami.

Obecność struktury wewnętrznej, uporządkowania lub anizotropii ujawniają profile typu temperatura/lepkość/szybkość ścinania, oznaczane dla kompozycji w sposób znany biegłym w dziedzinie. Często obecność struktury molekularnej prowadzi do wystąpienia zachowania się typowego dla cieczy nienewtonowskich.

Obecność lub rodzaj układu zawierającego strukturotwórczy środek powierzchniowo czynny w kompozycji detergentu można stwierdzić sposobami znanymi biegłym w dziedzinie, np. metodami optycznymi, różnymi pomiarami reometrycznymi, metodą dyfrakcji rentgenowskiej lub neutronowej, a niekiedy mikroskopii elektronowej.

Jak wiadomo biegłym w dziedzinie, strukturę molekularną można wykryć przy zastosowaniu mikroskopii w świetle spolaryzowanym. Fazy izotropowe nie mają wpływu na światło spolaryzowane, natomiast fazy uporządkowane mają wpływ na światło spolaryzowane i mogą być dwójłomne. Na dyfraktogramach rentgenowskich lub neutronowych ciecze izotropowe nie powodują występowania okresowości, natomiast struktury molekularne mogą spowodować wystąpienie okresowości pierwszego, drugiego lub nawet trzeciego rzędu w sposób znany biegłym w dziedzinie.

Kompozycja detergentu dostarczana do formy ma korzystnie konsystencję półstałą. Kompozycję detergentu można uznać za półstałą jeśli zawiera ona strukturę w stopniu wystarczającym by nie wykazywać zachowania charakterystycznego dla prostej cieczy, o czym wiedzą biegli w dziedzinie.

Wbrew dotychczasowemu stanowi techniki stwierdzono, że można uzyskiwać sztaby detergentu wykazujące dobre właściwości fizyczne, przez chłodzenie kompozycji detergentu z lub przez fazę wysołu i/lub pośrednią fazę ciekłokrystaliczną. Ponadto okazało się, że dla pomyślnego wytworzenia sztab sposobem formowania wtryskowego nie jest ważne, aby kompozycja detergentu była schładzana przez fazę kleju pomydlanego zawierającą kryształy.

Dlatego kompozycja detergentu wprowadzona do formy korzystnie stygnie z fazy i/lub przez anizotropową fazę ciekłokrystaliczną.

Sposoby i urządzenia stosowane według wynalazku dostarczają zespół do wytwarzania sztab detergentu, odznaczających się dobrą jakością, przy użyciu receptur detergentowych, które nie nadają się do wytwarzania sztab przez walcowanie lub odlewanie, np. receptur przeznaczonych do higieny osobistej, które w warunkach otoczenia mają wysokie stężenie składników ciekłych, receptur które mają strukturę ciała stałego wrażliwego na ścinanie, oraz kompozycje zbyt lepkie by stosować je do odlewania.

Jedną z korzyści wynalazku jest wyeliminowanie trudności związanych ze skurczem sztaby w formie, zachodzącym podczas stygnięcia sztaby. Dzięki temu dokładność odtworzenia konturów powierzchni i kształtu wnęki jest lepsza. Szczególnie uzyskuje się dobre odtworzenie logogramu. Aby pokonać trudności towarzyszące dotychczasowym sposobom, kompozycje detergentowe stosowane w sposobie według wynalazku mają zwykle wyższą lepkość niż kompozycje stosowane dotychczas. W związku z tym większe musi być ciśnienie użyte dla doprowadzenia kompozycji detergentu do formy.

Ciśnienie

Ciśnienie wywierane na kompozycję detergentu pozostającą w kontakcie z zespołem przykładającym ciśnienie, określane jest tutaj jako ciśnienie wywierane, a określenia w rodzaju wywierać ciśnienie i wywieranie ciśnienia na kompozycję detergentu dotyczą tego ciśnienia wywieranego.

PL 192 004 B1

Ponieważ kompozycja detergentu może być stosunkowo lepka, ciśnienie które panuje w kompozycji na dalszym odcinku jej drogi przepływu może być niższe.

Ciśnienie wtrysku jest to ciśnienie wywierane na kompozycję detergentu w punkcie wejścia do formy.

Okazało się, że dla doprowadzenia kompozycji detergentu do formy można zastosować ciśnienia wyższe od dotychczas używanych, bez szkody dla końcowej molekularnej struktury sztaby detergentu. Zgodnie z wynalazkiem, do formy można dostarczać stosunkowo lepkie kompozycje przy użyciu ciśnień przekraczających 202,7 kPa (29,4 psi).

Ciśnienia wywierane mogą mieścić się w zakresie 68,9-344,7 kPa (10-50 psi). Jeszcze wyższe ciśnienia, np. aż do 6894,8 kPa (1000 psi), można stosować dla doprowadzania stosunkowo lepkich (np. półstałych) kompozycji detergentowych do formy. Ciśnienie wywierane z reguły nie przekracza 5171,1 kPa (750 psi), a jeszcze lepiej 3447,4 kPa (500 psi). Takie ciśnienia pozwalają uniknąć nadmiernych sił ścinania przy odpowiedniej kontroli parametrów procesu, takich jak temperatura i natężenie przepływu, i przy odpowiednio zaprojektowanym urządzeniu.

Ciśnienie wtrysku jest zwykle większe niż 202,7kPa (29,4 psi),a korzystnie większe niż 344,7kPa (50 psi). Ze względu na co najmniej częściową powstałą strukturę i/lub stosunkowo niskie temperatury kompozycji detergentowych kierowanych do formowania wtryskowego, wymagane ciśnienia wtrysku mogą okazać się znacznie wyższe od ciśnień podanych w US 2 987 784. Na przykład, kompozycja detergentu może mieć zasadniczo półstałą konsystencję. Potrzebne ciśnienia wtrysku mogą być większe niż 1378,9 kPa (200 psi), większe niż 2757,9 kPa (400 psi), a nawet większe niż 4826,3 kPa (700 psi).

Stwierdzono, że w razie potrzeby trudności związane ze skurczem sztaby w formie można zredukować przez doprowadzenie dalszej ilości kompozycji detergentu do formy w czasie gdy objętość kompozycji zawarta w formie stygnie lub zestala się. W tym celu na kompozycję zawartą w formie wywiera się ciśnienie podtrzymujące. Ten sposób pozwala utrzymać całkowitą objętość w formie i jeszcze bardziej ulepszyć reprodukcję kształtu. Ponad to użycie ciśnienia podtrzymania minimalizuje linie spoin (tj. powierzchnie międzyfazowe między frontami płynięcia materiału detergentu wewnątrz formy) i polepsza ukształtowanie logogramu.

W ten sposób można otrzymać sztaby detergentów wykazujące zmniejszony skurcz i mające dobre właściwości fizyczne wywierając ciśnienie na kompozycję detergentu dla dostarczenia jej do formy i dalej wywierając ciśnienie na kompozycję w czasie gdy już napełniła formę.

Ciśnienie panujące w formie w wyniku kontynuowania wywierania ciśnienia na kompozycję wprowadzaną do formy w okresie gdy forma została już napełniona, określane jest tutaj jako ciśnienie podtrzymania. Kompozycje detergentowe wprowadzone do formy mogą być poddane wysokim ciśnieniom podtrzymania. Na przykład ciśnienia takie mogą wynosić do 6894,8 kPa (1000 psi).

Wszystkie podawane wartości ciśnienia oznaczają ciśnienie manometryczne, tj. poziom powyżej lub poniżej ciśnienia atmosferycznego.

Czas, w którym wywiera się ciśnienie podtrzymania w wyniku kontynuowanego przykładania ciśnienia do kompozycji detergentowej po napełnieniu formy, określany jest jako czas podtrzymywania. Czas podtrzymywania zmienia się w zależności od właściwości dostarczanej do formy kompozycji detergentu. Na przykład, kompozycje dostarczane do formy w stanie stopionym i przy wysokich temperaturach mogą wymagać dłuższych czasów podtrzymania aniżeli kompozycje dostarczane do formy w stanie półstałym i/lub przy niższej temperaturze.

Z reguły czas podtrzymywania jest krótszy niż 2 minuty, korzystnie krótszy niż 1 minuta, korzystniej krótszy niż 30 sekund, a najkorzystniej krótszy niż 10 sekund. Czas podtrzymywania może być bardzo krótki, np. krótszy niż 1 sekunda.

Temperatura

Okazało się, że kompozycje detergentowe można doprowadzać do formy pod ciśnieniem w temperaturach niższych od temperatur zwykle stosowanych w dotychczasowych znanych procesach bez naruszenia końcowej molekularnej struktury sztaby detergentu. W sytuacjach gdy strukturę kompozycji detergentu kierowanej do formy można wyraźnie określić, dopuszczalna jest temperatura kompozycji o wartości 100°C lub więcej w momencie wprowadzania kompozycji do formy. Jednak zgodnie z wynalazkiem, kompozycję detergentu można dostarczać pod ciśnieniem do formy w temperaturze niższej niż 70°C na wejściu do formy. Odpowiednia kontrola parametrów procesu oraz zastosowanie odpowiednio zaprojektowanego urządzenia pozwalają uniknąć nadmiernych sił ścinających w tych temperaturach.

PL 192 004 B1

Kompozycje detergentowe zwykle nie mają ostrego punktu topnienia lecz ze wzrostem temperatury przechodzą z konsystencji ciała stałego w konsystencję ciała półstałego, a następnie płynnego (lub stopionego). W praktyce każda kompozycja detergentu w postaci sztaby stanowi zasadniczo ciało stałe w warunkach temperatury otoczenia lub w normalnych temperaturach magazynowania i/lub użytkowania, które zwykle sięgają do 30-40°C.

Korzystnie kompozycja detergentu wprowadzana jest do formy w temperaturze wyższej od temperatury otoczenia, np. korzystnie powyżej 30°C, korzystniej powyżej 40°C.

Im niższa temperatura kompozycji tym mniejsze zużycie energii na podgrzanie jej od temperatury otoczenia, szybsze stygnięcie sztaby i tym mniejsza tendencja do występowania skurczu w sztabie.

Szczególną zaletą wynalazku jest to, że kompozycja detergentu może być wprowadzana do formy w temperaturze niższej niż przy prostym odlewaniu. Przy ogrzewaniu kompozycji mających konsystencję ciała stałego zużycie ciepła (tzn. energii) jest mniejsze ponieważ temperatury robocze mogą być niższe. Gdy ciekły detergent jest schładzany może w ogóle nie być potrzeby ogrzewania. Wynalazek pozwala zatem uzyskać oszczędności energetyczne w operacjach technicznych.

Temperatura kompozycji detergentu wynosi zazwyczaj 60°C lub mniej.

Wynalazek jest szczególnie dobrze dostosowany do kompozycji detergentowych, które ulegają przechłodzeniu, co oznacza, że energia cieplna może być odprowadzona na zewnątrz formy bez utworzenia ostatecznej struktury sztaby.

Urządzenie do formowania wtryskowego

Formowanie wtryskowe stosuje się obecnie szczególnie do formowania syntetycznych polimerów termoplastycznych, zwłaszcza do formowania artykułów termoplastycznych o cienkich przekrojach i złożonych kształtach.

W istocie, urządzenie do formowania wtryskowego materiałów plastycznych obejmuje zasadniczo zamkniętą formę oraz zespół dla dostarczania danego materiału plastycznego pod ciśnieniem podwyższonym do zasadniczo zamkniętej formy. Korzystnie obejmuje ono zespoły służące do podwyższenia temperatury materiału plastycznego do poziomu, w którym materiał ten płynie pod ciśnieniem. Sposób według wynalazku można wykonać stosując takie znane urządzenia do formowania wtryskowego, zaopatrzone lub nie zaopatrzone w zespół do podgrzewania wsadu. Poniżej omówiono niektóre korzystne modyfikacje według wynalazku.

Kompozycje detergentowe według wynalazku można formować wtryskowo w urządzeniu obejmującym zespół do wywierania ciśnienia na kompozycję w celu wprowadzenia jej do formy. Zespół do wywierania ciśnienia jest zdefiniowany jako zespół, w którym może być zawarty materiał i który może skierować na ten materiał ciśnienie tak, aby zmusić materiał do wejścia do formy.

Zespoły, które nadają się do wprowadzania kompozycji detergentu do formy, obejmują zespoły typu pompy wyporowej, takie jak np. zespół z pompą tłokową (który może obejmować wytłaczarki), z pompą zębatą i pompą krzywkową.

Odpowiedni zespół stanowi prosta wytłaczarka tłokowa połączona z formą. Tego typu zespół zwykle obejmuje zbiornik lub cylinder na kompozycję detergentu, tłok dla wywarcia ciśnienia na materiał zawarty w zbiorniku i otwór wylotowy, przez który kompozycja detergentu jest bezpośrednio lub pośrednio wprowadzana do formy. Urządzenie typu prostej wytłaczarki tłokowej nadaje się szczególnie do formowania wtryskowego kompozycji detergentowych, które mają np. konsystencję półstałą.

Opisane wyżej urządzenie do formowania wtryskowego może być zastosowane w sposobie według wynalazku.

W korzystnym wykonaniu kompozycja detergentu jest w momencie wprowadzania do formy korzystnie przynajmniej częściowo uporządkowana strukturalnie. Korzystnie, podawana do formy kompozycja detergentowa znajduje się w stanie półstałym. Wynalazek obejmuje także kompozycje detergentu o konsystencji zasadniczo płynnej, podawane do formowania wtryskowego.

Jeśli warunki robocze użyte do formowania wtryskowego będą niewłaściwe, niektóre kompozycje detergentowe mogą stać się kleiste w sposób trwały. Pewne kompozycje detergentowe o konsystencji ciała stałego mają złożoną strukturę molekularną, która może rozpaść się gdy ciało to zostanie poddane nadmiernym naprężeniom ścinającym. Po odjęciu tych naprężeń struktura molekularna może nie ulec odtworzeniu i kompozycja detergentowa będzie trwać w stanie kleistym, nie nadającym się do użycia.

Należy więc zadbać aby kompozycje detergentowe nie były poddawane nadmiernym naprężeniom ścinającym podczas doprowadzania ich do formy.

PL 192 004 B1

Dla kontrolisił ścinających, którym poddawana jest kompozycja detergentu należy wziąć pod uwagę rodzaj kompozycji detergentu, zwłaszcza jej lepkość i strukturę molekularną w różnych temperaturach. Kontrolę sił ścinających można uzyskać przez regulację parametrów procesowych, takich jak temperatura, ciśnienie wywierane na kompozycję, natężenie przepływu kompozycji przez urządzenie i konfigurację samego urządzenia. Konfiguracje obejmujące ostre krzywizny, zwężenia przekroju i szybko poruszające się części mogą wywierać na kompozycję wysokie siły ścinające.

Stwierdzono, że przy odpowiedniej temperaturze kompozycji detergentu dostarczanej do formy może nie wykształcić się w pełni struktura wrażliwa na siły ścinające i struktura, którą kompozycja ma w temperaturze pokojowej, może nie ulec całkowitemu rozproszeniu. Dla kontroli temperatury kompozycji wtryskiwanej do formy może być użyty każdy stosowny sposób. Kompozycja może być dostarczana w temperaturze odpowiedniej do wprowadzenia do formy i nie wymagać zmiany tej temperatury. Alternatywnie i korzystnie temperaturę kompozycji zmienia się przed wprowadzeniem lub w momencie wprowadzania jej do formy przez wykorzystaniezespołów podgrzewających lub ochładzających dla podniesienia lub obniżenia temperatury kompozycji do odpowiedniego poziomu.

Korzystnie stan kompozycji detergentowej zmienia się przed lub w momencie podawania do formy. Na przykład konsystencja kompozycji może zmienić się z ciekłej na półstałą. Alternatywnie może ona przejść z konsystencji ciała stałego do stanu ciała półstałego.

W urządzeniu do formowania wtryskowego można zastosować dowolne odpowiednie urządzenie chłodzące lub grzejące, w którym kompozycja jest zawarta lub przez które kompozycja przechodzi w procesie formowania wtryskowego.

Biegłym w dziedzinie znane są odpowiednie zespoły grzejące i chłodzące. Na przykład odpowiednim zespołem chłodzącym jest płaszcz z medium chłodzącym zaś odpowiednim urządzeniem grzejącym jest np. elektryczny płaszcz grzejny zawierający czynnik grzejny lub różne typy wymiennikówciepła.

W pobliżu punktu wprowadzania kompozycji detergentu do formy może być utrzymywana wysoka temperatura aby zapobiec zatykaniu się wskutek zestalania się.

W różnych miejscach urządzenia można umieścić cały szereg indywidualnie regulowanych zespołów grzejnych lub chłodzących. W ten sposób na kierunku przepływu kompozycji można uzyskać schodkowy profil temperatury. Na przykład, temperatura może schodkowo wzrastać lub maleć.

Kompozycje detergentowe często dostępne są w postaci cząstek ciała stałego (np. granulek), które następnie się wytłacza i stempluje w procesie walcowania lub topi i odlewa w procesie odlewania. W znanych urządzeniach do formowania wtryskowego stosowanych w przemyśle tworzyw sztucznych zwykle stosuje się wyjściowe tworzywo sztuczne w postaci cząstek, które z łatwością wypływają z kosza zasilającego. Jednak kompozycje detergentowe, które mają postać cząstek mogą być lepkie i mogą wykazywać słabe zdolności płynięcia. Może więc zaistnieć potrzeba zastosowania specjalnych zespołów umożliwiających łatwe zasilanie urządzenia kompozycją detergentową.

Stwierdzono, że niektóre kompozycje detergentowe są wytwarzane i dostarczane w stanie stopionym o wysokiej temperaturze. W tej sytuacji nieodzowny jest zespół, który by zasilał ciekłą kompozycją detergentową zespół, który wywiera ciśnienie na kompozycję.

Sposób według wynalazku prowadzi się w urządzeniu do wytwarzania sztab detergentu, które obejmuje zespół do wywierania ciśnienia na kompozycję detergentową w celu dostarczenia jej do formy oraz zasadniczo oddzielny zespół przystosowany do zasilania kompozycją detergentu zespołu, który wywiera ciśnienie na tę kompozycję.

Zespoły zasilania są zasadniczo oddzielne w tym sensie, że żadna z części zespołu zasilania nie pełni znaczącej roli przy wywieraniuciśnienia na kompozycję detergentową. Zespół zasilania jest dogodnie w połączeniu płynnym z zespołem wywierającym ciśnienie na kompozycję detergentu, dzięki czemu kompozycja może być w łatwy sposób podana do zespołu wywierającego ciśnienie.

Przykłady stosownych zespołów zasilających obejmują przenośnik, zbiornik ze zwężającą się dolną sekcją, mieszalnik, podajnik tłokowy, podajnik ślimakowy lub dowolną ich liczbę w dowolnej kombinacji.

W korzystnym wykonaniu kompozycję detergentu doprowadza się do zespołu zasilającego w zasadniczo stałym (np. w postaci drobnoziarnistej) lub półstałym stanie. Postać drobnoziarnista oznacza grudki, płatki, krajankę, granulki i odłamki znane z dotychczasowej techniki. Gdy kompozycja detergentowa doprowadzana jest zasadniczow postaci ciała stałego, może okazać się nieodzowny zespół grzewczy do podgrzewania tego materiału w urządzeniu (np. w zbiorniku w przypadku zasila10

PL 192 004 B1 cza typu wytłaczarki tłokowej), tak że materiał ten staje się i/lub pozostaje w stanie zdolnym do płynięcia pod ciśnieniem.

Jeśli kompozycja detergentu doprowadzana jest w zasadniczo płynnej postaci, może okazać się wskazane zastosowanie strefy chłodzącej w miejsce, lub oprócz, strefy grzejnej. Materiał doprowadzany w stanie stopionym w temperaturze powyżej 70°C należy korzystnie schłodzić przed wprowadzeniem do formy. Kompozycje detergentowe można wprowadzać do formy w temperaturach wyższych niż 100°C. Dla utrzymania tak wysokiej temperatury może być konieczne odpowiednie urządzenie grzewcze.

Korzystną cechą zespołu zasilania jest zdolność doprowadzania kompozycji detergentu w sposób ciągły.

Zespół zasilania materiałem detergentowym może doprowadzać kompozycje do zespołu, które wywiera ciśnienie lub do strefy poprzedzającej zespół, który wywiera ciśnienie, takie jak strefa grzejna lub strefa chłodząca.

Zespół zasilania materiałem detergentowym doprowadza kompozycję do strefy akumulacji, która stanowi przejście pomiędzy ciągłą operacją zasilacza i nieciągłym cyklem wstrzykiwania przez zespół wywierający ciśnienie.

Zespoły regulacji temperatury kompozycji detergentu można umieścić w dowolnym miejscu w urządzeniu do formowania wtryskowego. Na przykład, zespoły grzejne lub chłodzące mogą być umieszczone w zespole wywierającym ciśnienie, w zespole zasilania lub w oddzielnej strefie, lub w dowolnej ich kombinacji. Na przykład pomiędzy zespołem zasilania materiałem detergentowym i zespołem wywierającym ciśnienie można umieścić oddzielną strefę grzejną.

Jako część urządzenia do formowania wtryskowego zastosowano wytłaczarki ślimakowe jako zespół zasilania albo jako zespół do wywierania ciśnienia, albo jako jedne i drugie. We wtryskarce typu posuwisto-zwrotnego zespołem do przykładania ciśnienia do przygotowanego (np. podgrzanego termicznie) materiału jest sam ślimak. Z reguły ślimak porusza się wzdłuż swej osi z dala od formy. Gdy zdolny do płynięcia materiał doprowadzony zostaje do strefy akumulacji na końcu cylindra ze ślimakiem, wytworzone tam ciśnienie wypycha ślimak z powrotem. Aby przyłożyć ciśnienie do nagromadzonego stopionego materiału (tzw. naboju), ślimak jest pchany do przodu (zwykle przy użyciu ciśnienia hydraulicznego) w kierunku strefy akumulacji i w ten sposób wywiera ciśnienie na materiał, który przesuwa się przez dyszę do formy. Zawór zwrotny lub specjalnie zaprojektowana końcówka ślimaka zapobiega cofaniu się materiału na zwoje ślimaka.

Zespół wywierający ciśnienie na kompozycję detergentu może obejmować końcówkę wytłaczarki ślimakowej, jak podano wyżej dla znanych urządzeń wtryskarkowych. Z drugiej strony, jak zaznaczono poniżej, może być użyty oddzielny zespół do dostarczania detergenta pod ciśnieniem.

Korzystnie zespół zasilania kompozycją detergentu obejmuje zasilacz w postaci zasilacza ślimakowego. Zasilacz taki pozwala uzyskać szczególnie gładkie zasilanie.

Geometrię ślimaka można dobrać do rodzaju przetwarzanej kompozycji. Szybkość obrotów ślimaka lub ślimaków można regulować, tak aby uzyskać akceptowalne natężenie przepływu materiału do strefy akumulacji lub do zespołu wywierającego ciśnienie bez poddawania detergenta niekorzystnym siłom ścinającym.

Istnieją pewne szczególne problemy, występujące w przypadku kompozycji detergentowych o konsystencji płynnej. Wytłaczarki jednoślimakowe wykorzystują przepływ wleczony do przenoszenia materiału i dlatego w przypadku transportowania cieczy muszą być zaprojektowane specjalnie z wąskim prześwitem i/lub pochylone, tak aby siła ciężkości wspomagała przepływ materiału do przodu. Dlatego korzystne rozwiązania obejmują dwa równoległe współpracujące ślimaki, korzystnie z samooczyszczającymi się zwojami, które powodują dodatnie przesunięcie wypierające, które nadaje kompozycji detergentu ruch postępowy. Ślimaki mogą obracać się w kierunkach przeciwnych (przeciwbieżne), jednak korzystnie jest gdy obracają się w tym samym kierunku, aby zmniejszyć przepływ wsteczny pod ciśnieniem. Wytłaczarki dwuślimakowe z współpracującymi zwojami, służące do podawania cieczy lub ciał stałych, są znane biegłym w dziedzinie.

Zastosowanie ślimaka wypieralnego do wywierania ciśnienia na kompozycję detergentu w celu dostarczenia jej do formy, stanowi niekoniecznie korzystne rozwiązanie. Zamiast ślimaka można zastosować komorę ciśnieniową, w której gromadzi się materiał detergentu, obejmującej co najmniej jedną ścianę utworzoną przez tłok, który przesuwa się i w ten sposób zwiększa lub zmniejsza objętość komory, oraz co najmniej jedną dyszę wtryskową.

PL 192 004 B1

Wytłaczarka ślimakowa oprócz dostarczania materiału do formowania wtryskowego do zespołu wywierającego ciśnienie, może również działać jako urządzenie wstępnie przygotowujące materiał do uzyskania stanu fizycznego wymaganego dla wtrysku. Wyposażenie wytłaczarki ślimakowej w jedną lub więcej strefę grzejną i/lub chłodzącą oraz dobór np. odpowiednich ślimaków, właściwego ich ustawienia i szybkości pozwala uzyskać pełne wymieszanie materiału podawanego do wytłaczarki i nadać mu strukturę w stopniu wymaganym dla określonego sposobu formowania wtryskowego i wymaganej charakterystyki produktów. Korzystne jest podawanie materiału do wtryskiwania, który ma konsystencję zasadniczo półstałą.

Zespół zasilania, korzystnie wytłaczarka ślimakowa, może dodatkowo zawierać pośrednie otwory dla odgazowania i/lub wprowadzania innych składników. Przez takie pośrednie otwory można na całej długości zasilania ślimakiem wprowadzać rozmaite dodatki, takie jak np. barwniki, środki zapachowe i inne środki pielęgnacyjne.

Zasilanie ślimakowe z profilem temperaturowym umożliwia wprowadzanie składników i/lub dodatków, i/lub środków pielęgnacyjnych do rdzenia materiału przepływającego przez zasilacz w odpowiednio dobranej temperaturze. Poza tym, materiał w zasilaczu ślimakowym może być mieszany i/lub formowany strukturalnie w mniejszym lub większym stopniu w trakcie przechodzenia przez ten zasilacz, w zależności od użytego wyposażenia i parametrów roboczych. Umożliwia to wprowadzanie składników i/lub dodatków i/lub innych korzystnych środków pielęgnacyjnych do rdzenia materiału w wybranym stanie lepkości i/lub wymieszania i/lub wytworzenia struktury.

Ten sposób umożliwia także wytwarzanie mydeł (np. zmydlanie) lub detergentów typu niemydeł, mających charakter środków powierzchniowo czynnych np. zobojętnianie kwasowych prekursorów anionowych środków powierzchniowo czynnych) wewnątrz wytłaczarki ślimakowej, bardziej szczegółowo w pierwszej sekcji tej wytłaczarki.

Niezależnie od odgazowania można wprowadzać gaz (np. powietrze) do kompozycji detergentowej formowanej wtryskowo dla zmniejszenia np. gęstości lub dla wytworzenia sztabek pływających. Gaz wprowadza się korzystnie w zespole wytłaczarki ślimakowej.

Dysza wtryskowa

Zespół wywierający ciśnienie na kompozycję detergentu może być połączony z formą prostym przejściem lub łącznikiem wyposażonym w urządzenia zapobiegające cofaniu się materiału, lub połączeniami stanowiącymi przewody bocznikujące, umożliwiające szybkie odcięcie zespołu nadającego ciśnienie w momencie gdy forma jest napełniona i pozwalające na płynną pracę urządzenia.

W korzystnym wykonaniu kompozycję detergentową wprowadza się przez dyszę, której długość jest równa znacznej części (co najmniej połowie, a korzystnie co najmniej trzem czwartym) długości gniazda formy. Okazało się, że proste napełnianie przez wtryskiwanie lub wchodzenie materiału ruchem wężowym do formy może nastręczać trudności techniczne. Użycie dyszy, która sięga zasadniczo do samego końca formy umożliwia prawidłowe napełnianie. Korzystnie dysza i forma poruszają się względem siebie w czasie dostarczania kompozycji detergentu. Forma może być przesuwana względem zespołu nadającego ciśnienie i/lub dysza może być przesuwana względem formy w czasie podawania kompozycji detergentu. Szybkość z jaką dysza i forma poruszają się względem siebie jest korzystnie zgrana z szybkością dostarczania detergentu, tak że dysza znajduje się tuż pod powierzchnią kompozycji detergentu w formie. Ten sposób okazał się szczególnie dogodny dla uzyskania dobrego napełnienia. W korzystnym wykonaniu dysza porusza się względem formy.

Dysza może być ogrzewana lub wstępnie ogrzana dla uniknięcia np. zestalania się (osadzania się) kompozycji detergentu w dyszy, które utrudnia płynne dostarczanie kompozycji do formy.

Korzystnie dysza wtryskowa do użycia wraz z zespołem dostarczającym kompozycję detergentu pod ciśnieniem ma niewielką średnicę. Korzystnie średnica dyszy mieści się w zakresie 1 do 20 mm, korzystnie 5 do 10 mm, najkorzystniej około 8 mm, i ma przekrój okrągły.

Forma

Forma może być wykonana z dowolnego odpowiedniego materiału, np. sztywnego materiału odznaczającego się dobrą wytrzymałością mechaniczną. Jeśli wymagane jest gwałtowne schładzanie, korzystny może być materiał odznaczający się wysokim przewodnictwem cieplnym. Korzystnie forma jest wykonana z materiału wybranego z grupy obejmującej metale i ich stopy (np. aluminium, mosiądz i inne stopy miedzi, stale węglowe i kwasoodporne), spieki metali lub kompozytów metali, materiały niemetaliczne, takie jak kompozyty ceramiczne i tworzywa termoutwardzalne, porowate lub spienione.

Formy mogą obejmować materiały sztywne i niesztywne, np. niesztywne tworzywa sztuczne. Forma może stanowić część lub całość z urządzeniem pakującym produkt stanowiący sztabkę deter12

PL 192 004 B1 gentu. Pakowanie może być sztywne z natury lub niesztywne, np. przy zastosowaniu zawijarki. Na przykład sztywną formę można wyłożyć wewnątrz materiałem zawijającym, tak że produkt stanowiący sztabę detergenta opuszcza formę w stanie zawiniętym. Forma może również obejmować wykładzinę rozszerzającą się, umieszczoną w gnieździe, przy czym wykładzina ta rozszerza się, gdy kompozycja detergentu jest wprowadzana do formy. Takie materiały wykładziny i owinięć, które mogą wychodzić z formy wraz ze sztabą, mogą stanowić integralne części opakowania produktów lub mogą być usunięte, gdy sztaby są wyjęte, np. mogą być wykorzystane wyłącznie dla ułatwienia gładkiego wyjęcia sztab z formy.

Przed wprowadzeniem kompozycji detergentu do formy, forma może być wstępnie ochłodzona lub podgrzana. Wewnętrzną powierzchnię formy można podgrzać wstępnie do temperatury np. przewyższającej temperaturę dostarczania kompozycji i/lub temperaturę topnienia kompozycji. Takie wstępne podgrzanie formy pozwala uzyskać gładsze i bardziej błyszczące wykończenie powierzchni sztabek.

Po wprowadzeniu detergentu formę można schłodzić, aby przyspieszyć zestalenie się detergentu. W tym celu można stosować każdy odpowiedni czynnik chłodzący, np. powietrze, wodę, suchy lód lub ich kombinację w zależności od wymaganej szybkości chłodzenia i żądanej temperatury końcowej. Korzystnie co najmniej część zewnętrznej powierzchni formy jest wyposażona w zespoły ulepszające sprawność chłodzenia formy po zakończeniu wtrysku. W korzystnych wykonaniach według wynalazku zespoły takie obejmują skrzydełka lub żeberka dla chłodzenia powietrzem lub płaszcze dla obiegu czynnika chłodzącego.

Forma dogodnie obejmuje co najmniej dwie sztywne, wzajemnie uzupełniające się matryce, dostosowane tak aby pasowały do siebie i wytrzymywały ciśnienie wtrysku i ciśnienie podtrzymywania, przy czym każda matryca odpowiada określonej części wymaganego kształtu formowanego artykułu, zaś w stanie połączenia wzdłuż brzegu styku na krawędziach matryce tworzą wspólnie wnękę odwzorowującą całkowity kształt formowanego artykułu. Zastosowanie form składających się z wielu części, przynajmniej dwóch części, pozwala na wytwarzanie wysoce zróżnicowanych trójwymiarowych kształtów, np. kulistych, owalnych, kwadratowych, prostokątnych, wypukłych i wszelkich innych potrzebnych.

W formie obejmującej co najmniej dwie matryce, co najmniej jedna z nich jest zaopatrzona w elementy uszczelniające miejsca styku na krawędzi. Takie elementy uszczelniające obejmują korzystnie uszczelkę wykonaną z tworzywa elastomerycznego.

Forma ma wewnętrzna powierzchnię, której rozmiar i kształt mogą ulegać zmianie w zależności od postaci końcowego produktu.

Wewnętrzna powierzchnia formy może być pokryta częściowo lub całkowicie materiałem o właściwościach umożliwiających łatwe wyjmowanie, takich jak niska energia powierzchniowa lub inne właściwości, jak np. opisane w WO 97/20028. Przykładowo takimi materiałami są tworzywa sztuczne i polimery zawierające fluor, silikony i inne elastomery. Grubość takiej powłoki wynosi korzystnie mniej niż 1mm, korzystniej mniej niż 50 mikrometrów. Wewnętrzna powierzchnia formy może mieć kształt płaski, wklęsły lub wypukły, lub każdy inny wymagany. Kształt ten może być tak dobrany, aby uwzględniał skurcz sztaby i nie psuł wyglądu sztaby finalnej, np. mogą być stosowane powierzchnie silnie wypukłe.

Wewnętrzna powierzchnia formy może być ewentualnie wyposażona w zwierciadlane odbicia napisów lub logogramów, lub znaków, które mają pojawić się na powierzchni formowanego artykułu jako reliefy wklęsłe lub wypukłe.

Aby zapewnić łatwe oddzielenie artykułu od formy bez naruszenia lub uszkodzenia napisu na artykule można napis zaprojektować w ten sposób, aby krawędź zwierciadlanego odbicia napisu nie była dokładnie prostopadła do powierzchni matrycy lecz skierowana do niej pod odpowiednim kątem. Ponadto, aby zapobiec naruszeniu lub uszkodzeniu napisu lub logogramu lub znaku, wewnętrzna powierzchnia formy powinna mieć wykończenie wolne od zadziorów i skaz, i korzystnie powinna być starannie wypolerowana.

Wyciekaniu materiału z form obejmujących częściowe matryce można zapobiec przez dokładne dotarcie powierzchni łącza, np. przez wygładzenie powierzchni lub przez użycie uszczelki. W przypadku materiałów o wysokiej lepkości wystarczy ścisłe zetknięcie samych powierzchni. Obydwie matryce utrzymywane są razem przy użyciu śrub z nakrętkami lub przy zastosowaniu mechanizmu zaciskającego, np. mechanizmu hydraulicznego. W rozwiązaniu alternatywnym powierzchnie matryc mogą ześlizgiwać się po pochylonych płaszczyznach do oddzielnej obudowy, która pozwala formie wytrzyPL 192 004 B1 mywać boczne siły. Uzyskanie dobrej szczelności jest ważne zwłaszcza wtedy, gdy zastosowane ciśnienia nacisku i podtrzymania są bardzo wysokie.

Z reguły forma ma wlew; jest to otwór, przez który kompozycja detergentu może być doprowadzona do wnętrza formy. Z tego względu wlew jest z jednej strony otwarty do wnętrza formy, a z drugiej strony może być w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie z zespołem aplikującym ciśnienie.

Kompozycja może być doprowadzana z zespołu nadającego ciśnienie przez kanał doprowadzający (lub łącznik). Dlatego może okazać się potrzebne ogrzewanie lub chłodzenie kanału doprowadzającego. Kompozycję detergentu można wprowadzać do wnętrza formy bezpośrednio, bez użycia kanału doprowadzającego. Na przykład, kompozycja może być wprowadzana bezpośrednio przez dyszę.

Forma może obejmować szyjkę, tj. krótki kanał oddzielony wlewem od wnętrza formy. Przez tę szyjkę może być doprowadzana kompozycja detergentu. W rozwiązaniu alternatywnym dysza może wchodzić do wnętrza formy przez szyjkę i przez wlew i w ten sposób doprowadzać kompozycję detergentu.

W formie obejmującej matryce częściowe, wlew i/lub szyjka mogą być umieszczone całkowicie w jednej matrycy częściowej lub też uformowane na styku dwu lub więcej matryc częściowych. Wlew jest otwarty po jednej stronie do wnętrza formy, a po drugiej stronie jest przystosowany do kontaktu - dogodnie za pośrednictwem dyszy wchodzącej do formy przez szyjkę -z zespołem wywierania ciśnienia.

Formę można tak zaprojektować, aby mogła być zamknięta w momencie gdy jest pełna lub też w momencie gdy materiał w formie uległ w takim stopniu zestaleniu, że utworzona została zewnętrzna powłoka. Aby panować nad efektem skurczu, forma powinna być hermetyczna. W korzystnym wykonaniu wlew jest w stanie otwarcia w czasie gdy ciśnienie jest wywierane przez zespół aplikujący ciśnienie. Forma może być zamykana przy wlewie w momencie gdy materiał wewnątrz formy jest wciąż pod ciśnieniem.

Sposób wytwarzania można prowadzić systemem ciągłym przy użyciu większej liczby form krążących przez stację zasilania, w której następuje wstrzyknięcie kompozycji detergentowej pod ciśnieniem do każdej formy, po czym formy przechodzą przez kolejne etapy schładzania aż do zestalenia się materiału i wyjęcia go z formy, po czym formy zostają zawrócone do obiegu.

W formie obejmującej częściowe matryce, matryce takie mogą być zaprojektowane tak, że stopień przylegania zestalonych sztab detergentowych jest zróżnicowany. Dzięki temu uzyskuje się łatwość wyjmowania sztab z form w sytuacji gdy matryce zostają rozdzielone. Takie zróżnicowane przyleganie zestalonych sztab do powierzchni matryc można uzyskać np. przez nałożenie powłok na niektóre części matrycy i pozostawienie innych części nie pokrytych, albo przez użycie powłok o zróżnicowanych właściwościach przyczepności.

Odpowietrzanie

Formowanie wtryskowe na ogół wymaga zastosowania zespołów odpowietrzających, tzn. usuwających powietrze z formy w stanie napełnienia formy. Odpowietrzanie formy stosowane jest w różnych znanych procesach formowania wtryskowego, np. w przemyśle tworzyw termoplastycznych; takie sposoby odpowietrzania można również dogodnie stosować w sposobie według wynalazku, co jest zrozumiałe dla biegłych w dziedzinie.

Według wynalazku odpowietrzanie formy można uzyskać przez zastosowanie prostych elementów odpowietrzających, takich jak np. mały otwór(y) lub szczelina(y) w formie. Odpowietrzenie mogą dawać dwie, lub więcej, częściowe matryce formy doprowadzane do zetknięcia. W rozwiązaniu alternatywnym odpowietrzenie może stanowić integralną część formy lub matrycy. Kompozycja detergentu, która napełni formę a następnie zestali się, może zatkać taki punkt odpowietrzenia. W innym rozwiązaniu mała ilość materiału detergentowego może wyjść na zewnątrz formy przez otwór odpowietrzający i trzeba ją usunąć. Istnieje również możliwość zastosowania elementów odpowietrzających, które mogą być otwierane i zamykane, przy czym w czasie napełniania formy są one otwarte a po napełnieniu formy zostają zamknięte.

Wypływ powietrza z formy można także ułatwić stosując odpowiednie kształty formy i logogramu.

Wynalazek dostarcza także sposób odpowietrzania przez użycie materiału porowatego do budowy formy. Materiał porowaty obejmuje tutaj każdy materiał, który jest porowaty lub przepuszczalny dla gazu, mający pory o średnicy mieszczącej się w zakresie od 2 do 500 mikrometrów. Korzystnie rozmiary porów mieszczą się w zakresie od 5 do 50 mikrometrów, a zwłaszcza od 10 do 20 mikrometrów.

PL 192 004 B1

(A)	10-60%
(B)	0-60%
(C)	5-60%
(D)	1-25%
(E)	1-20%
(F)	0-20%
(G)	0-60%
(H)
(I)	0-10%

Materiał porowaty może stanowić część lub całość formy lub matrycy. Na przykład, materiał porowaty może być użyty tylko w miejscu odpowiadającym logogramowi.

Formy obejmujące materiał porowaty można stosować do wytwarzania sztab z kompozycji detergentowych, które są dostarczane w stanie stopionym i nie stopionym.

Materiałem porowatym nadającym się do zastosowania w formach dla uzyskania odpowietrzenia jest Metapor F100 AL, tj. mikroporowate, przepuszczalne dla powietrza aluminium, które można nabyć w firmie Portec, Ameryka Północna, oddział firmy NEST Technologies albo w firmie Portec Ltd., która jest firmą szwajcarską. Innym materiałem porowatym do użycia na matryce może być Porcerax II, rodzaj stali porowatej do nabycia w firmie Mold Steel, Inc., Erlanger KY, USA. Wyjęcie sztaby można również ułatwić wytwarzając ciśnienie, np. na powierzchni porowatej matrycy w sytuacji gdy forma została napełniona i kompozycja detergentu uległa zestaleniu w odpowiednio wysokim stopniu. W innym wykonaniu wynalazek przewiduje usuwanie powietrza obecnego w formie przez odessanie pod próżnią lub częściową próżnią w czasie napełniania lub korzystnie przed napełnieniem formy.

Dysza jest wyposażona w elementy umożliwiające odprowadzenie powietrza z formy w czasie gdy dysza napełnia formę materiałem. Korzystnymi rozwiązaniami są kanały biegnące równolegle na długości dyszy. Kanały takie znajdują się na prawie całej długości dyszy, z tym że korzystnie nie sięgają one do samego końca dyszy. W czasie gdy kompozycja detergentu wchodzi przez dyszę do wnętrza formy powietrze może wypływać z formy tymi kanałami. W korzystnym wykonaniu dysza jest usuwana z wnętrza formy gdy wnętrze to jest napełniane. Gdy dysza osiągnie punkt, w którym znajduje się zasadniczo na wysokości wlewu do formy, końcówka dyszy nie zaopatrzona w kanały stanowi skuteczne hermetyczne zamknięcie. W ten sposób możliwe jest użycie wymaganego ciśnienia podtrzymania.

Receptury sztab

Dogodne kompozycje detergentów do formowania wtryskowego obejmują następujące składniki: wagowych syntetycznego detergentu typu nie mydła wagowych rozpuszczalnego w wodzie czynnika strukturotwórczego, którego temperatura topnienia mieści się w zakresie 40-100°C wagowych nierozpuszczalnego w wodzie czynnika strukturotwórczego, którego temperatura topnienia mieści się w zakresie 40-100° C wagowych wody wagowych, w przeliczeniu na cały skład, jednego lub więcej amfoterycznego i/lub obojnaczego środka powierzchniowo czynnego wagowych, w przeliczeniu na cały skład, jednego lub więcej niejonowego środka powierzchniowo czynnego wagowych mydła inne ewentualne składniki jak opisano poniżej wagowych pełnego elektrolitu.

Syntetyczne detergenty nadające się do zastosowania w sposobie według wynalazku obejmują anionowe środki powierzchniowo czynne, takie jak alifatyczne C8-C22, aromatyczne sulfoniany (np. alkilobenzenosulfonian), siarczany alkilowe (np. siarczany alkilowe C12-C18), siarczany alkiloeterowe (np. siarczany alkilogliceryloeterowe).

Sulfoniany alifatyczne obejmują np. pierwszorzędowy sulfonian alkanu, pierwszorzędowy disulfonian alkanu, sulfonian alkenu, sulfonian hydroksyalkanu lub sulfonian alkilogiceryloeterowy (AGS).

Inne dogodne anionowe środki powierzchniowo czynne obejmują sulfobursztyniany alkilowe (obejmujące mono- i dialkilo-, np. C6-C22 sulfobursztyniany), tauryniany alkilowe i acylowe, sarkozyniany alkilowe i acylowe, sulfooctany, alkilofosforany, estry alkilofosforowe, estry alkoksyloalkilofosforowe, mleczany acylowe, bursztyniany i maleiniany monoalkilowe, sulfooctany.

Jeszcze innymi dogodnymi środkami powierzchniowo czynnymi są izetioniany acylowe (np. C8-C18). Estry te wytwarza się w reakcji izetionianu metalu alkalicznego z mieszanymi alifatycznymi kwasami tłuszczowymi mającymi w łańcuchu 6 do 18 atomów węgla i liczbę jodową mniejszą niż 20. Co najmniej 75% mieszanych kwasów tłuszczowych ma liczbę atomów węgla od 12 do 18, a 25% od 6 do 10 atomów węgla.

Izetionianem acylowym może być alkoksylowany izetionian w rodzaju opisanego przez Ilardi i in. w US 5 393 466, wprowadzony tutaj jako odniesienie do zastosowania w przedmiocie wynalazku.

PL 192 004 B1

Anionowe środki powierzchniowo czynne są korzystnie łagodne, tak że nie uszkadzają warstwy rogowej stratum corneum, tj. zewnętrznej warstwy skóry. Z reguły należy unikać silnych środków powierzchniowo czynnych, takich jak pierwszorzędowy sulfonian alkanowy lub sulfonian alkilobenzenowy.

Odpowiednie rozpuszczalne w wodzie czynniki strukturotwórcze obejmują średniocząsteczkowe tlenki polialkilenowe o dogodnej temperaturze topnienia (np. 40 do 100°C, korzystnie 50 do 90°C), a zwłaszcza poli(glikole etylenowe) lub ich mieszaniny. Stosowane poli(glikole etylenowe) (PEG) mogą mieć ciężary cząsteczkowe w zakresie 2000 do 25 000. Mogą być również stosowane rozpuszczalne w wodzie skrobie.

Dogodnymi nierozpuszczalnymi środkami strukturotwórczymi są z reguły nienasycone i/lub rozgałęzione długołańcuchowe (C8-C24) ciekłe kwasy tłuszczowe lub ich pochodne estrowe; i/lub nienasycone, i/lub rozgałęzione długołańcuchowe ciekłe alkohole lub ich pochodne eterowe. Może to być również krótkołańcuchowy nasycony kwas tłuszczowy, taki jak kwas kapronowy lub kwas kaprylowy. Przykładami dogodnych ciekłych kwasów tłuszczowych są kwas oleinowy, kwas izostearynowy, kwas linolowy, kwas linolenowy, kwas rycynolowy, kwas elaidynowy, kwas arachidonowy, kwas mirystolenowy i kwas palmitolowy. Pochodne estrowe obejmują izostearynian propylenoglikolowy, oleinian propylenoglikolowy, izostearynian glicerylowy, oleinian glicerylowy i poli(diizostearynian glicerylu).

Przykłady alkoholi obejmują alkohol oleilowy i alkohol izostearylowy.

Przykłady pochodnych eterowych obejmują kwas izostearynowy lub oleinokarboksylowy, lub alkohol izostearynowy, lub alkohol oleinowy.

Przykładami obojnaczych środków powierzchniowo czynnych, dogodnych do użycia w recepturach, są środki z grupy obejmującej w szerokim rozumieniu pochodne alifatycznych czwartorzędowych amoniowych, fosfoniowych i sulfoniowych związków, w których rodniki alifatyczne mają łańcuchy proste lub rozgałęzione, i w których jeden z podstawników alifatycznych zawiera od około 8 do około 18 atomów węgla, a jeden zawiera grupę anionową, np. grupę karboksylową, sulfonianową, siarczanową, fosforanową lub fosfonianową.

Detergenty amfoteryczne, które mogą być stosowane według wynalazku zawierają co najmniej jedną grupę kwasową. Może to być grupa karboksylowa lub grupa kwasu sulfonowego. Zawierają one azot czwartorzędowy i dlatego stanowią czwartorzędowe amidokwasy. Z reguły powinny one zawierać grupę alkilową lub alkenylową o 7 do 18 atomów węgla. Odpowiednie detergenty amfoteryczne obejmują proste betainy lub sulfobetainy.

Możliwe związki obojnacze i/lub amfoteryczne obejmują także amfooctany i diamfooctany.

Oprócz jednego lub więcej anionowego i amfoterycznego i/lub obojnaczego środka powierzchniowo czynnego układ środków powierzchniowo czynnych może ewentualnie zawierać środek niejonowy w stężeniu do 20% wagowych.

Niejonowe środki powierzchniowo czynne obejmują w szczególności produkty reakcji związków mających grupę hydrofobową i reaktywny atom wodoru, np. alkohole alifatyczne, kwasy, amidy lub alkilofenole z tlenkami alkilenowymi, zwłaszcza z samym tlenkiem etylenu lub w mieszaninie z tlenkiem propylenu. Szczególnymi niejonowymi związkami detergentowymi są kondensaty alkilo(C6-C22)fenoli z tlenkiem etylenu, produkty kondensacji alifatycznych (C8-C18) pierwszorzędowych lub drugorzędowych, liniowych lub rozgałęzionych alkoholi z tlenkiem etylenu oraz produkty wytworzone w reakcji kondensacji tlenku etylenu z produktami reakcji tlenku propylenu i etylenodwuaminy. Inne tzw. detergenty niejonowe obejmują długołańcuchowe trzeciorzędowe aminotlenki, długołańcuchowe trzeciorzędowe fosfinotlenki i sulfotlenki dialkilowe.

Związkiem niejonowym może być także amid cukrowy, taki jak amid polisacharydowy. Takim środkiem może być zwłaszcza jeden z laktobionamidów opisany w US 5 389 279, udzielonym Au i in., który niniejszym jest włączony przez odniesienie, lub też może to być jeden z amidów cukrowych opisany w US 5 009 814 udzielonym Kelkenbergowi i niniejszym włączony do zastosowania przedmiotowego przez powołanie.

Innymi środkami powierzchniowo czynnymi, które mogą być stosowane, są środki opisane w US 3 723 325 udzielonym Parran Jr., oraz niejonowe surfaktanty typu alkilopolisacharydów opisanych w US 4 565 647 udzielonym Llenado, przy czym obydwa są włączone do stosowania przedmiotowego przez powołanie.

Niejonowym środkiem powierzchniowo czynnym może być również rozpuszczalny w wodzie polimer zmodyfikowany chemicznie dla uzyskania jednej lub więcej części hydrofobowej. Na przykład blokowy kopolimer EO-PO zmodyfikowany hydrofobowo przy użyciu PEG, taki jak POE(200)glicerylostearynian może być włączony do receptur zastrzeżonych w przedmiocie wynalazku.

PL 192 004 B1

Receptury mogą ponadto zawierać ewentualnie do 60% mydła wytworzonego przy użyciu normalnych procedur mydlarskich. Na przykład stosowane mogą być produkty zmydlenia surowców naturalnych, takich jak łój, olej kokosowy, olej palmowy, olej ryżowy, olej rybi lub jakiekolwiek inne dogodne źródło kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach. Mydłem może być wysół płynny lub mydło fazy środkowej.

Ponadto kompozycje według wynalazku mogą ewentualnie obejmować poniższe składniki:

Rozpuszczalniki organiczne, takie jak etanol lub glikol propylenowy; pomocnicze zagęstniki takie jak karboksymetyloceluloza,krzemianglinowomagnezowy,hydroksyetyloceluloza,metyloceluloza, karbopole, glukamidy, lub Antil^® z firmy Rhone Poulenc; środki zapachowe, odczynniki maskujące (sekwestranty), takie jak sól czterosodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), EHDP lub mieszaniny w ilości 0,01 do 1%, korzystnie 0,01 do 0,05%; oraz środki barwiące, zmętniające i perłujące, takie jak stearynian cynku, stearynian magnezu, TiO2, EGMS (monostearynian etylenoglikolowy) lub Lytron 621 (kopolimer styren/akrylan); każdy z nich jest użyteczny przy polepszaniu wyglądu lub właściwości kosmetycznych produktu. Kompozycje mogą ponad to obejmować środki do zwalczania drobnoustrojów, takie jak 2-hydroksy-4,2',4'-trichlorodifenyloeter (DP300); środki konserwujące, takie jak dimetylolodimetylohydantoina (Glydant KL1000), parabeny, kwas sorbinowy itd.

Kompozycje mogą z korzyścią również obejmować acylomono- lub dietanoloamidy kwasów kokosowych jako środki wzmagające pienienie oraz sole silnie jonizujące, takie.jak chlorek sodu i siarczan sodu. Tego typu elektrolit jest korzystnie używany w stężeniu w zakresie pomiędzy 0 i5% wagowych, korzystnie mniej niż 4% wagowych.

Mogą być również z korzyścią stosowane przeciwutleniacze, takie jak np. butylowany hydroksytoluen (BHT), w ilościach około 0,01% lub więcej jeśli potrzeba.

Dogodne kationowe środki kondycjonujące obejmują środki kondycjonujące typu Quatrosoft LM-200 Polyquaternium-24, Merquant Plus 3330 - Polyquaternium 39; i Jaguar®.

Dogodne do stosowania poli(glikole etylenowe) obejmują Polyox WSR-205 PEG 14M, Polyox WSR-N-60K PEG 45M, Polyox WSR-N-750 PEG 7M i PEG o ciężarach cząsteczkowych mieszczących się w zakresie od 300 do 10000, takich jak występujące w handlu pod nazwą CARBOWAX SENTRY z firmy Union Carbide.

Dogodne zagęstniki obejmują Amerchol Polymer HM 1500 (nonoksynylohydroetyloceluloza; Glucam DOE 120 (PEG 120 dioleinian metyloglukozy); Rewoderm® (PEG modyfikowany estrem glicerynowym kwasu kokosowego, palmowego lub łojowego) z firmy Rewo Chemicals; Antil® 141 (z firmy Goldschmidt).

Gliny i wosk parafinowy.

Dalszymi ewentualnymi składnikami, które mogą być dodawane są deflokulanty polimerowe w rodzaju opisanych w US 5 147 576 (udzielonym Montague) włączonym tutaj przez powołanie.

Dalsze jeszcze składniki, które mogą być dodawane obejmują środki złuszczające skórę, takie jak perełki polioksyetylenowe, rozdrobnione łupiny orzecha kokosowego inasiona moreli. Kompozycje detergentowe stosowane w sposobie według wynalazku mogą obejmować typowe znane dodatki, takie jak środki zapachowe i środki barwiące.

Dodatki i środki pielęgnacyjne

Dla polepszenia właściwości sztabek, odczuwanych przez konsumenta, wskazanym może być wprowadzenie do receptury środków pielęgnacyjnych i/lub innych dodatków. Środki pielęgnacji skóry oznaczają produkty, które można wprowadzić do kompozycji detergentu i które odkładają się na skórze przy zetknięciu się kompozycji ze skórą, i które nadają lub utrzymują pożądane właściwości dla pielęgnacji skóry.

W kompozycjach detergentowych według wynalazku szczególnie korzystne jest użycie środków pielęgnacyjnych, takich jak np. składniki nawilżające.

Z reguły takie składniki pielęgnacyjne są zasadniczo nie mieszające się z kompozycją detergentową i ich obecność jest pożądana w postaci wyodrębnionych stref. Jeśli kompozycja detergentu ma konsystencję płynną tak jak w procesie odlewania, różnice gęstości pomiędzy składnikami pielęgnacyjnymi i płynną mieszaniną detergentu mogą doprowadzić do rozdzielenia się faz w układzie niemieszanym, tj. takim jaki mógłby wystąpić w formie po odlaniu. Środek pielęgnacyjny może występować jako faza jednoskładnikowa lub zawierająca kilka składników.

Jedną z trudności związanych z użyciem środków pielęgnacyjnych jest fakt, że ulegają one wymywaniu przez środki powierzchniowo czynne powodujące wytworzenie piany zanim zetkną się ze skórą. Jeden ze sposobów unikania tego zjawiska polega na heterogenicznym rozproszeniu środków

PL 192 004 B1 pielęgnacyjnych w sztabie, np. w postaci stref, które pozwalają na bezpośrednie przeniesienie środka pielęgnacyjnego w trakcie pocierania skóry sztabką detergentu. Ogólnie przyjmuje się, że środek pielęgnacyjny odkłada się w większych ilościach na skórze wtedy gdy jest on zdyspergowany heterogenicznie.

Aby uzyskać w trakcie mycia maksymalne odłożenie się środka pielęgnacyjnego na skórze pożądana może być regulacja rozmiarów stref zajmowanych przez środek pielęgnacyjny w finalnym produkcie sztabkowym. W układzie płynnym stabilizacja kropelek o specyficznym rozmiarze nastręcza trudności.

Strefy mogą mieć rozmiary 1 mikrometra do 1 mm. Korzystnie strefy mają rozmiar 15 do 500 mikrometrów, jak ujawniono w WO 96/02229. Korzystniej strefy mają rozmiar w zakresie 50 do 200 mikrometrów.

Sposób według wynalazku okazał się szczególnie przydatny dla wprowadzania środków pielęgnacyjnych do mieszaniny detergentowej, zwłaszcza gdy mieszanina ta ma konsystencję półstałą. Korzystnie środek pielęgnacyjny jest dodawany do kompozycji detergentowej w zespole zasilania kompozycji detergentu. Jeśli zespół podający kompozycję detergentu obejmuje zasilanie przy pomocy ślimaka, środek pielęgnacyjny można dodać w każdym dogodnym miejscu na długości podawania ślimakiem. W urządzeniu, w którym występuje profil temperaturowy można także dobrać temperaturę, w której dodaje się środek pielęgnacyjny. Można zatem wprowadzać środek pielęgnacyjny do rdzenia strumienia o dobranej lepkości. Przy zastosowaniu odpowiedniego wyposażenia i parametrów roboczych można również wprowadzać środek pielęgnacyjny do rdzenia przepływającego materiału o dobranym stopniu wymieszania i uformowania się struktury.

Można także regulować wielkość sił ścinających (mieszanie), którym poddawane są połączone materiały i wykorzystać je do regulacji wielkości stref środka pielęgnacyjnego. Okazało się, że środek pielęgnacyjny dodawany sposobem według wynalazku może pojawić się w finalnej sztabie kompozycji detergentu w postaci domen niesferycznych. Na ogół domeny takie mają kształt wydłużony.

Wytwarzane sztaby zawierające substancje takie jak środki pielęgnacyjne, które są zasadniczo niemieszalne z kompozycją detergentu, stanowią faktycznie układy dwufazowe. Jedna faza może po prostu zawierać środek pielęgnacyjny, natomiast druga faza zawiera kompozycję detergentu. Alternatywnie środek pielęgnacyjny może wchodzić w oddziaływania wzajemne z jednym lub więcej niż jednym składnikiem kompozycji detergentu i utworzyć oddzielną fazę zawierającą środek pielęgnacyjny.

Sztaba detergentu wytwarzana sposobem według wynalazku obejmuje kompozycję detergentu i składniki niemieszalne z kompozycjami detergentu, takie jak środek pielęgnacyjny, przy czym składnik nie mieszający się występuje w domenach niesferycznych. Inne składniki, takie jak środki zapachowe lub barwiące mogą być wprowadzane w ten sam sposób.

Środki pielęgnacyjne obejmują składniki, które nawilżają, kondycjonują lub chronią skórę. Stosowne środki pielęgnacyjne obejmują składniki nawilżające, takie jak np. olejki zmiękczające. Olejkiem zmiękczającym jest substancja, która zmiękcza skórę i utrzymuje ją w stanie elastycznym przez opóźnianie utraty wody i/lub chroni skórę.

Korzystne środki pielęgnacyjne obejmują:

oleje silikonowe, żywice i ich modyfikacje, takie jak liniowe i pierścieniowe polidimetylosiloksany; oleje amino, alkilo, alkiloarylo i arylosilikonowe.

Stosowany olej silikonowy może mieć lepkość w zakresie 1 do 100000 x 10^-6 m²/s.

Tłuszcze i oleje zawierające naturalne tłuszcze i oleje, takie jak oleje jojoba, sojowy, ryżowy, awokado, migdałowy, oliwkowy, sezamowy, z nasion moreli lub brzoskwiń, rycynowy, kokosowy, z norek, arachidowy, kukurydziany, z nasion bawełny, z pestek nasion palmy, rzepakowy, z nasion szafranu i słonecznikowy; masło kakaowe, łój wołowy, smalec; oleje utwardzone uzyskane przez uwodornienie olejów wymienionych wyżej; oraz syntetyczne jedno, dwu i trójglicerydy, takie jak gliceryd kwasu mirystynowego i gliceryd kwasu 2-etyloheksanowego;

Woski, takie jak wosk karnauba, olbrot, wosk pszczeli, lanolina i ich pochodne.

Hydrofobowe ekstrakty roślinne;

Węglowodory, takie jak ciekłe parafiny, wazelina, wosk mikrokrystaliczny, cerezyna, skwalen i olej mineralny;

Wyższe alkohole i kwasy tłuszczowe, takie jak kwas behenowy, palmitynowy i stearynowy; alkohole laurylowy, cetylowy, stearylowy, oleilowy, behenylowy, cholesterol i 2-heksadekanon;

Estry, takie jak ester cetylowy kwasu oktanowego, mleczan cetylu, mleczan mirystylu, palmitynian cetylu, mirystynian butylu, stearynian butylu, oleinian decylu, izostearynian cholesterylu, mirysty18

PL 192 004 B1 nian mirystylu, laurynian glicerylu, rycynolan glicerylu, stearynian glicerylu, mleczan alkilu, cytrynian alkilu, winian alkilu, izostearynian glicerylu, laurynian heksylu, palmitynian izobutylu, stearynian izocetylu, izostearynian izopropylu, laurynian izopropylu, linolan izopropylu, mirystynian izopropylu, palmitynian izopropylu, stearynian izopropylu, adypinian izopropylu, monolaurynian propylenoglikolu, rycynooleinianpropylenoglikolu,stearynianpropylenoglikolu, izostearynian propylenoglikolu;

Olejki eteryczne/lotne, takie jak olejki rybie, miętowy, jaśminowy, kamforowy, z białego cedru, gorzki olejek ze skórki pomarańczowej, ryu, terpentynowy, cynamonowy, bergamotowy, cytrusowy unshiu, tatarakowy, sosnowy, lawendowy, bajowy, goździkowy, hibowy, eukaliptusowy, cytrynowy, z roślin Trientalis, tymiankowy, citralowy,citronelowy,borneolowy,linalolowy,geraniolowy,pierwiosnkowy,kamforowy,tymolowy,spirantolowy, pinenowy, limonenowy i olejki terpenoidowe;

Lipidy takie jak cholesterol, ceramidy, estry sacharozy i pseudoceramidy, jak podano w EP-A556 957;

Witaminy, takie jak witamina A i E oraz estry alkilowe witamin włącznie z estrami alkilowymi witaminy C;

Filtry przeciwsłoneczne, takie jak cynamonian oktylometoksylowy (Parsol MCX) oraz butylometoksybenzoilometan (Parsol 1789);

Fosfolipidy; oraz

Dowolne mieszaniny powyższych składników.

Jeśli środek zmiękczający (skórę) może również działać jako środek strukturotwórczy, nie należy liczyć go podwójnie. Jeśli np. zawartość czynnika strukturotwórczego, którym jest alkohol oleilowy, wynosi 15%, to ten sam alkohol, funkcjonujący jako środek zmiękczający może być dodany w ilości co najwyżej 5%, ponieważ środek taki jakkolwiek funkcjonujący, tzn. jako zmiękczający czy strukturotwórczy, nie może przekroczyć zawartości 20%, korzystnie nie więcej niż 15% wagowych w przeliczeniu na skład kompozycji.

Ogólnie środek zmiękczający/olej stosowany jest w ilości od około 1do 20%, korzystnie 1do 15% wagowych w przeliczeniu na kompozycję. Ogólnie jego zawartość nie powinna przekroczyć 20% wagowych w przeliczeniu na skład kompozycji.

Załączony rysunek przedstawia urządzenie do przeprowadzenia sposobu według wynalazku.

Figura 1 przedstawia urządzenie do zastosowania sposobu według wynalazku (wytłaczarka jednoślimakowa -widok boczny).

Figura2 przedstawia wytłaczarkę dwuślimakową (w rzuciepłaskim),

Figura3 - wytłaczarkę dwuślimakową z głowicą wtryskową szeregową o niskich naprężeniach ścinających ze strefami odgazowania i z zasilaniem w fazie stałej (widok z boku),

Figura4 -widok od tyłu urządzenia z fig.2 (urządzenie do poruszania formy w czasie napełniania),

Figura 5 -urządzenie do stosowania w sposobie według wynalazku (prosta wytłaczarka tłokowa rzut płaski),

Figura6 przedstawia wewnętrzną budowę matrycy formy,

Figura 7 przedstawia zewnętrzną budowę formy,

Figura8 -inne możliwe wykonanie formy, a Figura9 przedstawia schemat układu do formowania wtryskowego detergentów.

Szczegółowy opis rysunków

Na Fig. 1pokazano urządzenie do wtryskowego formowania materiałów detergentowych ogólnie oznaczone symbolem 1 (urządzenie do formowania wtryskowego 'Sandretto' seria 7 HP 135).

Urządzenie obejmuje konwencjonalny zespół do zasilania kompozycją detergentu w postaci cząstek ciała stałego. Pokazany zespół jest ogólnie znany jako zasobnik zasilający 2 i obejmuje tłok 3, który naciska na luźną masę materiału detergentu w postaci cząstek. Cząstki materiału przemieszczają się z zasobnika zasilającego 2 do zasilającego urządzenia ślimakowego. Zasilające urządzenie ślimakowe obejmuje cylinder 4, który ma wewnętrzny cylindryczny otwór 5. Wewnątrz cylindra 4znajduje się pojedynczy ślimak 6 (ślimak do ugniatania tłoczywa, o średnicy 50 mm). Wyposażenie obejmuje zespół (nie pokazany na rysunku), który obraca ślimak 6 w sposób ciągły. Ślimak obraca się z szybkością 80 do 100 obrotów/min. Obroty ślimaka 6 powodują, że kompozycja detergentu przesuwa się w kierunku zaznaczonym strzałkami. Na bocznej powierzchni cylindra 4 rozmieszczone są niezależnie regulowane zespoły grzewcze w postaci przewodów 7, przez które przepływa ciecz. Zespół grzewczy podnosi temperaturę kompozycji detergentu do wartości, przy której może ona być podawana pod ciśnieniem i nie staje sięprzy tym kleista. Profil temperatury wzdłuż cylindra 4jest schodkowy.

PL 192 004 B1

Na drugim końcu cylindra 4 wewnętrzny cylindryczny otwór 5 maleje do rozmiarów dyszy 8, do której przyłączona jest (zespół łączący nie jest pokazany) dwuczęściowa forma aluminiowa 9, której wnętrze jest ukształtowane w postaci sztaby detergentu. W czasie działania ślimak 6 może poruszać się wewnątrz cylindra 4 i utworzyć strefę akumulacji 10 na końcu wewnętrznego cylindrycznego otworu 5.

Roboczo kompozycja detergentu może być przygotowana w postaci małych cząstek (o średniej średnicy w przedziale 1do 10 mm) przy użyciu wyposażenia znanego w technice, takiego jak walce chłodzone, prasy ślimakowe (pelotezy) z płytami tnącymi itd. Kompozycja detergentu w postaci cząstek wchodzi do zasobnika zasilającego 2, z którego jest podawana do zasilania ślimakiem. Ślimak 6 obraca się w sposób ciągły i transportuje materiał detergentu wzdłuż wewnętrznego cylindrycznego otworu 5. W czasie tego transportu temperatura materiału detergentu jest podwyższana przy pomocy zespołów grzewczych, tak że w punkcie wtrysku mieści się ona w przedziale wartości od temperatury otoczenia do 70°C.

Zespół (nie pokazany na rysunku) obraca ślimak zasilający 6 wzdłuż osi wewnętrznego cylindrycznego otworu 5.

Podczas działania kompozycja detergentu, mająca właściwości płynięcia, wprowadzana jest do strefy 10 w podwyższonej temperaturze. Gdy kompozycja detergentu zgromadzi się w tej strefie, zmusza ona ślimak 6 do cofnięcia się od dyszy 8 wskutek czego objętość strefy 10 wzrasta.

Gdy w strefie 10 osiągnięta zostanie dostateczna objętość, ślimak 6 jest przesuwany przez zespół hydrauliczny (nie pokazany na rysunku) w kierunku dyszy 8iw ten sposób wywiera ciśnienie na kompozycję detergentu w podwyższonej temperaturze, tak że kompozycja ta jest dostarczana przez dyszę do formy 9. Zawór zwrotny (nie pokazany na rysunku) zapobiega cofaniu się materiału wzdłuż ślimaka.

W stanie napełnienia formy ciśnienie może być w razie potrzeby utrzymywane w formie w czasie stygnięcia. W ten sposób w formie utrzymywana jest stała objętość detergentu w czasie skurczu przy chłodzeniu.

Formę można wyjąć z urządzenia i w razie potrzeby dochłodzić przed otwarciem.

Dla przyspieszenia schłodzenia kompozycji detergentu w formie można stosować zespół chłodzący formę, np. do wstępnego chłodzenia formy lub do późniejszego chłodzenia dwu formy przed opróżnieniem można stosować stały dwutlenek węgla, łaźnię lodowo-wodną lub zimną wodę.

Na Fig. 2 pokazano widok z boku urządzenia oznaczonego symbolem 11. Urządzenie 11 jest korzystnie stosowane do podawania kompozycji detergentu, która jest dostarczana w postaci cieczy. Urządzenie 11 mogłoby służyć także do zasilania kompozycją detergentu dostarczoną w postaci ciała stałego pod warunkiem, że byłoby wyposażone w odpowiednie zespoły zasilania.

Przewód 12 przyjmuje strumień kompozycji ciekłego detergentu dostarczany np. z oddzielnego węzła instalacji produkcyjnej. Przewód 12 jest połączony z wytłaczarką 13. Wytłaczarka 13 wyposażona jest w dwa współpracujące współbieżne ślimaki zasilające 14, 15, każdy jednozwojowy. Na końcu ślimaków znajdują się elementy mieszające o średnich wartościach naprężeń ścinających obejmujące trzypłatowe łopatki 26 i trzy 'tarcze topiące' 27, które wytwarzają ciśnienie wsteczne i powodują częściowe mieszanie. W strefach osłoniętych płaszczami wokół cylindra wytłaczarki 13 umieszczone są zespoły 16 regulacji temperatury. Zespoły te obejmują kanały na ciekłe czynniki chłodzące oraz grzejniki elektryczne. Zespoły regulacji temperatury w strefie A wytłaczarki utrzymywane są w niskiej temperaturze, np. 30°C, aby spowodować utworzenie się zestalonej kompozycji detergentu i w ten sposób uszczelnić końce wałów ślimaków 14, 15. W strefie oznaczonej B zespoły regulacji temperatury utrzymywane są w wysokiej temperaturze, tak aby kompozycja detergentu była w stanie ciekłym, co zapobiega zablokowaniu punktu zasilania. W strefie C (tj. w pozostałej części długości wytłaczarki) zespół 16 regulacji temperatury służy do kondycjonowania kompozycji detergentu i stopniowego doprowadzenia jej do wymaganej temperatury.

Zawór łącznikowy 17 przepuszcza kompozycję detergentu do głowicy wtryskowej 18, która obejmuje dwie komory wtryskowe 19. Komory wtryskowe 19 obejmują cylindry z wciąganymi tłokami 20. Głowica wtryskowa 18 zaopatrzona jest w dyszę 21, której opis jest podany niżej w związku z Fig. 4. Zawór łącznikowy 17, głowica wtryskowa 18 i komory wtryskowe 19 są wyposażone w grzejniki elektryczne (nie pokazane na rysunku) służące do regulacji temperatury.

W czasie pracy urządzenia stopiona kompozycja detergentu o temperaturze w zakresie 90 do 95°C jest podawana do wnęki zasilającej wytłaczarki 13 i dalej przesuwana przez współbieżne ślimaki w kierunku zaznaczonym strzałką przez zawór łącznikowy 17 do komór wtryskowych 19. W tym punk20

PL 192 004 B1 cie temperatura wynosi mniej niż 70°C. W pierwszej fazie operacji materiał detergentu gromadzi się w komorach wtryskowych, przy czym tłoki 20 są równocześnie przesunięte. Gdy uzbiera się dostateczna objętość kompozycji detergentu, tłoki 20 zostają uruchomione przez ciśnienie hydrauliczne (nie pokazane na rysunku), przy czym ciśnienie jest wywierane na kompozycję detergentu, która jest tłoczona przez dyszę 21 do formy, której opis podano niżej.

Na Fig. 3 przedstawiono urządzenie 28 w bocznym widoku. Urządzenie obejmuje wytłaczarkę z dwoma współmieszającymi, współbieżnymi ślimakami zasilającymi, z których każdy jest jednozwojowy, jak przedstawiono na Fig. 2. Ogólną konfigurację obu współpracujących ślimaków można dobrać do konkretnego zastosowania. Na końcu ślimaków umieszczone są elementy mieszające o umiarkowanych siłach ścinania i elementy ugniatające, jak przedstawiono na Fig. 2. Elementy mieszające i ugniatające mogą być rozmieszczone pomiędzy elementami transportującymi ślimaka o różnym skoku. Zespoły regulacji temperatury obejmujące kanały dla przepływu ciekłego czynnika chłodzącego oraz zespoły grzejników elektrycznych rozmieszczone są w strefach osłoniętych płaszczami wokół cylindra wytłaczarki (jak pokazano na Fig. 2).

W zależności od przyjętego rozwiązania zespołu zasilania, urządzenie jest dostosowane do przyjmowania wsadu w postaci materiału ciekłego, półstałego lub stałego. Do strefy D wytłaczarki doprowadzany jest materiał detergentu w postaci drobnych cząstek przez zasilacz 29 ciała stałego. Materiały płynne doprowadzane są do strefy E wytłaczarki przez zespoły 30 zasilania cieczą. W strefie H wytłaczarki pokazany jest otwór 31 odgazowujący. W strefie J wytłaczarki umieszczony jest zespół 32 do podawania ciał stałych, tzn. do wprowadzania do wytłaczarki środków pomocniczych w fazie stałej. W strefie K pokazano przewód 33 używany do wprowadzania ciekłych dodatków przy użyciu pompy (nie pokazanej na rysunku). Ponieważ strefy wytłaczarki mogą być traktowane wymiennie należy przyjąć, że ciała stałe, ciecze i dodatki mogą być doprowadzane w dowolnym miejscu na całej długości ślimaka. Dla wytworzenia danego produktu można dostarczać jeden lub cały szereg surowców.

Na wyjściu z wytłaczarki umieszczony jest zawór trójdrożny 34, który jest wykorzystywany do pobierania próbek i do zawracania do obiegu. Gdy zawór ten jest ustawiony w położeniu przelotowym, materiał kondycjonowany z wytłaczarki przechodzi do akumulatora 36, który obejmuje cylindryczną komorę 37 i tłok 38. Położenie tłoka 38 w cylindrycznej komorze 37 zmienia się w zależności od przepływu materiału do akumulatora lub na zewnątrz. Ciśnienie pneumatyczne, wywierane na tłok utrzymuje materiał zawarty w akumulatorze pod stałym ciśnieniem, dzięki czemu powstaje bufor pomiędzy ciągłym przepływem z wytłaczarki i okresowymi potrzebami zasilania głowicy wtryskowej 39. Zawór trójdrożny 34 oraz akumulator 36 mają płaszcze o kontrolowanej temperaturze.

Głowica wtryskowa usytuowana jest prostopadle do wytłaczarki z osią umieszczoną w pionie. Posiada ona zespół regulacji temperatury (nie pokazany na rysunku).

Głowica wtryskowa 39 obejmuje hydrauliczne urządzenie uruchamiające 40, połączony z nim trzpień obrotowy 41, komorę wlotu 42, komorę wtrysku 43, pierścieniowy zawór kontrolny 44 jednokierunkowy oraz zawór wtryskowy 45. Pokazano także dyszę 46 i formę 9. W razie potrzeby dyszę i formę można wstępnie podgrzać przed wykonaniem wtrysku.

W trybie ładowania zawór wtryskowy 45 jest zamknięty. Ciśnienie nad pierścieniowym zaworem kontrolnym jest większe niż pod zaworem i zawór przesuwa się w położenie dolne. Wtej sytuacji materiał może przepływać przez pierścieniowy zawór kontrolny pomiędzy trzpieniem wtryskowym i ścianą cylindra. W momencie gdy ruch urządzenia uruchamiającego przesunie hydraulicznie wgórę trzpień wtryskowy, przygotowany materiał wpływa do komory wtryskowej. Proces ładowania jest zakończony w momencie gdy trzpień jest w położeniu górnym.

Średnica trzpienia jest jak najmniejsza (uwzględniając warunki wytrzymałości mechanicznej), aby uzyskać maksymalną możliwą powierzchnię przepływu i w ten sposób wywierać jak najmniejsze działanie ścinające podłużne na płynący materiał.

Gdy ciśnienie poniżej zaworu jest większe od ciśnienia panującego nad zaworem, zawór przesuwa się w położenie górne i odcina komorę wtrysku od komory wlotu. W tym momencie urządzenie ładowane jest dla wykonania wtrysku. Zastosowanie takiego pasywnego systemu zaworów eliminuje konieczność użycia zaworów regulacyjnych na wlocie i dopuszcza wpływ do formy na zasadzie pierwszyna wejściu pierwszy na wyjściu.

W trybie wtryskiwania zawór wtryskowy 45 jest otwarty, cylinder jest hydraulicznie sprowadzony w dół, a ciśnienie w komorze wtryskowej wzrasta powyżej wartości ciśnienia panującego w komorze wlotowej. Powoduje to zamknięcie pierścieniowego zaworu kontrolnego. W miarę jak trzpień przesuwa

PL 192 004 B1 się w dół wraz z urządzeniem uruchamiającym, materiał płynie od komory wtryskowej przez otwarty zawór wtryskowy do wnętrza formy przez dyszę 46.

Przesunięcie hydraulicznego urządzenia uruchamiającego określa objętość materiału doprowadzonego do formy. Ciśnienie hydrauliczne określa szybkość z jaką materiał jest dostarczany do formy.

Wywierane ciśnienie jest mierzone w odpowiednim miejscu wewnątrz głowicy wtryskowej 39. W przypadku urządzenia według Fig. 3 ciśnienie wywierane było mierzone przez urządzenie uruchamiające. Ponadto mierzone było także ciśnienie w punkcie bezpośrednio przed dyszą. Ciśnienie to podane jest w tabelach 3 do 5 jako ciśnienie wtrysku.

Na Fig. 4 pokazano widok od tyłu urządzenia z Fig. 2. Jednak konfiguracja dyszy i formy nadaje się równie dobrze do urządzenia z Fig. 3. Na szczycie widoczna jest dysza 46 wraz z komorami wtryskowymi 19 i tłokami 20.

Pokazana jest także forma 9. Przedłużenie dyszy 47 sięga do gniazda 48 formy 9 przez otwór na szczycie. Forma 9 jest zmontowana na płycie 49, która jest przesuwana w górę i w dół przez system hydrauliczny 50 lub ręcznie.

W czasie pracy tłoki 20 są uruchamiane aby doprowadzić kompozycję detergentu pod ciśnieniem z cylindrów wtryskowych; kompozycja detergentu przepływa przez dyszę 46 i przedłużenie dyszy 47 i wpływa do gniazda 48 formy. Szybkość posuwania się tłoków 20 zależy od szybkości cofania się płyty 49. W rezultacie forma 9 opada w momencie gdy gniazdo 48 jest napełnione kompozycją detergentu. Płynąca pod ciśnieniem kompozycja detergentu stara się wypełnić dno gniazda. Szybkość cofania się płyty 49 jest tak dobrana, aby końcówka przedłużenia dyszy 47 znajdowała się zawsze tuż poniżej powierzchni kompozycji detergentu w gnieździe 48. W ten sposób uzyskuje się dobre wypełnienie.

Alternatywnie równie dobre wypełnienie uzyskuje się jeśli ruch płyty 49 zastąpi się ruchem dyszy 46. Dyszę przesuwa się do podstawy gniazda 48 i wysuwa z formy w momencie gdy gniazdo zostaje napełnione kompozycją detergentu.

W korzystnym wykonaniu dysza jest karbowana szeregiem pionowych rowków 51, każdy o głębokości 1 mm. Rowki te ciągną się od szczytu dyszy do odległości około 10 mm od końcówki. Gdy dysza znajduje się w formie, powietrze wychodzi z formy przez rowki. Gdy dysza jest usunięta, forma jest uszczelniona przez dyszę i w ten sposób utrzymywane jest ciśnienie wewnątrz formy.

Na Fig. 5 pokazano prostą wytłaczarkę tłokową do użycia w sposobie według wynalazku. Zbiornik lub cylinder 52 ma urządzenie grzewcze 53 i utrzymuje temperaturę próbki w zakresie od temperatury pokojowej (RT) do 100°C. Wraz z mechanizmem napędowym i regulatorem prędkości 55 przewidziany jest nurnik 54. Na spodzie zbiornika umieszczony jest przekaźnik 56 z indykatorem ciśnienia. Jeden koniec kanału doprowadzającego 57 jest przykręcony śrubami do dna zbiornika. Drugi koniec kanału doprowadzającego jest połączony z otworem wtryskowym 58 do formy 59 przy użyciu śrub gwintowanych. Do wyjścia kapilary 60 podłączona jest pompa próżniowa, która odsysa formę przed jej napełnieniem.

Na Fig. 6 pokazano matrycę 61 formy wykonanej z aluminium. Matryca formuje gniazdo 62 o objętości około 60 mililitrów. Wewnętrzna powierzchnia gniazda jest wypukła i znajdują się na niej reliefy wypukłe, stanowiące odbicia zwierciadlane napisu 63 wymaganego na powierzchni uformowanej wtryskowo sztaby. Wewnętrzna powierzchnia gniazda pokryta jest warstwą 64 teflonu o grubości 35 mikrometrów. Gdy obie matryce są złączone dla utworzenia gniazda, który odpowiada końcowemu kształtowi tabliczki formowanej wtryskowo, gniazdo jest otwarte przez wlew 65. Wlew ten łączy zbiornik zasilania przez kanał doprowadzający z gniazdem. Wyciekaniu materiału z formy zapobiega uszczelka 66 umieszczona na powierzchniach styku obu części matrycy. Forma jest połączona z pompą próżniową przy pomocy kapilary 67 o średnicy 1,5 mm. Koniec kapilary 68 oddalony od gniazda jest nagwintowany i połączony z zaworem, który z kolei jest połączony z pompą próżniową. Zamknięcie zaworu pomaga osiągnąć wysokie ciśnienia wtrysku wewnątrz formy, którą uprzednio odessano pod próżnią. Matryca jest wyposażona w otwory 69, przez które obie części matrycy skręca się śrubami.

Na Fig. 7 pokazano zewnętrzne powierzchnie formy obejmującej dwie matryce, jak na Fig. 5, połączone ze sobą. Matryce mają skrzydełka /żeberka 70dla podwyższenia sprawności chłodzenia.

Na Fig. 8 przedstawiono inne wykonanie formy, w której zewnętrzne powierzchnie matryc 71 są pochylone tak, że matryce formy mogą przemieszczać się ślizgowo po wewnętrznych pochylonych powierzchniach obudowy 72, aby wytrzymywać ciśnienie wtrysku.

PL 192 004 B1

Na Fig. 9 przedstawiono układ formowania wtryskowego według wynalazku, który obejmuje zbiornik zasilania 73, serię form 74 zmontowanych na przenośniku 75, przy czym sposób według wynalazku obejmuje przejście każdej z tych form przez zbiornik zasilania, gdzie kompozycja detergentu jest wstrzykiwana pod formy pod ciśnieniem, a następnie przechodzi przez etapy chłodzenia aż do całkowitego zestalenia się i forma zostaje opróżniona, po czym wraca do obiegu.

Wynalazek jest bliżej opisany w oparciu o poniższe przykłady, które w niczym nie ograniczają zakresu wynalazku.

Przykład I.

Zastosowano urządzenie do formowania wtryskowego z posuwisto-zwrotnym ślimakiem, jak pokazano na Fig. 1, stanowiące handlowe urządzenie SANDRETTO Series 7 HP135, w którym są trzy strefy o regulowanej temperaturze. Urządzenie było wyposażone w cylinder ze ślimakiem o średnicy 50 mm do tłoczywa o konsystencji ciasta. Zespół zasilania obejmował konwencjonalny zbiornik zasilający lub zasilanie ręczne, w zależności od rodzaju materiału. Zastosowano obroty ślimaka w granicach 80 do 100 obrotów/minutę.

Forma 9 składała się z pary aluminiowych matryc określających kształt sztabki. Matryce były typu konwencjonalnego, używanego przy stemplowaniu sztabek detergentu, z tym, że zmodyfikowano je poprzez dodanie otworu zasilającego, który mieścił dyszę i małych otworów rozlokowanych w odpowiednich miejscach formy, które umożliwiały odgazowanie w czasie napełniania.

Formowaniu wtryskowemu poddano kompozycje detergentowe oznaczone jako receptury A, B i C.

Receptura A % wagowy składnika aktywnego

Bezpośrednio zestryfikowane izetioniany kwasów tłuszczowych 27,00

Mieszanina kwasów palmitynowego i stearynowego 17,00

Koko amido propylobetaina 5,00

Maltodekstryna 10,00

Stearynian sodu 6,00

PEG 8000 21,62

PEG 300 2,05

PEG 1450 4,95

Woda 4,50

Izetionian sodu 2,16

Drobne dodatki (konserwanty, środki zapachowe, barwiące itd.) 1,72

RAZEM 100,00

Receptura B obejmowała białe walcowane mydło handlowe UK Lux z września 1996.

Receptura C obejmowała walcowane handlowe sztabki toaletowe Dove z czerwca 1996.

Kompozycje detergentów wprowadzano do zbiornika zasilającego w postaci małych cząstek (o granulacji w przybliżeniu 1 do 10 mm). Cząstki te uzyskano przez posiekanie handlowych sztabek lub przez użycie handlowych walców chłodzących, lub przez użycie urządzenia typu prasy ślimakowej i krajalnicy. W tym samym doświadczeniu wprowadzono ręcznie kompozycję detergentową do urządzenia. Następnie urządzenie do formowania wtryskowego zastosowano do wtryskiwania kompozycji detergentu do formy. Kompozycje detergentu wprowadzane do formy miały konsystencję półstałą. Przed napełnieniem formy były wstępnie ochłodzone mieszaniną woda/lód i wysuszone. Po kilku minutach w warunkach otoczenia formy wyjmowano z wtryskarki i otwierano. Właściwości sztabki oceniano na podstawie łatwości wyjęcia z formy i wyglądu powierzchni. Wyniki zestawiono w tabeli 1. Jak widać, urządzenie do formowania wtryskowego według Fig. 1 nadaje się do wytwarzania sztabek detergentów, które po krótkim czasie można z łatwością wyjąć z formy, i których powierzchnia ma wygląd zadowalający do doskonałego.

Przykład II.

Zastosowano urządzenie z Fig. 2 obejmujące wytłaczarkę BETOL z dwoma współbieżnymi ślimakami o średnicy 40 mm, mającą osiem stref regulacji temperatury. Regulowano również temperatury zaworu łącznikowego 17 oraz zespół głowicy wtryskowej 18, 19, 20.

PL 192 004 B1

Na końcu wytłaczarki ślimakowej umieszczono nową końcówkę wtryskową typu tłokowego.

Kompozycje detergentowe podane niżej wytwarzano w postaci stopionej i wprowadzano do wytłaczarki przy zastosowaniu pompy dozującej firmy Bran& Luebbe. Wprowadzany stop miał temperaturę 90 do 95°C. Otrzymywany był w zbiorniku zasilającym z podgrzewaniem i mieszaniem.

Przy napełnianiu formę obsługiwano ręcznie lub hydraulicznie przy zastosowaniu mechanizmu przesuwania formy według Fig. 4.

Formowaniu wtryskowemu poddano kompozycje detergentowe o recepturach D i E.

Receptura D % wagowy składnika aktywnego

Bezpośrednio zestryfikowane izetioniany kwasów tłuszczowych 38,0

Glikol propylenowy 21,5

Stearynian sodu 12,2

Palmitynian sodu 12,2

Woda 16,1

RAZEM 100,0

Receptura E % wagowy składnika aktywnego

Bezpośrednio zestryfikowane izetioniany kwasów tłuszczowych 27,8

Stearynian sodu 14,6

Glikol propylenowy 17,8

Kwas stearynowy 12,8

PEG 8000 9,7

Koko amido propylobetaina 4,9

Wosk parafinowy 2,9

Izetionian sodu 0,4

Woda 5,6

Drobne dodatki (konserwanty, środki zapachowe, barwiące itd.) 2,5

RAZEM 100,0

Urządzenie zastosowano do wytwarzania sztabek detergentów w pewnym przedziale temperatur, które następnie wyjmowano z form i sprawdzano pod względem łatwości wyjmowania z formy i jakości powierzchni. Wyniki zestawiono w tabeli 2. Jak widać urządzenie według Fig. 2 pozwala wytwarzać sztabki detergentu odznaczające się dobrą jakością.

Uwagi do tabel 1i 2 *1 Strefy temperaturowe: 1,2 (doprowadzenie wsadu), 3,4,5,6,7,8 (elementy mieszające), 9 (zawór łączący i głowicę wtryskową) 10 (cylindry) *2 Formy chłodzono przy użyciu suchego lodu (dla uzyskania temperatur w obszarze -5°C), łaźni woda-lód (dla uzyskania temperatur do 10°C) oraz wody i otaczającego powietrza (dla uzyskania temperatur wyższych od 10°C).

PrzykładIII.

Zastosowano urządzenie pokazane na Fig. 3 obejmujące dwuślimakową wytłaczarkę BETOL z dwoma współbieżnymi ślimakami o średnicy 40 mm, ośmiu strefach regulacji temperatury i głowicą wtryskową szeregową. Kompozycję detergentu o recepturze E wytworzono w postaci stopionej (95°C) i trzymano w zbiorniku zasilającym z podgrzewaniem i mieszaniem. Kompozycję podawano do strefy E wytłaczarki przy użyciu pompy dozującej Bran & Luebbe. Do strefy D wprowadzano kompozycję detergentu o recepturze B w temperaturze otoczenia w postaci krajanki o średnicy 4 mm, przy użyciu zasilacza Ktron. Rejestrowano maksymalne ciśnienie wtrysku i czas przebywania. Wyniki zestawiono w tabeli 3.

W momencie wprowadzania do formy kompozycje detergentu miały konsystencję półstałą. We wszystkich doświadczeniach forma przed napełnieniem miała temperaturę otoczenia, a do chłodzenia stosowano stały CO2, który przykładano na zewnętrznej stronie formy na określony czas po czym trzymano formę w temperaturze otoczenia przez dalszych 5 minut.

PL 192 004 B1

Eksperymenty te dowodzą, że jakość powierzchni sztabki można polepszyć przez zastosowanie ciśnienia podtrzymywania po napełnieniu formy bez szkody dla łatwości wyjmowania sztabek z formy.

Tabela 1

Receptura	Temp. strefy, °C	Temp. napełniania, °C	Objętość formy, ml	Temp. formy przed napełnieniem, °C	Łatwość wyjmowania z formy	Wygląd powierzchni
wlot	środek	wylot
A	40	50	50	50	~75	10-15	bardzo łatwo	doskonały
B	45	55	65	60, 6	~75	10	łatwo	zadowalający; widoczne linie płynięcia; dobry połysk
C	40	50	50	46,8	~100	11	łatwo	zadowalający; widoczne niektóre linie płynięcia

Tabela 2

Recep- tura	Temp. w strefach, °C (*1)	Temp. napełniania, C	Objętość formy, ml	Temp. formy przed napełnieniem, °C (*2)	Łatwość wyjmowa- nia	Wygląd powierzchni	Uwagi
D	32, 100, 80, 70, 70, 70, 70, 70, 45, 45	49	100	7	łatwo	dobry, słabe linie płynięcia	Forma obsługiwana ręcznie
E	30, 100, 80, 70, 70, 70, 65, 35, 55, 55	47	100	10	przywiera, ale daje się wyjąć	zadowa- lający	Forma obsługiwana hydraulicznie
E	30, 100, 80, 70, 70, 70, 62, 47, 60, 60	60	75	-5	łatwo	dobry	Forma obsługiwana hydraulicznie
E	27, 100, 80, 73, 65, 61, 37, 45, 60, 60	61	75	20	bardzo nieznaczne przyleganie	dobry	Forma obsługiwana hydraulicznie

Tabela 3

Recep- tura	Temperatura w strefach, °C (*1)	Temp. napełniania, °C	Objętość formy, g	Chłodzenie suchym lodem, min	Łatwość wyjmowania z formy	Czas przebywania, s	Maks. ciśnienie wtrysku, kPa (psig)	Wygląd
1	2	3	4	5	6	7	8	9
E	70, 70, 70, 70, 70 70, 70, 70, 70, 70	70	100	2	łatwo	6	303,4 (44)	tłusta powierzchnia sztabka poprawna
E	31, 95, 80, 70, 60 50, 45, 55, 55, 55	53	125	0,5	nieznaczne przywieranie po jednej stronie	0	1420,3 (206)	wklęśnięcia, głównie po jednej stronie
E	31, 95, 80, 70, 60 50, 45, 55, 55, 55	53	125	0,5	łatwo	1	1792,6 (260)	bardzo niewielkie wklęśnięcia
E	31, 95, 80, 70, 60 50, 45, 55, 55, 55	53	125	0,5	łatwo	6	1406,5 (204)	bez wklęśnięć; powierzchnia bardzo dobra

PL 192 004 B1 cd. tabeli 3

1	2	3	4	5	6	7	8	9
E	31, 95, 80, 70, 60 50, 45, 55, 55, 55	53	125	0,5	łatwo	6	1613,4 (234)	bez wklęśnięć; powierzchnia bardzo dobra
B	50, 50, 50, 50, 50 50, 50, 50, 50, 50	50	100	0,6	łatwo	6	5315,8 (771)	zadowalający; widoczne pewne linie płynięcia

Uwagi do tabeli 3 *1 Strefy temperaturowe obejmują 1, 2 (doprowadzenie wsadu), 3, 4, 5, 6, 7, 8 (elementy mieszające), 9 (zawór łączący i akumulator), oraz 10 (głowicę wtryskową).

P r z y k ł a d IV.

Formowaniu wtryskowemu poddano kompozycję detergentu o recepturze E z równoczesnym dodatkiem środka pielęgnacyjnego. W oddzielnych doświadczeniach wykonanych przy użyciu urządzenia z Fig. 3, do wytłaczarki dwuślimakowej wprowadzano dwa oleje silikonowe (o lepkości 100 i 60 000 x 10^-6 m²/s). Natężenie przepływu oleju silikonowego regulowano przy użyciu pompy dozującej Seepex, tak aby przybliżone stężenie oleju silikonowego w sztabce finalnej wynosiło 2-15% wagowych. W niektórych eksperymentach do strumienia oleju silikonowego dodawano barwnik, którego obecność w sztabce można było ocenić wzrokowo w prowadzonych doświadczeniach. Przy wprowadzaniu do formy kompozycje detergentu miały konsystencję półstałą. W podobnych warunkach sztabki wytworzone z olejem dawały się równie łatwo wyjmować z form, jak sztabki wytworzone bez dodatku oleju.

Przed napełnieniem formę utrzymywano w temperaturze otoczenia, a chłodzenie prowadzono w sposób opisany w przykładzie III.

Dla oznaczenia rozkładu oleju silikonowego w sztabkach zastosowano metodę protonowego NMR o wysokiej rozdzielczości. Pomiary NMR wykonywano na próbkach pobranych z sześciu miejsc w sztabce (trzy z wnętrza sztabki i trzy z powierzchni sztabki). Wyniki przedstawiono w tabeli 4.

Analiza mikroskopowa wykazała, że olej silikonowy występował w sztabce w postaci nieregularnie uformowanych stref, a nie w postaci kropelek. Informację o średniej objętości stref uzyskano przez podgrzanie próbki i wypłynięcie oleju w postaci kropelek i pomiar ich średnicy. Rozmiary strefy zmieniały się wraz z lepkością oleju (przy mniejszej lepkości, mniejsze strefy) i zmianą warunków mieszania w obszarze dozowania (przy zastosowaniu ślimaka z gładkimi zwojami śrubowymi uzyskiwano większe strefy aniżeli przy użyciu elementów ugniatająco-mieszających), co dowodziło możliwości regulowania rozmiarów strefy.

Tabel a 4

Recep- tura	Temperatura w strefach, °C	Temp. napełniania, °C	Olej silikonowy, x10-6m2/s	Dozo- wanie oleju (strefa)	Maks. ciśnienie wtrysku, Pa (psig)	Czas przebywania, s	Chłodzenie suchym lodem, min	Uwagi
1	2	3	4	5	6	7	8	9
E	32, 95, 80, 72 65, 60, 55, 55 55, 55	55	60,000 10% w/w	G	2061,5 (299)	6	1	gładka, sucha powierzchnia; dobre wykończenie; nieznaczne wgłębienia; łatwe wyjmowanie z formy
E	32, 95, 80, 72 65, 60, 55, 55 55, 55	55	60,000 5% w/w	G	2227,0 (323)	6	1	jakość sztabek dobra do doskonałej; łatwe wyjmowanie z formy; olej na powierzchni formy

PL 192 004 B1 cd. tabeli 4

1	2	3	4	5	6	7	8	9
E	32, 95, 80, 72 65, 60, 55, 55 55, 55	55	60,000 2% w/w	G	2289,1 (332)	6	1	jakość sztabek dobra do doskonałej; 1H-NMR wykazał obecność 1,69-1,95% wag. oleju silikonowego (średnio 1,85%)
E	32, 95, 80, 72 65, 60, 55, 55 55, 55	55	100 15% w/w	K	2468,3 (358)	6	1	łatwe wyjmowanie z formy lekko kleiste w dotyku; 1H-NMR wykazał obecność 14,2-17,7% wag. oleju silikonowego (średnio 15,8%)
E	32, 95, 80, 72 65, 60, 55, 55 55, 55	53	100 10% w/w	K	2592,4 (376)	6	1	łatwe wyjmowanie z formy tłusta pozostałość na powierzchni formy; sztabka doskonała
E	30, 100, 80, 70, 70, 60, 55 45, 50, 50	50	100	K				nie stosowano elementów mieszania; rozprowadzenie fazy ruchomej w sztabce oznaczano przy po- mocy 1H-MRI

Tabel a 5

Re- cep- tura	Temperatura w strefach, °C	Temp. napełniania, °C	Objętość formy, g	Chłodzenie suchym lodem, min	Łatwość wyjmowania z formy	Czas przebywania, s	Maks. ciśnienie wtrysku, Pa (psig)	Wygląd
F	24, 55, 55, 50, 50 45, 45, 40, 40, 40	40	100	5	kłopotliwe	6	1599,6 (232)	sztabka poprawna
F	31, 70, 70, 55, 45 35, 35, 35, 35, 35	35	100	1	nieznaczne przywieranie do logogramu	0	951,5 (138)	sztabka poprawna

P r zyk ł a d V.

Zastosowano urządzenie z Fig. 3 do wytwarzania przez formowanie wtryskowe sztabek o recepturze F.

Receptura F % wagowy składnika aktywnego

Bezpośrednio zestryfikowane izetioniany kwasów tłuszczowych 7,60

Stearynian sodu 4,75

SLES-3EO 11,87

PL 192 004 B1

Kwasy tłuszczowe	4,26
PEG 8000	9,49
Koko amido propylobetaina	11,87
Monostearynian gliceryny	20,64
Monolaurynian gliceryny	20,64
Woda	3,79
Olej słonecznikowy Drobne dodatki do 100%	4,75
RAZEM	100,00
Przy wprowadzaniu do formy kompozycja detergentu miała konsystencję półstałą. Temperatura form przy napełnianiu była równa temperaturze otoczenia. P r zyk ł a d VI.
Do formowania wtryskowego dwóch typowych receptur G zastosowano wytłaczarkę tłokową pokazaną na Fig. 5.	i H detergentu do higieny osobistej
Receptura G	% wagowy składnika aktywnego
Mydło*	76,7
Woda	22,0
TiO2	0,3
Środek zapachowy	1,0
RAZEM	100,0
Receptura H	% wagowy składnika aktywnego
Kokoilo izetionian sodu	49,5
Kwas stearynowy	20,0
Kwas tłuszczowy kokosowy	3,0
Izetionian sodu	4,7
Liniowy siarczan alkilobenzenowy(LAS)	2,0
Chlorek sodu	0,4
Mydło**	8,3
Stearynian sodu	3,0
Środek zapachowy	1,3
Różne	0,7
Woda	7,1
RAZEM	100,0

Rozkład długości łańcuchów kwasów tłuszczowych zawartych w mydle podaje tabela 6 mieszanina soli sodowych kwasów występujących w łoju i w kokosach.

T ab el a 6. Rozkład długości łańcuchów kwasów tłuszczowych występujących w mydle użytym w recepturze G

Długość łańcucha	% wagowy
1	2
C8	0.81
C10	1.06
C12	15.70
C14	5.80
C16	38.22
C16:1	0.07

PL 192 004 B1 cd. tabeli 6

1	2
C18	7.05
C18:1	26.30
C18:2	4.01
C20	0.19
Inne	0.79
Razem	100

Kompozycję detergentu wprowadzono do zbiornika i zawartość zbiornika ogrzewano do uzyskania wymaganej temperatury materiału wsadu. Połączono z sobą matryce i kanał doprowadzający podłączono do wlewu do formy wtryskowej. Drugi koniec kanału doprowadzającego przyśrubowano do dna zbiornika. Kanał doprowadzający i formę podgrzano, a następnie utrzymywano w wymaganej temperaturze przy użyciu grzejnika typu taśmy. Temperaturę zewnętrznej powierzchni formy mierzono przy użyciu płaskiej termopary typu żelazo/konstantan.

Gdy temperatura wsadu i temperatura formy osiągnęły wymagane wartości, podłączono pompę próżniową do nagwintowanej części kapilary 60 wyjściowej z formy i przed napełnieniem formy poddano ją działaniu próżni. Na przewodzie pompy próżniowej umieszczono pułapkę suszącą aby zapobiec wtargnięciu wilgoci do oleju pompy próżniowej. Poziom próżni w gnieździe formy mierzono przy użyciu manometru próżniowego umieszczonego na przewodzie pompy próżniowej.

Następnie włączono nurnik 54, po czym do formy wstrzyknięto gorący wsad z regulowaną szybkością, w mm/min, której wartość obserwowano na panelu przyrządów pomiarowych. Nominalna pojemność ciśnienia urządzenia nurnikowego wynosiła 5067,6 kPa (735 psi) i w momencie przekraczania tej wartości automatyczny system wyłączania zatrzymywał ruch nurnika.

Ciśnienie mierzone w układzie przekaźnika-miernika 56 odczytywane było na panelu przyrządów pomiarowych w miliwoltach, w zakresie 0-1013 mV, odpowiadającym 0-5067,6 kPa (0-735 psi) spadku ciśnienia w urządzeniu do formowania wtryskowego. Podłączony szeregowo komputer rejestrował wskazania przekaźnikowe ciśnienia w miliwoltach w funkcji czasu.

Po napełnieniu formy i wyłączeniu nurnika, formę wciąż jeszcze przyłączoną do kanału doprowadzającego odłączano od zbiornika zasilającego i pozostawiano do ostygnięcia.

Następnie otwierano obie matryce formy i wyjmowano sztabki zestalonego detergentu.

Do chłodzenia formy stosowano wymuszony ruch strumienia powietrza o temperaturze około 27°C i szybkości około 3,6 m/s. Wsad wprowadzany do formy miał konsystencję półstałą i wykazywał strukturę częściowo uporządkowaną na skutek obecności faz ciekłokrystalicznych.

W tabeli 7 podano korzystne parametry robocze dla formowania wtryskowego kompozycji o podanych recepturach

T ab el a 7. Optymalne parametry robocze

Receptura	Temperatura zasilania, °C	Temp. formy przed napełnieniem, °C	Ciśnienie mierzone, Pa (psi)	Czas chłodzenia, min
G	90	90	5067,6 (735)	20
H	60	40	5067,6 (735)	20

Stwierdzono, że sposobem według wynalazku można uzyskać tabletki o dobrym wykończeniu powierzchni i zadowalającej jakości logogramu.

Przeprowadzono porównanie końcowych wartości użytkowych produktu o recepturze H wytworzonego przez formowanie wtryskowe z konwencjonalną sztabką detergenta wytłaczanego z zastosowaniem sił ścinających. Sztabki formowane wtryskowo i sztabki kontrolne miały jednakowe masy (około 75 g) i jednakowe kształty (prostokątne). W tabeli 8 zestawiono końcowe właściwości użytkowe, takie jak szybkość zużycia, kleistość, pienienie się i tendencja do pękania.

Szybkość zużycia okazała się porównywalna w przypadku obu tabletek. Objętość wytworzonej piany była większa w przypadku sztabki uformowanej wtryskowo, aniżeli w przypadku sztabki kontrolPL 192 004 B1 nej. Ocena kleistości wypadła słabo w przypadku sztabek formowanych wtryskowo. Sztabki obydwu rodzajów nie wykazywały pękania.

Tabel a 8. Ocena sztabek o recepturze G formowanych wtryskowo w porównaniu ze sztabkami kontrolnymi wytłaczanymi i wytworzonymi z użyciem sił ścinania.

	Wymiar	Tabletka kontrolna	Tabletka formowana wtryskowo	„t” obliczone	„t” z tablic	Uwagi
Stopień zużycia	g	28.3	31.9	31.9	2.78	nieznaczące
% zużycia	--	27.8	25.1	2.4	2.78	nieznaczący
Gąbczastość w głąb po 4 dniach	mm	2.7	4.8	9.2	2.78	znaczące
Pękanie	skala ocen 0-14	Żadna tabletka nie wykazała pękania
Piana: w miękkiej	ml	413	436	9,2	2,78	znaczące
w twardej wodzie		339	384	12,7	2,78	znaczące

Zastrzeżenia patentowe

Claims (14)

1. Sposób wytwarzania sztabek detergentu, obejmujący etap wywierania ciśnienia na kompozycję detergentu i wprowadzenia kompozycji detergentu do formy, znamienny tym, że forma jest zasadniczo zamknięta, a ciśnienie w momencie wejścia kompozycji do formy wywiera się większe niż 202,7 kPa, przynajmniej przez część tego czasu, przez który kompozycja detergentu wchodzi do formy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja detergentu jest co najmniej w części uporządkowana strukturalnie w momencie wprowadzania do formy.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że utrzymuje się temperaturę kompozycji detergentu poniżej 70°C w czasie wchodzenia jej do formy.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycję detergentu wchodzącą do formy studzi się od i/lub poprzez fazę ciekłokrystaliczną.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas wprowadzania do formy utrzymuje się konsystencję kompozycji detergentu zasadniczo półstałą.

6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że podczas wprowadzania kompozycji do formy temperaturę kompozycji detergentu utrzymuje się w zakresie od 40°C do 70°C.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycję detergentu ogrzewa się w czasie wprowadzania lub przed wprowadzeniem do formy.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycję detergentu schładza się w czasie wprowadzania lub przed wprowadzeniem do formy.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do formy kompozycję detergentu miesza się ze składnikami takimi, jak środek pielęgnacyjny.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że mieszanie przeprowadza się w wytłaczarce ślimakowej.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podtrzymuje się ciśnienie wywierane na kompozycję detergentu przez pewien czas po napełnieniu formy.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ogrzewa się formę przed wprowadzeniem kompozycji detergentu do formy.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że formę odsysa się próżniowo przed wprowadzeniem kompozycji detergentu do formy.

14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że dodaje się środek pielęgnacyjny lub inny dodatek do kompozycji detergentu, która ma strukturę przynajmniej częściowo uporządkowaną oraz wywiera się ciśnienie wyższe niż 202,7 kPa na kompozycję detergentu zawierającą ten środek pielęgnacyjny lub dodatek i wprowadza się kompozycję do zasadniczo zamkniętej formy.