WO2015060225A1 - 液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法 - Google Patents

液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法 Download PDF

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WO2015060225A1
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stirring
liquid
liquid composition
tank
time
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恭子 大西
秀明 吉岡
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ライオン株式会社
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    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F23/43Mixing liquids with liquids; Emulsifying using driven stirrers
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    • C11D11/00Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/0094Process for making liquid detergent compositions, e.g. slurries, pastes or gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/50Perfumes

Definitions

  • the present invention relates to a liquid composition manufacturing apparatus and a liquid composition manufacturing method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-218277 for which it applied to Japan on October 21, 2013, and uses the content here.
  • liquid compositions containing surfactants such as shampoos, hair rinses, body soaps, softeners, liquid clothing detergents, kitchen detergents, toothpastes, etc. satisfy the user's request while maintaining common basic performance. According to diversification, it is required to produce a variety of liquid compositions to which aroma, color tone, or other characteristic components are added.
  • the entire component including the characterizing component is mixed and prepared as a final composition, and then temporarily stored It is generally stored in a container such as a container or the like, and transported by piping or transported and filled with the container itself.
  • a stirring vessel having a stirring blade having a plurality of blades and a baffle plate in the vicinity of the vessel wall is used (for example, FIG. 4 in Patent Document 1). Etc.).
  • a stirring blade in order to improve stirring efficiency, it is common to install a stirring blade in multiple stages (for example, two or three stages).
  • the prepared common component liquid and the feature-imparting component are alternately charged from the storage tank into two stirring tanks, stirred and mixed, and alternately extracted from each stirring tank.
  • a method of obtaining a liquid composition by performing the method is also conceivable (see, for example, FIG. 5 in Patent Document 1).
  • the switching cleaning performed at the time of switching between production varieties may be performed by cleaning only the portion downstream from the stirring tank in which the characteristic components are mixed. Accordingly, if uniform mixing in the stirring tank can be realized in a short time and the stirring tank can be miniaturized, there is a possibility that the washing burden can be greatly reduced.
  • the present inventors are provided in the vicinity of the stirring blade 112 having four pitched paddles in two stages and the tank wall 111 as shown in FIG.
  • a conventional stirring tank 100 equipped with a baffle plate 120 a common component liquid of a detergent containing a surfactant and a stirring and mixing of a characteristic-imparting component such as a fragrance and a pigment can be mixed in a short time of about several minutes.
  • a characteristic-imparting component such as a fragrance and a pigment
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in producing a liquid composition by a masterbatch method, even when mixing a characteristic component such as a fragrance and a common component liquid, it is uniform in a short time. It is possible to perform agitation and mixing, and it is possible to perform cleaning in changing the varieties in a short time, and to produce a high-quality liquid composition without reducing the production capacity
  • An object of the present invention is to provide an apparatus for producing a liquid composition and a method for producing a liquid composition.
  • the present invention comprises a substantially cylindrical stirring vessel for mixing at least a common component liquid prepared by preparing a common component of a liquid composition containing a surfactant and the remaining characteristic-imparting components containing a fragrance.
  • An apparatus for producing a liquid composition wherein the agitation tank includes a tank body that contains the common component liquid and the characteristic-imparting component, a stirring blade that is disposed inside the tank body, and the liquid composition after mixing.
  • a discharge unit that discharges the liquid to the outside, and further, two stirring tanks are provided, and each of the stirring tanks is sequentially stirred and mixed with the common component liquid and the feature-imparting component, and mixed.
  • the tank body is configured to discharge the liquid composition later, and the tank body is formed with a smooth inner wall surface and a bottom inner surface, and the inner diameter of the tank body and the tank body.
  • the common component liquid contained inside The ratio of the characteristic-imparting component to the maximum liquid surface height ⁇ tank diameter D / liquid surface height h ⁇ is in the range of 0.9 to 2.0. It is composed of a single-stage blade that is disposed in the vicinity of the inner surface of the bottom portion and rotates.
  • the production capacity S per unit time of the liquid composition of the production apparatus is in the range of 1 to 30 (ton / hr),
  • the maximum capacity of the stirring tank is 1000 kg or less
  • the extraction time T of the liquid composition from the stirring tank is in the range of 2 to 8 (min)
  • the extraction time T, the stirring tank The relationship between the common component liquid and the characterizing component charging time I and the common component liquid and the characterizing component stirring time t in the stirring tank after completion of charging is expressed by the following equation (1).
  • the stirring time t is 1 (min) or more.
  • the liquid composition extraction rate F (kg / min) from the stirring vessel is more preferably in the range of 80 to 160 (kg / min). preferable.
  • the set charge W (kg) of the common component liquid and the characteristic imparting component to the stirring tank is in the range of 300 to 600 (kg). Is more preferable.
  • the present invention provides a method for producing a liquid composition, comprising a mixing step of preparing at least a common component of a liquid composition containing a surfactant and mixing the common component liquid and the remaining characterizing component containing a fragrance. And the mixing step comprises stirring and mixing the common component liquid and the feature-imparting component using the liquid composition manufacturing apparatus of the present invention. To do.
  • the viscosity of the liquid composition obtained by mixing the common component liquid and the feature-imparting component is in the range of 700 to 1500 (mPa ⁇ s). It can be configured.
  • An apparatus for producing a liquid composition comprising at least two tanks having a substantially cylindrical stirring tank for mixing a common component liquid containing at least a surfactant and a characterizing component containing at least a fragrance
  • the stirring tank includes a tank body, a stirring blade disposed inside the tank body, and an extraction unit for extracting liquid from the tank body.
  • Each agitation tank is configured to sequentially perform the agitation and mixing of the common component liquid and the characterizing component, and the extraction of the liquid composition after mixing.
  • the tank body has a tank wall inner surface and a bottom inner surface formed with smooth surfaces, and has an inner diameter (D) of the tank body and a maximum height (h) of the liquid surface of the liquid stored in the tank body.
  • the stirring blade is disposed in the vicinity of the bottom inner surface of the tank body, and is composed of a rotatable one-stage blade.
  • the maximum capacity of the stirring tank is 1000 kg or less
  • the production capacity S per unit time of the liquid composition of the production apparatus is in the range of 1 to 30 (ton / hr)
  • the extraction time T of the liquid composition from the stirring tank is in the range of 2 to 8 (min)
  • the extraction time T, the preparation of the common component liquid and the characteristic-imparting component into the stirring tank The relationship between the time I and the stirring time t of the common component liquid and the characterizing component in the stirring tank after completion of the preparation is expressed by the following formula (1), and the stirring time t is 1 (min
  • the set charge W (kg) of the common component liquid and the feature-imparting component to the stirring tank is in the range of 300 to 600 (kg).
  • ⁇ 1> or ⁇ 2> An apparatus for producing the liquid composition as described.
  • a method for producing a liquid composition comprising a mixing step of mixing the common component liquid and a characterizing component containing at least a fragrance, In the mixing step, the common component liquid and the feature-imparting component are stirred and mixed using the liquid composition production apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>.
  • ⁇ 5> The method for producing a liquid composition according to ⁇ 4>, wherein the viscosity of the liquid composition is in a range of 700 to 1500 (mPa ⁇ s).
  • a common component liquid that contains a surfactant and has a relatively high viscosity, and a perfume that is a relatively low viscosity and low specific gravity oil component, a pigment, and the like When producing a liquid composition by mixing with a characteristic-imparting component, even when producing a liquid composition that tends to cause thickening due to mixing of an oily characteristic-imparting component such as a fragrance, and is likely to cause poor mixing. Thus, it is possible to perform stirring and mixing uniformly in a short time.
  • the burden of the cleaning process when switching the product type that is, the switching of the common component liquid to be used and the characteristic imparting component is reduced, and the cleaning can be performed in a short time. Therefore, it is possible to produce a liquid composition without reducing the production capacity. Therefore, it is possible to produce a high-quality, multi-product liquid composition with high productivity.
  • the common component liquid and the characteristic-imparting component are mixed as described above.
  • stirring and mixing can be performed uniformly in a short time.
  • cleaning at the time of product changeover in a short time it is possible to produce a high-quality liquid composition without reducing the production capacity.
  • FIG. 1 is a process diagram for explaining the overall configuration of a liquid composition manufacturing apparatus (hereinafter may be abbreviated as a manufacturing apparatus) 1 and a manufacturing method using the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment. is there.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the stirring tank 10 provided in the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is an example of a photograph showing the state of the liquid composition A in the stirring tank 10 after stirring and mixing, obtained by the method using the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment.
  • the liquid composition A obtained by the manufacturing apparatus 1 of this embodiment and the manufacturing method using the same as shown in FIGS. 1 and 2 includes at least a common component B including a surfactant and a fragrance. It is obtained by mixing a component C with a characteristic other than component B.
  • a thing with high aromaticity is mentioned.
  • the color tone In order to add features such as smoothness and touch of hair (in the case of shampoos and rinses), deodorization and sterilization (in the case of kitchen detergents, etc.), the addition of a feature-imparting component C corresponding to each characteristic is mentioned. It is done.
  • the above-mentioned common component liquid B is mainly composed of a surfactant and moisture, and generally has a feature that its viscosity is higher than that of the characterizing component C. Moreover, when this common component liquid B and the characteristic-imparting component C containing oily components, such as a fragrance
  • the manufacturing apparatus 1 and the manufacturing method of the present embodiment are, for example, liquids obtained by mixing a fragrance as a characteristic imparting component C with a common liquid component B having a viscosity of 100 to 600 (mPa ⁇ s).
  • a common liquid component B having a viscosity of 100 to 600 (mPa ⁇ s).
  • This is more effective in the production of a liquid composition when the viscosity of the composition A is 700 to 1500 (mPa ⁇ s). That is, when the viscosity of the liquid composition A is 700 to 1500 (mPa ⁇ s), the extraction time T from the stirring tank of the production apparatus 1 of the present embodiment may be in the range of 2 to 8 (min). This is preferable because it is possible.
  • the liquid composition A manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes at least a common component liquid B in which a common component of a liquid composition containing a surfactant is prepared, and a fragrance.
  • a substantially cylindrical stirring tank 10 for mixing the remaining characteristic imparting component C is provided, and two stirring tanks 10A and 10B are provided as shown in FIG.
  • the common component liquid supply part 2 for preparing the common component liquid B and supplying it to the stirring tank 10, and the liquid composition A obtained by the stirring tank 10 are used.
  • the common component liquid supply unit 2 has a function of preparing a common component liquid B by stirring and mixing various components including a surfactant.
  • the common component liquid supply unit 2 may include an intermediate tank for storing the prepared common component liquid B.
  • the common component liquid supply unit 2 may include a vacuum device for removing bubbles contained in the prepared common component liquid B.
  • flavor, to the common component liquid B accommodated in the stirring tank 10 are provided.
  • the characteristic imparting component C the characteristic imparting component supply unit 5A supplies a pigment (characteristic imparting component C1), and the characteristic imparting component supply unit 5B supplies a fragrance (characteristic imparting component C2). It is preferable that the characteristic imparting component supply units 5A and 5B have a function of stirring and mixing various components constituting the characteristic imparting component.
  • the common component liquid supply unit 2 and the agitation tanks 10A and 10B are connected by a pipe 6a via a pump 31 and valves 71 and 72, and between the characteristic imparting component supply part 5A and the agitation tanks 10A and 10B. Is connected by a pipe 6b via a pump 32 and valves 73 and 74, and the characteristic-imparting component supply unit 5B and the stirring tanks 10A and 10B are connected by a pipe 6c via a pump 33 and valves 75 and 76. Yes. Further, the agitation tanks 10A and 10B and the filling machine 4 are connected to each other by a pipe 6d via a pump 34 and a valve 77, respectively, so that liquid feeding to the next process is possible.
  • the “extraction unit for extracting liquid from the tank body” refers to a configuration including the pump 34 and the valve 77 connected to the stirring tanks 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B and the filling machine 4.
  • the stirring tank 10 (10A, 10B) with which the manufacturing apparatus 1 of this embodiment is equipped is arrange
  • a stirring blade 12 including a plurality of stirring bars 12a for mixing the components accommodated in the main body 11 is provided.
  • a total of two stirring tanks 10 are provided, and each of these two stirring tanks 10A and 10B sequentially stirs and mixes the common component liquid B and the characteristic imparting component C. Then, it is set as the structure which stirs and mixes in the at least any one stirring tank 10, extracting liquid composition A which is a liquid mixture alternately.
  • the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment by adopting a so-called master batch type configuration, it is possible to continuously extract the liquid composition A that is a product, and high productivity is achieved. It is obtained.
  • a flow meter 81 for detecting the flow rate of the common component liquid B supplied to the stirring tank 10 is provided in the path of the pipe 6 a, and the pipe 6 b
  • a flow meter 82 for detecting the flow rate of the characteristic-imparting component C1 supplied to the stirring tank 10 is provided in the path, and further, the characteristic-imparting component C2 supplied to the stirring tank 10 is provided in the path of the pipe 6c.
  • a flow meter 83 for detecting the flow rate is provided.
  • a flow meter 84 for detecting the flow rate of the liquid composition A fed to the filling machine 4 is provided in the path of the pipe 6d.
  • the above-described flow meters 81 to 84 are provided so that the flow rates of raw materials and products between the processes can be managed in detail.
  • the manufacturing apparatus 1 may be equipped with the measurement unit for measuring the stirring time of the common component liquid B and the characteristic provision component C in the stirring tank 10A or 10B.
  • the production apparatus includes an extraction amount and an extraction time of the liquid composition from the agitation tank, an addition amount and an addition time of the common component liquid and the characteristic-imparting component, and an agitation tank. It is preferable to provide a control unit that controls each of the stirring time of the common component liquid and the characteristic imparting component.
  • control unit includes a time T of extracting the liquid composition from the stirring tank, a charging time I of the common component liquid and the characteristic imparting component to the stirring tank, and the common in the stirring tank after the completion of the charging. It is more preferable that the relationship between the component liquid and the stirring time t of the characterizing component is configured to satisfy the following formula (I). Extraction time T ⁇ ⁇ preparation time I + stirring time t ⁇ (1) In the above formula (1), the extraction time T is in the range of 2 to 8 (min).
  • the control unit may be composed of the flow meters 81 to 84 described above and a measuring instrument that measures the stirring time. In one aspect of the present invention, the control unit may control the flow meters 81 to 84 and a measuring instrument for measuring the stirring time by a computer.
  • an emulsification tank or the like conventionally used for preparing the common component liquid B such as a body soap can be used without any limitation.
  • transduces the common component liquid B into the stirring tank 10A, 10B using the pump 31 from the common component liquid supply part 2 like the example shown in FIG. 1 is employable. .
  • the feature-imparting component supply unit 5 those conventionally used for the preparation and supply of feature-imparting components such as fragrances and pigments can be used without any limitation.
  • the feature-imparting component supply unit 5 of the present embodiment includes a feature-imparting component supply unit 5A that supplies a pigment as the feature-imparting component C (C1), and a fragrance as the feature-imparting component C (C2). It is comprised from the characteristic provision component supply part 5B to supply.
  • each characteristic provision component C1 and C2 after adding each characteristic provision component C1 and C2 to the common component liquid B accommodated in the stirring tank 10, respectively, it is set as the structure which can be stirred and mixed, It is not limited, For example, after preparing the mixing layer for characteristic provision components separately, using this mixed layer and mixing each characteristic provision component C1 and C2 beforehand, this mixed liquid is introduced into the stirring tank 10 You may comprise.
  • the stirring tank 10 includes the tank body 11 and the stirring blade 12, and is configured as an open kettle (tank) in which the upper opening 10a is opened.
  • the agitation tank 10 of the present embodiment does not have a sealed structure and employs a configuration in which the upper part is opened, so that, for example, cleaning at the time of product type switching can be easily performed in a short time.
  • the tank body 11 constituting the agitation tank 10 of the present embodiment is such that the tank wall inner surface 11A and the bottom inner surface 11B are not provided with a baffle plate as in a conventional agitation tank, and are flat without irregularities. It is formed as a smooth surface.
  • a baffle plate is installed in a stirring vessel as in a production apparatus that has been generally used, there is a problem that a high concentration of the characteristic imparting component stays in the vicinity of the baffle plate, resulting in poor mixing. When such poor mixing occurs, it becomes a serious problem in quality, for example, it can be visually confirmed that the common component liquid not colored by the pigment remains as it is.
  • the stirring tank 10 having a configuration in which no obstacle such as a baffle is provided therein, for example, it is possible to prevent the characteristic imparting component C from staying in the vicinity of the baffle, Uniform mixing is possible in a short time. Further, since the baffle plate is not provided, the cleaning performance in the tank at the time of product type switching work in the manufacturing apparatus 1 is improved, so that the cleaning work can be performed in a short time and the residue (dirt in the tank) ) Can be prevented, and a high-quality liquid composition A can be produced with high productivity.
  • the ratio (tank diameter D / liquid level height h) to the maximum liquid level height (m) of the liquid composition A is in the range of 0.9 to 2.0. .
  • the stirring blade 12 is configured as a single-stage blade, and therefore, by defining ⁇ tank diameter D / liquid level height h ⁇ within the above range. Further, the stirring efficiency (mixing efficiency) can be further increased.
  • the inner diameter (D) of the tank body of the stirring tank and the height of the tank body can be appropriately designed so that the maximum capacity of the stirring tank is 1000 kg or less. From the viewpoint of productivity, the tank body The inner diameter (D) is preferably 0.5 to 1.5 m.
  • the height of the tank body is preferably 0.5 to 1.5 m. If the inner diameter (D) of the tank body and the height of the tank body are within the above ranges, the ratio between the inner diameter (D) of the tank body and the maximum liquid surface height (h) of the liquid stored in the stirring tank (D / h) is preferable because it can be easily controlled within the range of 0.9 to 2.0.
  • the maximum capacity of the stirring tank means the total volume inside the stirring tank, which is the same as the limit charge amount.
  • the stirring blade 12 is accommodated in the tank body 11, and is rotated by, for example, a motor 12A and a stirring shaft 12B.
  • the stirring blade 12 provided in the stirring vessel 10 of the present embodiment has a configuration in which a plurality of stirring bars 12a, in the illustrated example, four stirring bars 12a are connected to the tip of the stirring shaft 12B.
  • the stirring blade 12 can be, for example, a four pitched paddle (inclined paddle), and is arranged in the vicinity of the bottom inner surface 11B of the tank body 11 so as to rotate.
  • the stirring blade 12 is comprised as a 1 step
  • the total length of the stirring blade 12, that is, the distance from the connecting portion with the motor for rotationally driving the stirring blade 12 to the lower end portion can be appropriately set based on the size of the stirring tank 10.
  • the total length of the stirring blade 12 is preferably 0.5 to 2 m.
  • the length of the stirring bar 12a is preferably 20 to 145 cm when the total length of the stirring blade 12 is 0.5 to 2 m.
  • the inclination angle of the stirring bar 12a is preferably 10 to 80 °.
  • the stirring blade 12 is configured as a single-stage blade, and the stirring blade 12 is disposed in the vicinity of the bottom inner surface 11B of the tank body 11 so that the common component liquid B and the characteristic-imparting component C are contained in the tank. Immediately after the supply is started, the stirring blade 12 can be rotated to start the stirring process. Further, since the stirring efficiency can be improved by arranging the stirring blade 12 below the tank body 11, the common component liquid B and the feature-imparting component C that are originally difficult to mix can be uniformly provided without providing a baffle plate or the like. Can be mixed. When the stirring blade is composed of multiple stages, for example, two stages, liquid separation of upper and lower layers occurs during stirring and mixing, and uniform mixing may be difficult.
  • the number of the stirring blades 12a of the stirring blade 12 configured as a single-stage blade is not particularly limited. However, if the number of stirrers 12a constituting the stirring blade 12 is in the range of 2 to 8, for example, an optimum stirring force can be obtained, and the common component liquid B and the characteristic imparting component C can be uniformly distributed in a short time. It is preferable from the standpoint that the effect of mixing can be obtained remarkably, and the range of 2 to 4 is more preferable.
  • the diameter d of the stirring blade 12 is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of the inner diameter D (m) of the tank body 11.
  • ⁇ the diameter d of the stirring blade 12 / the tank body 11 The ratio of the inner diameter D ⁇ is preferably in the range of 0.3 to 0.7. If the ratio of ⁇ the diameter d of the stirring blade 12 / the inner diameter D of the tank body 11 ⁇ is less than 0.3, the common component liquid B and the characteristic imparting component C may not be sufficiently mixed. Even if it exceeds 0.7, it is difficult to improve the mixing efficiency only by increasing the burden on the power source such as a motor.
  • the stirring force of the stirring tank 10 is configured to rotate the stirring blade 12 so that the power per unit volume of the mixed solution is about 0.7 to 1.6 kW / m 3. Preferably it is. If the stirring force is less than 0.7 kW / m 3 , the mixing becomes insufficient and a uniform liquid composition may not be obtained. Moreover, even if the stirring power is increased more than necessary beyond 1.6 kW / m 3 , only bubbles are mixed in the liquid or the load of the power source such as a motor is increased. For example, as a thickener If polymer compounds are used, there is a possibility that the viscosity may be reduced. If clay minerals are added, the structure may collapse and the viscosity may increase with time. There is a case.
  • the production capacity S per unit time of the liquid composition A of the production apparatus 1 is further in the range of 1 to 30 (ton / hr), and stirring is performed.
  • the maximum capacity of the tank 10 is configured to be 1000 kg or less
  • the extraction time T of the liquid composition A from the stirring tank 10 is in the range of 2 to 8 (min)
  • the extraction time T is in the range of 2 to 8 (min)
  • the relationship between the charging time I of the common component liquid B and the characteristic imparting component C to the stirring tank 10 and the stirring time t of the common component liquid B and the characteristic imparting component C in the stirring tank 10 after the completion of the charging is as follows ( 1) and the stirring time t is 1 (min) or more.
  • the extraction time T the extraction time (min) of the liquid composition A from the stirring tank 10
  • the charging time I the common component liquid B and the characterizing component C to the stirring tank 10
  • Preparation time (min) stirring time (min) of the common component liquid B and the characteristic-imparting component C in the stirring tank 10.
  • the extraction amount and extraction time of the liquid composition from the stirring tank, the charging amount and charging time of the common component liquid and the characteristic imparting component to the stirring tank and It is preferable to include a control unit that controls each of the stirring time of the common component liquid and the characteristic imparting component in the stirring tank.
  • the control unit is more preferably configured to satisfy the formula (1).
  • the extraction rate F (kg / min) of the liquid composition A from the stirring tank 10 is preferably in the range of 80 to 160 (kg / min) in consideration of productivity and the like. Further, the set charge W (kg) of the common component liquid B and the characteristic imparting component C to the stirring tank 10 can be appropriately set in consideration of the above-described extraction speed F (kg / min). For example, a range of 300 to 600 (kg) is preferable from the viewpoint of maintaining both productivity and mixing property. In order to set the extraction speed F of the liquid composition A from the stirring tank 10 within the above range, the viscosity of the liquid composition A is set within the range of 700 to 1500 (mPa ⁇ s), or the stirring tank is pressurized. Or it is preferable to have a structure capable of air blowing.
  • the production apparatus (and production method) according to the present invention adopts a master batch type, but when the production scale (production amount of the liquid composition product per unit time) is small, the production apparatus (and production method) is a wide variety. It is difficult to achieve the effect of reducing the burden of the cleaning process when switching production. On the other hand, since the production scale of the liquid composition product is large and the apparatus size is increased, the effects of the present invention can be easily obtained. Therefore, the production apparatus (and production method) according to the present invention is particularly suitable for large-scale production lines. Is preferred. Therefore, as described above, in the present invention, the production capacity S is limited to 1 to 30 (ton / hr): 17 to 500 (kg / min).
  • the upper limit of the above production capacity is, for example, 15 (ton / hr): 250 (kg / min), or 10 (ton / hr): 167 (kg / min) is more preferable because the size of the agitation tank 10 can be further reduced and the effect of reducing the burden of the cleaning process is increased.
  • the upper limit of the set charge W is limited to 1000 (kg): 1000 (L). .
  • the extraction time T of the liquid composition A from the stirring tank 10 is defined in the range of 2 to 8 (min).
  • the lower limit of the extraction time T of the liquid composition A is set to 2 (min), so that the stirring and mixing time for uniformly mixing the common component liquid B and the feature-imparting component C is sufficient. Can be secured.
  • the size (capacity) of the stirring tank 10 can be reduced with respect to the above-described production capacity, and a variety of liquid compositions The effect of reducing the burden of the cleaning process at the time of product type switching when manufacturing the product A is easily obtained.
  • the number of the stirring tanks 10 used for the master batch type stirring and mixing is two, and the two stirring tanks 10A and 10B are sequentially charged. A configuration in which stirring and mixing and extraction are performed is adopted.
  • the relationship between the above extraction time T and the charging time I of the common component liquid B and the characteristic-imparting component C to the stirring tank 10 is expressed by the following formula ⁇ extraction time T ⁇ charging time I + stirring time. t ⁇ . That is, the extraction time T is equal to or longer than the time obtained by adding the stirring time t to the preparation time I, and preferably the extraction time T is the same as the time obtained by adding the stirring time t to the preparation time I.
  • the liquid composition A is produced, the liquid component A after mixing is extracted from one stirring tank 10 and the common component liquid B and the characteristic-imparting component C are charged into the other stirring tank 10 and uniformly mixed and stirred. Sufficient time can be secured.
  • the stirring time t is a time for mixing and stirring both after the completion of the preparation of the common component liquid B and the characteristic imparting component C, and ensures a time of at least 1 (min).
  • the set charging amount W (kg) to the stirring tank 10 is usually set by leaving a certain amount of heel part in the upper part of the internal space of the stirring tank 10, so the limit charging amount of the actual stirring tank is It will be bigger than this.
  • the “heel part” means a remaining amount that cannot be completely drawn out from the previously blended liquid.
  • the introduction of the common component liquid B into the stirring tank 10 is not shown in detail, but for example, it is more preferable to install the introduction nozzle concentrically with the stirring blade 12 in the stirring tank 10.
  • the pump 32 as a liquid feeding unit similarly to the case of the common component liquid B, 33 can be adopted by introducing the pipes 6b and 6c.
  • the characteristic imparting components C (C1, C2) are components that cause gelation or aggregation upon contact with the common component liquid B
  • introduction of the common component liquid B into the stirring vessel 10 It is preferable that the nozzles (not shown) and the introduction nozzles (not shown) of the feature-imparting components C (C1, C2) are spaced apart by a certain distance.
  • the distance between the introduction nozzle for the common component liquid B and the introduction nozzle for the feature-imparting components C (C1, C2) is preferably 10 mm to 1.4 m apart.
  • a method of supplying the common component liquid B and the characteristic imparting components C (C1, C2) to the stirring tank 10 a method that can be continuously supplied at a predetermined ratio based on the component ratio of the desired liquid composition A If it is, it will not be specifically limited.
  • a valve 71 is provided in the path of the pipe 6 a as a unit for adjusting the supply amount of the common component liquid B, and further, the supply amount of the characteristic imparting component C ⁇ b> 1 is adjusted.
  • Valves 73 and 74 are provided in the path of the pipe 6b as a unit, and valves 75 and 76 are provided in the path of the pipe 6c as a unit for adjusting the supply amount of the characteristic imparting component C2.
  • a storage tank (not shown) having a small capacity is provided in the vicinity of the stirring tank 10, a supply pipe from the storage tank to the stirring tank 10 is provided, and immediately before the supply port to the stirring tank 10. It is more preferable to adopt a configuration in which piping is branched and piping that circulates to the storage tank is provided. By adopting such a configuration, before supplying each liquid to the agitation tank 10, each liquid can be circulated in advance to adjust the flow rate to a predetermined amount. A liquid composition A having a composition can be obtained.
  • a filling machine 4 that fills a product container (not shown) with the liquid composition A obtained by stirring and mixing in the stirring tank 10 can be provided.
  • a filling machine 4 what is conventionally used in this field can be used without any limitation.
  • a pipe 6 d is connected to the lower part of the stirring tanks 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B, and the mixed liquid composition A is introduced into the filling machine 4 by a pump 34.
  • a valve 77 is connected to each of the two agitation tanks 10A and 10B via a pipe 6d, and the storage and extraction of the liquid composition A can be switched.
  • the filling machine 4 by adopting a configuration in which the liquid composition A is continuously and directly filled in a product container, the transpiration of the fragrance components and the like contained in the liquid composition A can be completely prevented. At the same time, it is not necessary to install a storage tank or the like for storing the liquid composition A for a long time, and it is not necessary to perform cleaning or sterilization when changing the product type, thereby enabling more efficient filling.
  • a small-capacity buffer tank (not shown) may be provided between the agitation tank 10 and the filling machine 4, and the liquid composition A may be filled into the product container from the buffer tank. .
  • Method for producing liquid composition In the method for producing the liquid composition A of the present embodiment, at least a common component of a liquid composition containing a surfactant is prepared, and this common component solution is mixed with a characterizing component other than the common component containing a fragrance.
  • This is a method including a mixing step.
  • the common component liquid B and the feature-imparting component C are stirred and mixed using the liquid composition A manufacturing apparatus 1 of the present embodiment as shown in FIGS.
  • a method of manufacturing the liquid composition A is adopted.
  • the same configuration as the above-described manufacturing apparatus 1 for the liquid composition A of the present embodiment will be described with reference to the same drawings and reference numerals, and a detailed description thereof will be given. Omitted.
  • a common component liquid B composed of a common component (intermediate raw material) used for manufacturing the liquid composition A is prepared (hereinafter, this step may be referred to as a common component preparation step).
  • the surfactant used in the common component liquid B for example, alkylbenzene sulfonate, ⁇ -olefin sulfonate, higher alcohol sulfate ester salt, higher alcohol polyoxyethylene ether sulfate ester, fatty acid salt, etc.
  • Anionic surfactants cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, tertiary amine salts, imidazolinium salts, amino acids, amphoteric surfactants such as betaine type and taurine type, higher alcohol polyoxyethylene ether, At least one or more of each of nonionic surfactants such as polypropylene ether, fatty acid polyoxyethylene ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, fatty acid sorbitan ester, and alkylol amide (each alone or a mixture of two or more, and so on) Can be mentioned.
  • nonionic surfactants such as polypropylene ether, fatty acid polyoxyethylene ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, fatty acid sorbitan ester, and alkylol amide (each alone or a mixture of two or more, and so on) Can be mentioned.
  • liquid composition for example, shampoo, hair rinse, body soap, softener, liquid clothing detergent, kitchen detergent, toothpaste, etc.
  • alcohols such as ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, organic and inorganic acid salts such as sodium benzoate, sodium citrate, sodium nitrate, sodium chloride, cellulose, acrylic acid copolymer, carboxyvinyl Polymer compounds such as polymers and gums, abrasives such as aluminum hydroxide, silicates and calcium phosphate, preservatives such as parabens and sorbic acid, antioxidants such as hydroxyethanediphosphonic acid, UV absorbers, purification At least one or more of water or clean water can be mentioned.
  • the pre-prepared common component liquid B is subjected to a treatment for removing bubbles by standing or reduced pressure, and then the common component liquid B and the remaining feature-imparting component C containing a fragrance are added.
  • the liquid composition A is produced by supplying the mixture into the stirring tank 10 at a predetermined ratio and stirring and mixing.
  • characteristic imparting component C for imparting characteristics to a liquid product comprising the liquid composition A
  • the use of the liquid composition for example, shampoo, hair rinse, body soap, softener, kitchen detergent
  • Liquid detergents, toothpastes, etc. for example, in addition to fragrances and pigments, antibacterial agents such as octopirox and triclosan, wetting agents such as various extracts and collagen, and pearls such as ethylene glycol distearate
  • brighteners and emulsions such as cybinol.
  • the ratio of the common component liquid B and the characterizing component C containing a fragrance varies depending on the use of the liquid composition such as shampoo, hair rinse, body soap, softener, liquid clothing detergent, kitchen detergent, toothpaste, etc.
  • the common component liquid is 10 to 99.9% by mass (hereinafter, simply referred to as “%”) and the characteristic-imparting component including the fragrance is 0.1 to 90% based on the total amount of the liquid composition. It is blended in the ratio.
  • the liquid composition A is a body soap
  • it is blended at a ratio of the characteristic component C containing a fragrance: 0.1 to 60% with respect to the common component liquid B: 40 to 99.9%. It is preferable.
  • the common component liquid supply unit 2 is used to prepare and store a common component liquid B that is a common component of the liquid composition A such as a liquid clothing detergent and body soap.
  • the surfactant and other common components are appropriately selected from the above-described components based on the composition of the final liquid composition A, and are added to the common component liquid supply unit 2 and stirred. Mix.
  • a method that further includes a step of removing bubbles by standing or reducing pressure by a vacuum device. Then, the common component liquid B obtained by the above procedure is temporarily stored in an intermediate tank (not shown) provided in the common component liquid supply unit 2.
  • each component such as a dye constituting the feature-imparting component C1 and a fragrance constituting the feature-imparting component C2 is selected from the above-described components. It selects suitably based on the composition of the final liquid composition A, and each is made to store in the characteristic provision component supply parts 5A and 5B. At this time, if necessary, the components constituting the feature-imparting components C1 and C2 may be agitated and mixed in advance.
  • a fixed amount of common component liquid B is fed and supplied.
  • the supply time (preparation time I) of the common component liquid B is preferably 1 to 7 (min).
  • the liquid level of the common component liquid B becomes approximately half to 2/3 of the height of the stirring tank 10 in the height direction of the stirring tank 10, stirring by the stirring blade 12 is started.
  • supply of the feature-imparting components C1 and C2 is started from the feature-imparting component supply units 5A and 5B by the pumps 32 and 33 and the pipes 6b and 6c.
  • the supply of the characteristic imparting components C1 and C2 is completed before the supply of the predetermined amount of the common component liquid B is completed.
  • the stirring by the stirring blade 12 is preferably performed while supplying the common component liquid B.
  • the stirring and mixing is preferably continued as it is for 1 to 7 (min) (stirring time t).
  • “stirring time t” means a stirring time after the preparation of the common component liquid and the characteristic-imparting component is completed, and the stirring time while supplying the common component liquid or the characteristic-imparting component. Is not included.
  • the total liquid level height (h) of all the common component liquid B supplied into the stirring tank 10A or 10B and all the characteristic imparting components C1 and C2 is equal to that of the stirring tank 10A or 10B. It is preferable to adjust the supply amount so that D / h is in the range of 0.9 to 2.0 with respect to the inner diameter (D).
  • the stirring blade 12 provided in the stirring tank 10 is rotated, and the common component liquid B and the characteristic imparting components C1 and C2 are stirred and mixed.
  • the stirring of the common component liquid B and the feature-imparting component C in the stirring tank 10 may be started after the completion of the charging of each liquid into the stirring tank 10.
  • Stirring may be started by rotating the rotary blade 12 when the liquid level is about half to 2/3 in the vertical direction. In this way, even when stirring is started before completion of charging, stirring is continued for at least one minute after completion of charging. That is, it is preferable to stir the common component liquid B and the characteristic imparting component C so that the “stirring time t” is 1 minute or longer.
  • the liquid composition A after mixing is extracted from the one stirring tank 10A and fed toward the filling step.
  • the extraction time T at this time is in the range of 2 to 8 (min) as described above, and is the same as or longer than the total time of the preparation time I and the stirring time t.
  • this embodiment is a method for preparing the liquid composition A in the other stirring tank while the liquid composition A is being extracted from one of the two stirring tanks 10A and 10B. It is. For example, after the liquid composition A that has been mixed is extracted from one stirring tank 10A and becomes empty, the common component liquid B and the feature-imparting components C1 and C2 are supplied again to the one stirring tank 10A.
  • the liquid composition A is produced by a master batch type method in which the tank for performing the stirring treatment between the two stirring tanks 10A and 10B is switched each time.
  • the characteristic imparting component C may be supplied later, or the common component liquid B and the characteristic imparting may be supplied. It is also possible to supply component C to the stirring vessel 10 at the same time.
  • the confirmation of the mixed (stirred) state of the mixture in the stirring tank 10 is usually performed by visually confirming that the mixed liquid has no color unevenness by visual observation. Furthermore, after it was determined by visual confirmation by the operator that the color unevenness had disappeared, the mixed liquid in the upper and lower tanks of the stirring tank was sampled, and the absorption intensity at a wavelength of 645 nm was measured. A method for confirming that there is no difference in absorbance between and can be employed.
  • the liquid composition A obtained by stirring and mixing in the stirring tank 10 and extracted from the lower part of the stirring tank 10 is sent to the filling machine 4 by the pump 34 and the pipe 6d, and is not shown. Fill the product container.
  • a filling machine 4 having a conventionally known configuration in which the liquid composition A is directly and directly filled in a product container in a sealed state can be used.
  • the inside of the agitation tank 10 has a flat configuration without a baffle plate or the like as described above, and the inner diameter of the agitation tank 10
  • the ratio ⁇ tank diameter D / liquid level height h ⁇ of the common component liquid B and the characteristic imparting component C to the maximum liquid level is within an appropriate range, and the stirring blade 12 is disposed in the vicinity of the bottom inner surface 11B of the stirring tank 10.
  • the structure which manufactures the liquid composition A is employ
  • the common component liquid B containing the surfactant and the characteristic imparting component C such as a fragrance or a pigment, which is an oil component having a relatively low viscosity and a low specific gravity, in particular, the oily property such as the fragrance
  • stirring and mixing can be performed uniformly in a short time.
  • the burden of the cleaning process when switching the product type, that is, the switching of the common component liquid and the characteristic imparting component to be used is reduced and the cleaning can be performed in a short time, the liquid is not reduced. It becomes possible to produce the composition A. Therefore, it is possible to produce a high-quality, multi-product liquid composition A with high productivity.
  • the manufacturing method of the liquid composition of this embodiment since it is a method of manufacturing the liquid composition A using the manufacturing apparatus 1 of this embodiment having the above-described configuration, it is the same as the common component liquid B as described above.
  • uniform stirring and mixing can be performed in a short time, and washing at the time of changing the product type can be performed in a short time. Therefore, it is possible to produce a high-quality liquid composition A without reducing the production capacity.
  • cleaning properties has the effect that a manufacturing capability improves notably as the actual operation rate of an installation improves compared with the past.
  • the common component liquid B can always be stocked regardless of the product type, as soon as the stirring tank 10 is prepared, a desired product can be obtained simply by feeding the liquid, so that it is possible to respond quickly to production requests. It becomes.
  • the present invention in particular, it relates to products made of liquid compositions such as shampoos, hair rinses, body soaps, softeners, liquid clothing detergents, kitchen detergents, toothpastes, etc. Since it can respond quickly to any production fluctuations such as small-volume production and in-store marketing, it has the advantage of being able to flexibly respond to changes in items and production volume.
  • a production apparatus for producing a liquid composition containing a common component liquid and a feature-imparting component comprising at least two substantially cylindrical stirring tanks and a supply unit for supplying the common component liquid ( X1), a supply unit (X2) for supplying the characteristic imparting component, an extraction unit for extracting liquid from the stirring tank, and an extraction amount and an extraction time of the liquid composition from the stirring tank
  • a control unit for controlling the amount and time of charging the common component liquid and the characteristic imparting component into the stirring tank, and the stirring time of the common component liquid and the characteristic imparting component in the stirring tank, respectively.
  • the stirring layer has a tank body, and a stirring blade disposed inside the tank body,
  • the stirring tank is configured so that at least two tanks are arranged in parallel, and each stirring tank sequentially performs stirring and mixing of the common component liquid and the feature-imparting component, and extraction of the liquid.
  • the tank body is formed with a smooth surface on the inner surface of the tank wall and the inner surface of the tank bottom, and does not include a baffle plate inside,
  • the stirring blade is disposed in the vicinity of the inner surface of the tank bottom of the tank body, and is composed of a rotatable single-stage blade.
  • the maximum capacity of the stirring tank is 1000 kg or less
  • the control unit is configured to extract the liquid composition from the stirring tank T, the charging time I of the common component liquid and the characterizing component into the stirring tank, and the stirring tank after the charging is completed.
  • the manufacturing apparatus characterized by controlling so that the relationship between the stirring time t of a common component liquid and the said characteristic provision component may satisfy
  • [3] The manufacturing apparatus according to [1] or [2], wherein the distance between the lower end of the stirring blade and the inner surface of the tank bottom of the tank body is 100 to 500 (mm).
  • [4] The manufacturing apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the stirring tank is an open kettle.
  • a storage tank is further provided, and a supply unit (X3) for supplying liquid from the storage tank to at least one agitation tank is provided, and the supply unit (X3) circulates the liquid to the storage tank.
  • the production apparatus according to any one of [1] to [4], further comprising a circulation unit for causing [6]
  • a method for producing a liquid composition comprising a common component liquid containing at least a surfactant and a characterizing component containing at least a fragrance, A method for producing a liquid composition, wherein the production method is performed using the production apparatus according to any one of [1] to [5].
  • the method for producing the liquid composition includes a common component preparation step, a feature-imparting component preparation step, a mixing step, and a filling step
  • the common component preparation step is a step of preparing the common component liquid by stirring and mixing the surfactant and other components in the supply unit (X1)
  • the characteristic imparting component preparation step is a step of storing the characteristic imparting component containing the fragrance in the supply unit (X2)
  • the mixing step is arranged in parallel from the supply unit (X1), the step (1) of supplying the common component liquid to one of the stirring tanks arranged in parallel, and the supply unit (X2).
  • the step (I) of supplying the characteristic imparting component to one of the agitation tanks, and after the preparation step (I), the common component liquid and the characteristics in the agitation tank A step (II) of preparing a liquid composition by stirring and mixing the imparting component,
  • the filling step is a step including a step (3) of extracting the liquid composition from the stirring tank and a step (4) of filling the liquid composition into a product container.
  • the ratio (D / h) of the liquid surface maximum height (h) to the inner diameter (D) of the tank body of the stirring tank is 0.9-2.
  • the extraction time T in the step (3) is 2 to 8 minutes, the charging time I in the step (I), the stirring time t in the step (II), and the step (3)
  • the extraction of the liquid composition from the stirring tank is performed at an extraction speed of 80 to 160 (kg / min).
  • the set charge amounts of the common component liquid and the characteristic imparting component to the stirring tank are in the range of 300 to 600 (kg).
  • [7] to [10] The method for producing a liquid composition according to any one of [7] to [10].
  • [12] The method for producing a liquid composition according to any one of [6] to [11], wherein the viscosity of the liquid composition is in a range of 700 to 1500 (mPa ⁇ s). .
  • the method for producing a liquid composition according to any one of [6] to [12] wherein the viscosity of the common component liquid is in a range of 100 to 600 (mPa ⁇ s). .
  • the “supply unit (X1) for supplying the common component liquid” refers to the common component liquid supply unit 2, the pump 31, and the flow meter 81 for introducing the common component liquid B into the stirring tanks 10A and 10B.
  • the “supply unit (X2) for supplying the feature-imparting component” refers to the feature-imparting component supply units 5A and 5B, the pumps 32 and 33 for introducing the feature-imparting component C into the stirring tanks 10A and 10B, and It refers to a configuration including the flow meters 82 and 83.
  • the “supply unit (X3)” refers to a configuration including a supply pipe from the storage tank to the agitation tank 10, and the circulation unit refers to a circulation unit that circulates liquid to the storage tank in the supply unit (X3). It refers to a configuration that includes piping for the purpose.
  • Example 1 Manufacture of liquid composition
  • a liquid clothing detergent having the composition shown in Table 2 below was produced as a liquid composition under the following conditions and procedures.
  • This liquid clothing detergent has a composition containing 99.4 wt% of the common component liquid and 0.3 wt% of the pigment and 0.4 wt% of the fragrance as the characterizing component with respect to the total mass of the liquid clothing detergent.
  • the viscosity of the common component liquid is 400 mPa ⁇ s, which is a relatively high viscosity.
  • liquid clothing detergent in this experimental example, a manufacturing apparatus as shown in FIGS. And the liquid composition A as a final product was manufactured by stirring and mixing by a master batch process. Also, in this experimental example, using the devices shown in Table 3 below, a demonstration experiment was conducted on the effects of D / h, the number of stirring blades, and the presence or absence of baffle plates when mixing the common component liquid and the characteristic imparting component. went.
  • the common component liquid B and the characteristic imparting component C (C1: Dye, C2: Fragrance) were prepared using the stirring tank 10 as shown in FIG. Stir and mix (mixing step).
  • the stirring tank 10 has an inner diameter D of the tank body 11 and a maximum height h of the liquid surface of the common component liquid B and the characteristic-imparting component C accommodated in the tank body 11.
  • the ratio ⁇ tank diameter / liquid level height ⁇ is adjustable in the range of 0.9 to 2.0.
  • a stirring blade 12 disposed and rotated inside is configured as a single blade composed of four stirring bars 12a, and has a stirring blade length (m) and a stirring blade width (m ) And blades having an inclination angle (°) shown in Table 3 above were used.
  • the stirring blade 12 is disposed in the vicinity of the bottom inner surface 11B of the tank body 11, and specifically, a one-stage blade rotating at a position 100 mm from the bottom inner surface 11B with its lower end disposed. Was used.
  • this experiment example is an experiment for demonstrating the present invention in a simulated manner, the filling step using the filling machine 4 shown in FIG. 1 is omitted. Moreover, in this experiment example, it was set as the conditions which do not use two stirring tanks 10A and 10B about the stirring tank 10, but prepares and stirs each liquid using the single stirring tank 10.
  • the common component liquid B was started to be introduced into the one agitation tank 10A at a predetermined flow rate. Thereafter, when the liquid level height of the common component liquid B reaches approximately 2/3 of the maximum height h (m) of the liquid level, the characteristic imparting component C1 is supplied simultaneously with the supply of the common component liquid B.
  • the supply of C2 into one stirring tank 10A was started at the same flow rate, and at the same time, the stirring blade 12 was rotated to start stirring. Further, the addition of the total amount of the common component liquid B and the total amount of the characteristic imparting components C1 and C2 was completed within a predetermined time, and the stirring and mixing by the rotation of the stirring blade 12 was continued for a predetermined time.
  • the stirring power at this time was set such that the power required for stirring per unit volume of the liquid mixture was 1.16 (kW / m 3 ). Moreover, about the mixing (stirring) state of the mixture in one stirring tank 10A, it was confirmed by visual confirmation that the color unevenness of the liquid mixture has disappeared.
  • the obtained liquid composition A was extracted from one stirring tank 10A at a predetermined flow rate.
  • liquid composition A after mixing in this experimental example was approximately 1000 (mPa ⁇ s).
  • the composition in the stirring tank is used in any case. It has been confirmed that the adhesion of the liquid and the separation into the upper and lower layers occur, or the foaming increases.
  • the common component liquid and the characterizing component are stirred and mixed using the production apparatus and method according to the present invention to produce a liquid composition. Even when mixing with liquid, it is possible to perform uniform stirring and mixing in a short time, and there is no adhesion of the composition in the stirring tank, and a high-quality liquid composition with excellent productivity can be obtained. It is clear that it can be manufactured.

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Abstract

 本発明は、共通成分液B及び特徴付与成分Cを収容する槽本体と、各成分を混合する攪拌翼とを具備する攪拌槽が2台備えられ、槽本体は槽壁内面及び底部内面が平滑な面に形成されるとともに槽本体の内径Dと液面最大高さとの比率hが0.9~2.0の範囲とされ、攪拌翼は槽本体の底部内面の近傍に配置されて回転する一段翼とされ、生産能力Sを1~30(ton/hr)、攪拌槽の最大収容量を1000kg以下、攪拌槽からの液体組成物の抜出時間Tを2~8(min)とし、抜出時間T、仕込時間I及び攪拌時間tの関係が次式{T≧I+t}で表され、攪拌時間tが1(min)以上である液体組成物の製造装置に関する。本発明によれば、高粘度の成分を短時間で均一に攪拌混合でき、洗浄性に優れ、生産性良く高品質の液体組成物を製造できる液体組成物の製造装置及び製造方法を提供できる。

Description

液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法
 本発明は、液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法に関する。本願は、2013年10月21日に日本国に出願された特願2013-218277号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来から、例えば、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、液体衣料用洗剤、台所洗剤、練歯磨等の界面活性剤を含む液体組成物は、共通の基本性能を保ちながら、使用者の要望の多様化に応じて、香りや色調、あるいは、その他の特徴的な成分を付与した多品種の液体組成物を製造することが求められている。
 従来、上記液体組成物を製造する方法としては、例えば、攪拌機を備えた混合装置等を用い、特徴付与成分を含めた成分全体を混合して、最終組成物として調製した上で、一旦、貯槽やコンテナ等の容器に貯蔵し、配管輸送または容器自体を搬送して充填するのが一般的である。
 また、前記攪拌混合する際には、一般的に、複数の羽根を有する攪拌翼と、槽壁付近に邪魔板とが備えられた攪拌槽が用いられている(例えば、特許文献1における図4等を参照)。また、このような攪拌槽においては、攪拌効率を向上させるために、通常、攪拌翼を多段(例えば2、3段)設置するのが一般的である。
 一方、液体組成物を単一の混合装置や貯蔵設備で製造する場合には、品種を切り替える度に、混合装置や貯蔵設備、輸送配管に至るまで洗浄、殺菌が必要となる。そのため、設備の実稼働率が低下するとともに、洗浄や殺菌に多量の水やエネルギーを費やし、且つ、洗浄後の排水処理の負荷も増大する。特に、高粘度液体に用いられる真空装置付きの混合装置は、内部の構造が複雑であることから、洗浄性が悪く、切替洗浄に大きな問題を抱えている。
 上述のような問題を解決するためには、例えば、調製した共通成分液及び特徴付与成分を貯槽から2台の攪拌槽に交互に仕込み、攪拌混合を行い、各攪拌槽から交互に抜出を行うことで液体組成物を得る方法も考えられる(例えば、特許文献1における図5等を参照)。このような方法(以下、マスターバッチ方式とも呼ぶ)で行う場合、生産品種の切替時に実施される切替洗浄は、特徴成分を混合する攪拌槽から下流の箇所のみを洗浄すればよいことになる。これにより、攪拌槽における均一混合を短時間で実現し、攪拌槽を小型化できれば、洗浄負担を大幅に軽減できる可能性がある。
 しかしながら、本発明者等が、上述のようなマスターバッチ方式の採用を検討するために、図4に示すような、4枚ピッチドパドルを2段で備えた攪拌翼112、及び槽壁111付近に設けられる邪魔板120が備えられた従来の攪拌槽100を用いて、界面活性剤を含む洗浄剤の共通成分液と、香料、色素などの特徴付与成分との攪拌混合を、数分程度の短時間で実施した際、図5のXに示すように、多段に配置された攪拌翼の各段の間で、混合液が2層に分離する現象が生じることが確認された。これは、洗剤等を含む共通成分液に、香料などの特徴付与成分が溶けると液が増粘し、十分に混合できずに粘度の異なる2層に分離してしまうことによるものと推測される。
 また、撹拌層内に邪魔板を設けた場合、図6のYに示すように、この邪魔板付近に特徴付与成分の滞留部が発生する傾向があり、短時間の攪拌混合では特徴付与成分の溶け残りが生じることが確認された。
 このように、従来から用いられている攪拌槽で共通成分液と特徴付与成分とを攪拌混合する場合には、短時間では均一に混合することが難しく、上述のマスターバッチ方式で所定の生産能力を得るためには混合攪拌槽の大型化が必要となり、切替洗浄時の負担軽減効果が十分に得られないという問題がある。
特開2005-307069号公報
 本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、マスターバッチ式で液体組成物を製造するにあたり、香料等の特徴付与成分と共通成分液とを混合する場合であっても、短時間で均一な攪拌混合を行うことが可能であり、また、品種の切替えを行う際の洗浄を短時間で行うことができ、さらに、生産能力を低下させることなく高品質の液体組成物を製造することが可能な液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明は、少なくとも、界面活性剤を含む液体組成物の共通成分が調製されてなる共通成分液と、香料を含む残りの特徴付与成分とを混合する略円筒状の攪拌槽を備えてなる、液体組成物の製造装置であって、前記攪拌槽は、前記共通成分液及び特徴付与成分を収容する槽本体と、前記槽本体の内部に配置される攪拌翼と、混合後の前記液体組成物を外部に排出する排出ユニットとを具備し、さらに、前記攪拌槽が2台備えられるとともに、前記攪拌槽の各々が、順次、前記共通成分液と前記特徴付与成分との攪拌混合、及び、混合後の前記液体組成物の排出を行うように構成されてなり、前記槽本体は、槽壁内面、及び、底部内面が平滑な面に形成されるとともに、前記槽本体の内径と、前記槽本体の内部に収容される前記共通成分液及び前記特徴付与成分の液面の最大高さとの比率{槽径D/液面高さh}が0.9~2.0の範囲となるように構成され、前記攪拌翼は、前記槽本体の底部内面の近傍に配置されて回転する一段翼で構成されており、さらに、前記製造装置の前記液体組成物の単位時間当たりの生産能力Sを1~30(ton/hr)の範囲とし、前記攪拌槽の最大収容量が1000kg以下であるとともに、前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出時間Tが2~8(min)の範囲であり、且つ、前記抜出時間T、前記攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の仕込時間I、及び、前記仕込完了後の攪拌槽内における前記共通成分液と前記特徴付与成分の攪拌時間tの関係が、下記(1)式で表され、且つ、前記攪拌時間tが1(min)以上であることを特徴とする液体組成物の製造装置。
 抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
{但し、上記(1)式において、抜出時間T:攪拌槽からの液体組成物の抜出時間(min)、仕込時間I:攪拌槽への共通成分液及び特徴付与成分の仕込み時間(min)、攪拌時間t:攪拌槽における共通成分液と特徴付与成分の攪拌時間(min)である。}
 本発明の液体組成物の製造装置は、上記構成において、前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出速度F(kg/min)が80~160(kg/min)の範囲であることがより好ましい。
 また、本発明の液体組成物の製造装置は、上記構成において、前記攪拌槽への前記共通成分液及び特徴付与成分の設定仕込量W(kg)が300~600(kg)の範囲であることがより好ましい。
 本発明は、少なくとも、界面活性剤を含む液体組成物の共通成分を調製し、この共通成分液と、香料を含む残りの特徴付与成分とを混合する混合工程を含む、液体組成物の製造方法であって、前記混合工程が、上記本発明の液体組成物の製造装置を用いて、前記共通成分液と前記特徴付与成分とを攪拌混合することを特徴とする液体組成物の製造方法を提供する。
 また、本発明の液体組成物の製造方法は、上記構成において、前記共通成分液と前記特徴付与成分とが混合されてなる液体組成物の粘度が700~1500(mPa・s)の範囲である構成とすることができる。
 本発明は以下の側面を有する。
<1>少なくとも界面活性剤を含む共通成分液と、少なくとも香料を含む特徴付与成分とを混合するための略円筒状の撹拌槽を、少なくとも2槽備える液体組成物の製造装置であって、
 前記撹拌槽は、槽本体と、前記槽本体の内部に配置されている撹拌翼と、前記槽本体内から液体を抜き出すための抜出ユニットとを備え、
 各々の撹拌槽が、前記共通成分液と前記特徴付与成分との攪拌混合、及び混合後の前記液体組成物の抜出を、順次行うように構成されてなり、
 前記槽本体は、槽壁内面、及び底部内面が平滑な面で形成されるとともに、前記槽本体の内径(D)と、前記槽本体に収容される液体の液面の最大高さ(h)との比率(D/h)が、0.9~2.0の範囲となるように構成され、
 前記撹拌翼は、前記槽本体の前記底部内面の近傍に配置され、かつ回転可能な一段翼で構成されており、
 前記攪拌槽の最大収容量が1000kg以下であり、
 前記製造装置の前記液体組成物の単位時間当たりの生産能力Sを1~30(ton/hr)の範囲とし、
 前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出時間Tが2~8(min)の範囲であり、且つ、前記抜出時間T、前記攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の仕込時間I、及び、前記仕込完了後の攪拌槽内における前記共通成分液と前記特徴付与成分の攪拌時間tの関係が、下記(1)式で表され、且つ、前記攪拌時間tが1(min)以上であることを特徴とする液体組成物の製造装置。
 抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
{但し、上記(1)式において、抜出時間T:攪拌槽からの液体組成物の抜出時間(min)、仕込時間I:攪拌槽への共通成分液及び特徴付与成分の仕込み時間(min)、攪拌時間t:攪拌槽における共通成分液と特徴付与成分の攪拌時間(min)である。}
<2>前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出速度F(kg/min)が80~160(kg/min)の範囲であることを特徴とする<1>に記載の液体組成物の製造装置。
<3>前記攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の設定仕込量W(kg)が、300~600(kg)の範囲であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の液体組成物の製造装置。
<4>少なくとも界面活性剤を含む共通成分液を調製した後、前記共通成分液と、少なくとも香料を含む特徴付与成分とを混合する混合工程を含む、液体組成物の製造方法であって、前記混合工程は、<1>~<3>のいずれか一項に記載の液体組成物の製造装置を用いて、前記共通成分液と前記特徴付与成分とを攪拌混合することを特徴とする液体組成物の製造方法。
<5>前記液体組成物の粘度が、700~1500(mPa・s)の範囲であることを特徴とする、<4>に記載の液体組成物の製造方法。
 本発明の液体組成物の製造装置によれば、例えば、界面活性剤を含み、比較的高粘度である共通成分液と、比較的低粘度且つ低比重の油性成分である香料や、色素等の特徴付与成分とを混合して液体組成物を製造するにあたり、特に、香料等の油性の特徴付与成分の混合によって増粘が生じ、混合不良が起こりやすい液体組成物を製造する場合であっても、短時間で均一に攪拌混合を行うことが可能になる。また、品種の切替え、即ち、使用する共通成分液や特徴付与成分の切替えを行う際の洗浄処理の負担が軽減され、洗浄を短時間で行うことができる。そのため、生産能力を低下させることなく液体組成物を製造することが可能となる。従って、高品質で多品種の液体組成物を、生産性良く製造することが可能になる。
 また、本発明の液体組成物の製造方法によれば、上記構成とされた本発明に係る製造装置を用いて液体組成物を製造する方法なので、上記同様、共通成分液と特徴付与成分とを混合する場合に短時間で均一に攪拌混合を行うことができる。また、品種切替え時の洗浄を短時間で行うことが可能となる。従って、生産能力を低下させることなく高品質の液体組成物を製造することが可能となる。
本発明の一実施形態である液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法を説明する模式図であり、製造装置及び製造方法の全体構成を示す工程図である。 本発明の一実施形態である液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法を説明する模式図であり、製造装置に備えられる攪拌槽の構成を示す図である。 本発明の一実施形態である液体組成物の製造装置、及び、液体組成物の製造方法の実施例について説明する図であり、攪拌混合後の攪拌槽内における液体組成物の状態を示す写真の一例である。 従来の液体組成物の製造装置を説明する模式図である。 従来の液体組成物の製造装置及び製造方法で得られる混合液が2層に分離した状態を示す写真の一例である。 従来の液体組成物の製造装置及び製造方法で得られる混合液において、邪魔板付近に粘度の高い特徴付与成分が滞留した状態を示す写真の一例である。
 以下、本発明に係る液体組成物の製造装置、及び液体組成物の製造方法の一実施形態について、図面を適宜参照しながら説明する。図1は、本実施形態の液体組成物の製造装置(以下、製造装置と略称することがある)1、並びに、この製造装置1を用いた製造方法について、その全体構成を説明する工程図である。図2は、本実施形態の製造装置1に備えられる攪拌槽10を詳細に説明する図である。図3は、本実施形態の製造装置1を用いた方法で得られた、攪拌混合後の攪拌槽10内における液体組成物Aの状態を示す写真の一例である。なお、以下の説明おいて参照する図面は、本実施形態の製造装置及びそれを用いた製造方法を解りやすく説明するための図面であって、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の液体組成物の製造装置等の寸法関係とは異なっている。
[液体組成物]
 図1、2に示すような本実施形態の製造装置1、及び、それを用いた製造方法によって得られる液体組成物Aは、少なくとも、界面活性剤を含む共通成分Bと、香料を含む、共通成分B以外の特徴付与成分Cとを混合して得られるものである。具体的には、例えば、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、液体衣料用洗剤、台所洗剤、練歯磨等に利用できる、界面活性剤を含む液体組成物であり、一般に、起泡性が高く、また、芳香性が高いものが挙げられる。さらに、本実施形態の製造装置1及び製造方法で得られる液体組成物Aとしては、近年の使用者の嗜好性の多様化等に対応し、各種の液体組成物として基本性能に加えて、色調、毛髪の滑らかさや肌触り(シャンプーやリンス等の場合)、消臭や除菌等(台所洗剤等の場合)の特徴を付加するため、各特性に応じた特徴付与成分Cを添加したものが挙げられる。
 上述の共通成分液Bは界面活性剤と水分を主成分とし、一般に、特徴付与成分Cに比べて粘度が高いという特徴がある。また、この共通成分液Bと、香料等の油性成分を含む特徴付与成分Cとを混合すると、共通成分液B中の界面活性剤によって油性成分の乳化が生じて増粘することから、製造される液体組成物Aは、一般に、さらに高粘度のものとなる。
 上述した理由により、本実施形態の製造装置1及び製造方法は、例えば、粘度が100~600(mPa・s)である共通液成分Bに、特徴付与成分Cとして香料を混合して得られる液体組成物Aの粘度が700~1500(mPa・s)である場合の、液体組成物の製造において、より有効である。すなわち、液体組成物Aの粘度が700~1500(mPa・s)であれば、本実施形態の製造装置1の撹拌槽からの抜出時間Tを2~8(min)の範囲とすることができるため好ましい。
[液体組成物の製造装置]
 図1、2に示すように、本実施形態の液体組成物Aの製造装置1は、少なくとも、界面活性剤を含む液体組成物の共通成分が調製されてなる共通成分液Bと、香料を含む残りの特徴付与成分Cとを混合する略円筒状の攪拌槽10を備えてなり、図1に示すように、2台の攪拌槽10A、10Bを備えてなる。
 また、図1に示す例の製造装置1においては、共通成分液Bを調製して攪拌槽10に供給するための共通成分液供給部2と、攪拌槽10で得られた液体組成物Aを製品容器に充填する充填機4とが備えられている。共通成分液供給部2は、界面活性剤を含む各種成分を撹拌混合して共通成分液Bを調製する機能を有する。また、本発明の1つの側面において、共通成分液供給部2は、調製した共通成分液Bを貯蔵するための中間タンクを備えていてもよい。また、本発明の1つの側面では、共通成分液供給部2は、調製した共通成分液Bに含まれる気泡を除去するための真空装置を備えていてもよい。
 さらに、製造装置1においては、攪拌槽10に収容された共通成分液Bに、香料等の特徴付与成分Cを添加するための特徴付与成分供給部5A、5Bが備えられており、図示例においては、特徴付与成分Cとして、特徴付与成分供給部5Aが色素(特徴付与成分C1)を供給し、特徴付与成分供給部5Bが香料(特徴付与成分C2)を供給する構成とされている。特徴付与成分供給部5A、5Bは、特徴付与成分を構成する各種成分を撹拌混合する機能を有していることが好ましい。また、上記の共通成分液供給部2と攪拌槽10A、10Bの間は、ポンプ31及びバルブ71、72を介して配管6aで接続され、特徴付与成分供給部5Aと攪拌槽10A、10Bの間は、ポンプ32及びバルブ73、74を介して配管6bで接続され、特徴付与成分供給部5Bと攪拌槽10A、10Bの間は、ポンプ33及びバルブ75、76を介して配管6cで接続されている。また、攪拌槽10A、10Bと充填機4の間は、ポンプ34及びバルブ77を介して配管6dで各々接続されており、次工程への送液が可能な構成とされている。
 本明細書において、「槽本体内から液体を抜き出すための抜出ユニット」とは、撹拌槽10A、10Bに接続されたポンプ34及びバルブ77、充填機4を含む構成のことを指す。
 そして、本実施形態の製造装置1に備えられる攪拌槽10(10A、10B)は、共通成分液B及び特徴付与成分Cを収容する槽本体11と、前記槽本体11の内部に配置され、槽本体11に収容された各成分を混合するための複数の攪拌子12aからなる攪拌翼12とを具備している。
 また、本実施形態では、攪拌槽10が計2台で備えられるとともに、これら2台の攪拌槽10A、10Bの各々が、順次、共通成分液Bと特徴付与成分Cとの攪拌混合を行った後、混合液である液体組成物Aを交互に抜出しながら、少なくとも何れか一方の攪拌槽10で攪拌混合を行う構成とされている。また、本実施形態の製造装置1では、所謂、マスターバッチ式の構成を採用することにより、製品である液体組成物Aを、連続的に切れ目無く抜出することが可能となり、高い生産性が得られるものである。
 また、図1に示す例の製造装置1においては、配管6aの経路中に、攪拌槽10に供給される共通成分液Bの流量を検出する流量計81が備えられているとともに、配管6bの経路中に、攪拌槽10に供給される特徴付与成分C1の流量を検出する流量計82が備えられており、さらに、配管6cの経路中に、攪拌槽10に供給される特徴付与成分C2の流量を検出する流量計83が備えられている。また、配管6dの経路中には、充填機4に送液される液体組成物Aの流量を検出する流量計84が備えられている。本実施形態の製造装置1では、上記の各流量計81~84を備えることにより、各工程間における原料や製品の流量を詳細に管理することが可能な構成とされている。また、製造装置1は、撹拌槽10A、又は10Bでの共通成分液Bと特徴付与成分Cの撹拌時間を計測するための計測ユニットを備えていてもよい。
 本発明の1つの側面において、製造装置は、撹拌槽からの液体組成物の抜出量及び抜出時間、撹拌槽への共通成分液と特徴付与成分の仕込み量及び仕込み時間、並びに撹拌槽での共通成分液及び特徴付与成分の撹拌時間のそれぞれを制御する制御ユニットを備えていることが好ましい。また、前記制御ユニットは、攪拌槽からの液体組成物の抜出時間T、攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の仕込時間I、及び前記仕込完了後の攪拌槽内における前記共通成分液と前記特徴付与成分の攪拌時間tの関係が、下記式(I)を満たすように構成されていることがより好ましい。
 抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
 上記式(1)において、抜出時間Tは2~8(min)の範囲である。
 また、前記制御ユニットは、前述の流量計81~84、及び撹拌時間を計測する計測器から構成されていてもよい。また、本発明の1つの側面において、前記制御ユニットは、コンピューターによって、流量計81~84、及び撹拌時間を計測する計測器を制御するものであってもよい。
 共通成分液供給部2としては、従来からボディソープ等の共通成分液Bの調製に用いられている乳化槽等を何ら制限無く用いることができる。
 また、本実施形態では、図1に示す例のように、共通成分液供給部2から、ポンプ31を用いて、攪拌槽10A、10Bに共通成分液Bを導入する構成を採用することができる。
 さらに、特徴付与成分供給部5としても、従来から、香料や色素等の特徴付与成分の調製や供給に用いられているものを何ら制限無く用いることができる。
 図1に示す例においては、本実施形態の特徴付与成分供給部5は、特徴付与成分C(C1)として色素を供給する特徴付与成分供給部5Aと、特徴付与成分C(C2)として香料を供給する特徴付与成分供給部5Bとから構成されている。そして、本実施形態の製造装置1においては、攪拌槽10に収容された共通成分液Bに各特徴付与成分C1、C2を各々添加した後、攪拌混合できる構成とされているが、これには限定されず、例えば、特徴付与成分用の混合層を別途準備し、この混合層を用いて、予め、各特徴付与成分C1、C2を混合した後に、この混合液を攪拌槽10に導入するように構成しても良い。
 攪拌槽10は、上述したように、槽本体11と、攪拌翼12とからなり、上部の開口部10aが開放されたオープン釜(槽)として構成されてなる。本実施形態の攪拌槽10は、密封構造をとらず、上部が開放された構成を採用することで、例えば、品種切替時の洗浄等を、短時間で容易に行うことが可能となる。
 本実施形態の攪拌槽10を構成する槽本体11は、槽壁内面11A、及び、底部内面11Bが、従来の攪拌槽のような邪魔板が設けられておらず、凹凸等の無いフラットな形状の平滑面として形成される。
 従来から一般に用いられている製造装置のように、攪拌槽内に邪魔板を設置した場合、邪魔板の近傍に高濃度の特徴付与成分が滞留し、混合不良が生じるという問題がある。このような混合不良が生じると、色素による着色の無い共通成分液がそのまま残っていることが目視で確認できる等、品質上、大きな問題となる。
 本実施形態では、内部に邪魔板等の障害物が設けられていない構成の攪拌槽10を採用することで、例えば、邪魔板の近傍に特徴付与成分Cが滞留したりするのを防止でき、短時間での均一な混合が可能となる。また、邪魔板を備えていないことで、製造装置1における品種切替作業等の際の槽内の洗浄性が向上するので、洗浄作業を短時間で行うことができるとともに、槽内に残渣(汚れ)が残留するのを防止でき、高い生産性で高品質の液体組成物Aを製造することが可能になる。
 また、槽本体11の内径(直径)(m)と、この槽本体11の内部に収容される液体、すなわち共通成分液B及び特徴付与成分Cの合計の液面の最大高さ(即ち、混合物である液体組成物Aの液面の最大高さ)(m)との比率{槽径D/液面高さh}が、0.9~2.0の範囲となるように構成されている。
 本実施形態では、槽本体11の内径と、液面の最大高さとの比率{槽径D/液面高さh}を上記範囲に規定することで、槽内における混合液の容量及び寸法を、攪拌効率が高められる適性範囲に維持することができ、特に、上記下限以上とすることで均一な混合が可能となる。また、詳細を後述するように、本実施形態の攪拌槽10では攪拌翼12が一段翼として構成されていることから、{槽径D/液面高さh}を上記範囲に規定することで、攪拌効率(混合効率)をより高めることが可能となる。
 一方、槽本体の内径と、液面の最大高さとの比率{槽径D/液面高さh}が上記範囲の上限を超えると、攪拌翼と液面とが近くなり過ぎ、攪拌のボルテックス効果によって液中に気泡が巻き込まれ、発泡しやすくなるという問題がある。また、処理量に対して攪拌槽の設置スペースが大きくなるという不都合も生じる。
 撹拌槽の槽本体の内径(D)、及び槽本体の高さとしては、撹拌槽の最大収容量が1000kg以下となるように、適宜設計することができるが、生産性の観点から、槽本体の内径(D)としては、0.5~1.5mが好ましい。また、槽本体の高さとしては、0.5~1.5mが好ましい。槽本体の内径(D)及び槽本体の高さが上述の範囲内であれば、槽本体の内径(D)と、撹拌槽に収容される液体の最大液面高さ(h)との比率(D/h)を、0.9~2.0の範囲に制御しやすいため好ましい。
 ここで撹拌槽の最大収容量とは、攪拌槽内部の総容積のことを意味し、限界仕込量と同意である。
 攪拌翼12は、槽本体11の内部に収容され、例えば、モーター12A及び攪拌軸12Bによって回転するものである。図2に示すように、本実施形態の攪拌槽10に備えられる攪拌翼12は、複数の攪拌子12a、図示例では4枚の攪拌子12aが、攪拌軸12Bの先端に接続された構成とされている。
 また、攪拌翼12は、例えば、4枚ピッチドパドル(傾斜パドル)が使用でき、槽本体11の底部内面11Bの近傍に配置されて回転するように構成される。
 そして、攪拌翼12は、図示例のように、複数の攪拌子12aが一段のみで組み合わせられてなる一段翼として構成されている。
 撹拌翼12の全長、すなわち撹拌翼12を回転駆動するためのモーターとの接続部から、下端部までの距離は、撹拌槽10のサイズに基づいて適宜設定することができる。撹拌槽10の内径(D)が、0.5~1.5mの場合は、撹拌翼12の全長としては、0.5~2mが好ましい。
 また、撹拌子12aの長さは、撹拌翼12の全長が0.5~2mの場合は、20~145cmが好ましい。
 また、撹拌子12aの傾斜角度は、10~80°が好ましい。
 本実施形態では、攪拌翼12を一段翼で構成するとともに、この攪拌翼12を、槽本体11の底部内面11B近傍に配置することで、槽内への共通成分液B及び特徴付与成分Cの供給を開始した後、直ちに、攪拌翼12を回転させて攪拌処理を開始することができる。また、攪拌翼12を槽本体11内部の下方に配置すれば、攪拌効率が高められるので、本来は混合し難い共通成分液Bと特徴付与成分Cとを、邪魔板等を設けること無く、均一に混合させることが可能になる。攪拌翼を多段、例えば、二段で構成した場合には、攪拌混合時において上下二層の液分離が生じ、均一な混合が困難になることがある。
 なお、攪拌翼12を、底部内面11Bの近傍に配置するにあたっては、例えば、攪拌翼12の下端側と、底部内面11Bとの間の距離を、100~500(mm)程度とすることで、上記効果が確実に得られる。
 また、一段翼として構成される攪拌翼12は、その攪拌子12aの枚数については、特に限定されない。しかしながら、攪拌翼12を構成する攪拌子12aの枚数を、例えば、2~8枚の範囲とすれば、最適な攪拌力が得られ、短時間で共通成分液Bと特徴付与成分Cとを均一に混合できる効果が顕著に得られる点から好ましく、2~4枚の範囲がより好ましい。
 また、攪拌翼12の直径dについては、特に限定されず、槽本体11の内径D(m)を勘案しながら適宜設定することができるが、例えば、{攪拌翼12の直径d/槽本体11の内径D}の比率で0.3~0.7の範囲とすることが好ましい。この{攪拌翼12の直径d/槽本体11の内径D}の比率が0.3未満だと、共通成分液Bと特徴付与成分Cとが十分に混合されないおそれがあり、一方、上記比率が0.7を超えても、モーター等の動力源の負担が大きくなるだけで、混合効率を向上させることは難しい。
 さらに、攪拌槽10の攪拌力としては、混合液の単位容量当たりの動力が、おおよそ、0.7~1.6kW/m程度となるように、攪拌翼12を回転させるように構成されていることが好ましい。
 この攪拌力が0.7kW/m未満だと、混合が不十分となり、均一な液体組成物が得られないおそれがある。また、攪拌力を1.6kW/mを超えて必要以上に高めたとしても、液中に気泡が混入したり、モーター等の動力源の負担が大きくなるだけで、例えば、増粘剤として高分子化合物を使用している場合には減粘する可能性があり、また、粘土鉱物を配合している場合には構造が崩壊し、経時変化で増粘するおそれがある等、品質を損ねる場合がある。
 そして、本実施形態の製造装置1においては、さらに、前記製造装置1の液体組成物Aの単位時間当たりの生産能力Sが1~30(ton/hr)の範囲に構成されているとともに、攪拌槽10の最大収容量が1000kg以下に構成されているとともに、攪拌槽10からの液体組成物Aの抜出時間Tが2~8(min)の範囲であり、且つ、この抜出時間T、攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分Cの仕込時間I、及び、前記仕込完了後の攪拌槽10内における共通成分液Bと特徴付与成分Cの攪拌時間tの関係が、下記(1)式で表され、且つ、攪拌時間tが1(min)以上となるように構成されている。
 抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
 但し、上記(1)式において、抜出時間T:攪拌槽10からの液体組成物Aの抜出時間(min)、仕込時間I:攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分Cの仕込み時間(min)、攪拌時間t:攪拌槽10における共通成分液Bと特徴付与成分Cの攪拌時間(min)である。
 前述の通り、本願の製造装置の1つの側面としては、撹拌槽からの液体組成物の抜出量及び抜出時間、撹拌槽への共通成分液と特徴付与成分の仕込み量及び仕込み時間、並びに撹拌槽での共通成分液及び特徴付与成分の撹拌時間のそれぞれを制御する制御ユニットを備えていることが好ましい。また、前記制御ユニットは、前記式(1)を満たすように構成されていることがより好ましい。
 攪拌槽10からの液体組成物Aの抜出速度F(kg/min)は、その生産性等を考慮した場合、80~160(kg/min)の範囲であることが好ましい。
 また、攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分Cの設定仕込量W(kg)は、上述の抜出速度F(kg/min)を考慮しながら適宜設定することが可能であるが、例えば、300~600(kg)の範囲であることが、生産性と混合性の両方を維持できる観点から好ましい。撹拌槽10からの液体組成物Aの抜出速度Fを上述の範囲とするためには、液体組成物Aの粘度を700~1500(mPa・s)の範囲とする、あるいは撹拌槽が加圧またはエアブロー可能な構成を備えていることが好ましい。
 ここで、下記表1に、上述した生産能力S(kg/hr(ton/hr))、抜出時間T(min)、攪拌槽10の設定仕込量W(kg)の各々の関係について、計5パターンのケースに分けて具体的に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 なお、本発明に係る製造装置(及び製造方法)は、マスターバッチ式を採用したものであるが、生産規模(単位時間当たりの液体組成物製品の生産量)が小さい場合には、多品種で切替生産を行う際の、洗浄処理の負担軽減効果が得られ難い。一方、液体組成物製品の生産規模が大きく、装置サイズが大きくなるほど、本発明の効果を得られ易いことから、本発明に係る製造装置(及び製造方法)は、特に、大規模な生産ラインにおいて好適である。そのため、上述のように、本発明においては、その生産能力Sを、1~30(ton/hr):17~500(kg/min)と限定している。さらに、本発明に係る製造装置及び製造方法では、上記の生産能力の上限を、例えば、15(ton/hr):250(kg/min)、あるいは、10(ton/hr):167(kg/min)とすることが、攪拌槽10のサイズをより小さくでき、洗浄処理の負担軽減効果が大きくなることからより好ましい。
 また、攪拌槽10の容量が大き過ぎると、上記の洗浄処理の負担軽減効果が得られ難くなることから、その設定仕込量Wの上限を1000(kg):1000(L)と限定している。
 本発明に係る製造装置1においては、上述したように、攪拌槽10からの液体組成物Aの抜出時間Tを2~8(min)の範囲に規定している。
 本発明では、まず、液体組成物Aの抜出時間Tの下限を2(min)とすることで、共通成分液Bと特徴付与成分Cとを均一に混合させるための攪拌混合時間を十分に確保することができる。また、液体組成物Aの抜出時間Tの上限を8(min)とすることで、上記の生産能力に対して攪拌槽10のサイズ(容量)を小さくすることができ、多品種の液体組成物Aを製造する際の品種切替時における、洗浄処理の負担軽減効果が得られ易くなる。
 一方、共通成分液B及び特徴付与成分Cの供給や攪拌混合のための時間を十分に確保するため、攪拌槽を並列に3台以上設置することも考えられるが、攪拌槽の台数が多すぎると、品種切替時の洗浄箇所や機器点数も増加し、また、設備投資のコストや設置空間の増大等の観点から経済的に不利となる。このため、本発明においては、図1に示す例のように、マスターバッチ式の攪拌混合に用いられる攪拌槽10の台数を2台とし、これら2台の攪拌槽10A、10Bで順次、仕込み、攪拌混合、及び抜出しを行う構成を採用している。
 さらに、本発明では、上記の抜出時間Tと、攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分Cの仕込時間Iとの関係が、次式{抜出時間T≧仕込時間I+攪拌時間t}で表される。即ち、抜出時間Tが、仕込時間Iに攪拌時間tを加えた時間以上、好ましくは抜出時間Tが、仕込み時間Iに撹拌時間tを加えた時間と同じであることにより、マスターバッチ式で液体組成物Aを製造する際、一方の攪拌槽10から混合後の液体組成物Aを抜出しながら、他方の攪拌槽10に共通成分液B及び特徴付与成分Cを仕込み、均一に混合攪拌する時間を十分に確保することができる。
 攪拌時間tは、共通成分液B及び特徴付与成分Cの仕込み完了後に両者を混合攪拌する時間であり、少なくとも1(min)以上の時間を確保する。
 また、攪拌槽10への設定仕込量W(kg)は、通常、攪拌槽10の内部空間の上部に、一定量のヒールパートを残して設定するので、実際の攪拌槽の限界仕込量は、これよりも大きいものとなる。ここで「ヒールパート」とは、前に配合した液の完全に抜き出し切れない残量のことを意味する。
 ここで、攪拌槽10への共通成分液Bの導入については、詳細な図示を省略するが、例えば、攪拌槽10内における攪拌翼12と同心に導入ノズルを設置することがより好ましい。
 また、攪拌槽10への特徴付与成分供給部5(5A、5B)からの特徴付与成分C(C1、C2)の導入についても、共通成分液Bの場合と同様、液送ユニットとしてポンプ32、33を用い、配管6b、6cによって導入する構成を採用することができる。ここで、例えば、特徴付与成分C(C1、C2)が、共通成分液Bとの接触でゲル化や凝集を生じるような成分である場合には、攪拌槽10への共通成分液Bの導入ノズル(図示略)と、特徴付与成分C(C1、C2)の導入ノズル(図示略)を、一定の距離で離間させて配置することが好ましい。例えば、共通成分液Bの導入ノズルと特徴付与成分C(C1、C2)の導入ノズルとの距離を、10mm~1.4m離間させて配置することが好ましい。
 さらに、攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分C(C1、C2)の供給方式としては、所望の液体組成物Aの成分比に基づいて、所定の比率で連続的に供給できる方法であれば、特に限定されない。図1に例示した製造装置1においては、共通成分液Bの供給量を調整するユニットとして、配管6aの経路中にバルブ71が備えられており、さらに、特徴付与成分C1の供給量を調整するユニットとして配管6bの経路中にバルブ73、74が備えられているとともに、特徴付与成分C2の供給量を調整するユニットとして配管6cの経路中にバルブ75、76が備えられている。
 また、本実施形態においては、それぞれ小容量の図示略の貯留槽を攪拌槽10の近傍に設け、この貯留槽から攪拌槽10への供給配管を設けるとともに、攪拌槽10への供給口直前で配管を分岐させ、上記の貯留槽へ循環する配管を設ける構成を採用することがより好ましい。このような構成とすることにより、攪拌槽10へ各液を供給する前に、予め、各液を循環させて流量を所定の量に調整してから供給できるため、工程の開始直後から、所定組成の液体組成物Aを得ることができる。
 次に、本実施形態の製造装置1においては、攪拌槽10による攪拌混合で得られた液体組成物Aを図示略の製品容器に充填する充填機4を備えることができる。このような充填機4としては、従来からこの分野で用いられているものを何ら制限無く用いることができる。図1に例示する製造装置1においては、攪拌槽10A、10Bの下部に配管6dが接続され、ポンプ34によって混合後の液体組成物Aが充填機4に導入されるように構成されている。また、図示例においては、配管6dを介して2台の攪拌槽10A、10Bの各々にバルブ77が接続されており、液体組成物Aの貯留と抜出を切替え可能に構成されている。
 充填機4としては、液体組成物Aを密閉下で連続的に直接、製品容器に充填する構成のものを採用することで、液体組成物Aに含まれる香料成分等の蒸散を完全に防止できるとともに、液体組成物Aを長時間貯蔵する貯槽等の設置が不要となるばかりでなく、品種切替の際に洗浄や殺菌を行う作業も不要となり、より効率的な充填が可能となる。
 なお、本実施形態では、例えば、攪拌槽10と充填機4との間に、図示略の小容量のバッファ槽を設け、このバッファ槽から液体組成物Aを製品容器に充填する構成としてもよい。
[液体組成物の製造方法]
 本実施形態の液体組成物Aの製造方法は、少なくとも、界面活性剤を含む液体組成物の共通成分を調製し、この共通成分液と、香料を含む前記共通成分以外の特徴付与成分とを混合する混合工程を含む方法である。そして、本実施形態では、上記の混合工程において、図1、2に示すような本実施形態の液体組成物Aの製造装置1を用いて、共通成分液Bと特徴付与成分Cとを攪拌混合することで、液体組成物Aを製造する方法を採用する。
 なお、以下の製造方法に係る説明においては、上述した本実施形態の液体組成物Aの製造装置1と重複する構成については、同じ図面及び符号を引用して説明するとともに、その詳細な説明を省略する。
(共通成分液)
 本実施形態においては、まず、液体組成物Aの製造に用いる共通成分(中間原料)からなる共通成分液Bを調製する(以下、この工程を共通成分調製工程と言うこともある)。
 本実施形態では、共通成分液Bに用いる界面活性剤として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩やα-オレフィンスルホン酸塩・高級アルコール硫酸エステル塩・高級アルコールポリオキシエチレンエーテル硫酸エステル塩・脂肪酸塩等のアニオン界面活性剤、第四級アンモニウム塩や第三級アミン塩・イミダゾリニウム塩・アミノ酸系等のカチオン界面活性剤、ベタイン型やタウリン型等の両性界面活性剤、高級アルコールポリオキシエチレンエーテルやポリプロピレンエーテル・脂肪酸ポリオキシエチレンエステル・ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油・脂肪酸ソルビタンエステル・アルキロールアマイド等の非イオン界面活性剤等の少なくとも1種以上(各単独又は2種以上の混合物、以下同様)を挙げることができる。
 また、共通成分液Bにおける、界面活性剤以外のその他の成分としては、液体組成物の用途(例えば、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、液体衣料用洗剤、台所洗剤、練歯磨等)によって異なるが、例えば、エタノールやエチレングリコール・プロピレングリコール・グリセリン等のアルコール類、安息香酸ソーダやクエン酸ソーダ・硝酸ナトリウム・食塩等の有機及び無機酸塩類、セルロース系やアクリル酸共重合体系・カルボキシビニルポリマー系・ガム系等の高分子化合物、水酸化アルミニウムや珪酸塩・リン酸カルシウム等の研磨剤、パラベン類やソルビン酸等の防腐剤、ヒドロキシエタンジホスホン酸等の酸化防止剤、UV吸収剤、精製水または上水等のうちの、少なくとも1種以上を挙げることができる。
(特徴付与成分)
 本実施形態においては、予め調製された共通成分液Bに対して、静置又は減圧にて気泡を抜く処理を施した後、共通成分液Bと、香料を含む残りの特徴付与成分Cとを、所定の比率で攪拌槽10内に供給し、攪拌混合して液体組成物Aを製造する。
 液体組成物Aからなる液体製品に特徴を付与する成分(特徴付与成分C)としては、共通成分液Bと同様、液体組成物の用途(例えば、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、台所洗剤、液体衣料用洗剤、練歯磨等)によって異なるが、例えば、香料や色素類の他、オクトピロックスやトリクロサン等の抗菌剤、各種エキス類やコラーゲン等の湿潤剤、ジステアリン酸エチレングリコール等のパール光沢剤、サイビノール等の乳濁剤等の少なくとも1種以上を挙げることができる。
 なお、共通成分液Bと、香料を含む特徴付与成分Cとの比率は、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、液体衣料用洗剤、台所洗剤、練歯磨等、液体組成物の用途によって変動するものであるが、通常、液体組成物全量に対して、共通成分液が10~99.9質量%(以下、単に「%」という)と、香料を含む特徴付与成分が0.1~90%の比率で配合される。例えば、液体組成物Aがボディソープである場合には、共通成分液B:40~99.9%に対して、香料を含む特徴付与成分C:0.1~60%の比率で配合されることが好ましい。
(製造工程)
 上述のような、本実施形態の製造装置1を用いて液体組成物Aを製造する場合の手順について、図1に示す製造装置1、及び、図2に示す攪拌槽10を適宜参照しながら、以下に説明する。
 まず、共通成分調製工程において、共通成分液供給部2を用い、液体衣料用洗剤やボディソープ等の液体組成物Aの共通成分となる共通成分液Bを調製し、貯蔵する。この際、界面活性剤、及び、その他の共通成分として、上述した各成分の中から、最終的な液体組成物Aの組成に基づいて適宜選択し、共通成分液供給部2に投入して攪拌混合する。
 本実施形態では、共通成分調製工程において共通成分液Bを調製した後、さらに、静置又は真空装置による減圧にて気泡を除去する工程を備えた方法とすることも可能である。
 そして、上記手順で得られた共通成分液Bを、共通成分液供給部2に備えられる図示略の中間タンクに一時貯留する。
 一方、上記の共通成分調製工程と並行して、特徴付与成分準備工程において、特徴付与成分C1を構成する色素、特徴付与成分C2を構成する香料等の各成分を、上述した各成分の中から最終的な液体組成物Aの組成に基づいて適宜選択し、特徴付与成分供給部5A、5B内に各々貯留させる。この際、必要に応じて、特徴付与成分C1、C2を構成する各成分を、予め攪拌混合しておいてもよい。
 次に、混合工程においては、上述したように、工程中において並列に設置された2台の攪拌槽10A又は攪拌槽10Bに向けて、共通成分液供給部2からポンプ31及び配管6aにより、所定量の共通成分液Bを送液、供給する。この際の共通成分液Bの供給時間(仕込時間I)としては、1~7(min)とすることが好ましい。そして、共通成分液Bの液面高さが、攪拌槽10の高さ方向で概ね撹拌槽10の高さの半分~2/3程度となった時点で、攪拌翼12による攪拌を開始するとともに、特徴付与成分供給部5A、5Bからポンプ32、33及び配管6b、6cにより、特徴付与成分C1、C2の供給を開始する。この際、特徴付与成分C1、C2の供給を、所定量の共通成分液Bの供給が完了するまでに完了させることが好ましい。撹拌翼12による撹拌は、共通成分液Bを供給しながら行われることが好ましい。攪拌槽10への共通成分液B及び特徴付与成分C1、C2の供給が完了した後、1~7(min)の時間(攪拌時間t)で、そのまま攪拌混合を継続することが好ましい。本明細書において「撹拌時間t」とは、共通成分液と特徴付与成分の仕込みが完了した後からの撹拌時間のことを意味し、共通成分液、又は特徴付与成分を供給しながら撹拌する時間は含まれない。
 混合工程において、撹拌槽10A又は10B内に供給される全ての共通成分液Bと、全ての特徴付与成分C1、C2との合計の液面高さ(h)が、撹拌槽10A、又は10Bの内径(D)に対して、D/hが0.9~2.0の範囲となるように、供給量を調整することが好ましい。
 本実施形態の混合工程では、攪拌槽10に備えられる攪拌翼12を回転させ、共通成分液Bと特徴付与成分C1、C2とを攪拌混合させる。
 なお、本実施形態では、攪拌槽10内における共通成分液Bと特徴付与成分Cの攪拌を、攪拌槽10への各液の仕込完了後に開始してもよいが、例えば、攪拌槽10の高さ方向で概ね半分~2/3程度の液面高さとなった時点で回転翼12を回転させ、攪拌を開始してもよい。なお、このように、仕込み完了前に攪拌を開始した場合であっても、仕込み完了後、少なくとも1分以上は攪拌を継続する。すなわち、「撹拌時間t」が1分以上となるように、共通成分液Bと特徴付与成分Cとを撹拌することが好ましい。
 そして、混合工程においては、2台の攪拌槽10A、10Bのうちの一方の混合が完了した後、混合が完了した液体組成物Aを一方の攪拌槽10Aから抜出し、充填工程へ向けて送液する。この際の抜出時間Tは、上述したように、2~8(min)の範囲であり、仕込時間Iと攪拌時間tとの合計時間と同じか、あるいは、それよりも長い時間とする。
 また、一方の攪拌槽10Aからの液体組成物Aの抜出し開始と同時に、他方の攪拌槽10Bに対する共通成分液B及び特徴付与成分C1、C2の供給を開始し、以下の手順において、上述した一方の攪拌槽10Aの場合と同様に装置の運転を行う。即ち、本実施形態は、2台の攪拌槽10A、10Bのうちの一方の撹拌槽から液体組成物Aの抜出を行っている間に、他方の撹拌槽で液体組成物Aを調製する方法である。例えば、一方の攪拌槽10Aから混合が完了した液体組成物Aを抜き出して、空の状態となった後、再び、一方の攪拌槽10Aに共通成分液B及び特徴付与成分C1、C2を供給することで、2台の攪拌槽10A、10Bの間で攪拌処理を行う槽を都度切り替える、マスターバッチ式の方法で液体組成物Aを製造する。
 なお、混合工程では、上述したように、まず、攪拌槽10に共通成分液Bを一定量供給した後、追って特徴付与成分Cを供給してもよいし、あるいは、共通成分液B及び特徴付与成分Cを同時に攪拌槽10に供給することも可能である。
 ここで、攪拌槽10内における混合物の混合(攪拌)状態の確認については、通常、作業者による目視で、混合液の色むらが無くなることを確認することで行う。さらに、作業者による目視確認で色むらが無くなったと判断された後、撹拌槽の槽上部及び槽下部の混合液をサンプリングして波長645nmでの吸収光度を測定することで、槽上部と槽下部との間で吸光度に差がないことを確認する方法も採用できる。
 次に、充填工程においては、攪拌槽10による攪拌混合で得られ、攪拌槽10の下部から抜き出された液体組成物Aを、ポンプ34及び配管6dによって充填機4に送液し、図示略の製品容器に充填する。この際、例えば、充填機4として、液体組成物Aを密閉下で連続的に直接、製品容器に充填する、従来公知の構成のものを使用することができる。
 なお、本実施形態では、上記手順によって液体組成物Aの製造が完了した後、製品切替、即ち、組成の異なる液体組成物Aに切り替える場合には、必要に応じて、上記各設備の洗浄・殺菌処理を行う。
[作用効果]
 以上、説明したように、本実施形態の液体組成物の製造装置1によれば、上記構成の如く、攪拌槽10内を邪魔板等の無いフラットな構成にするとともに、攪拌槽10の内径と共通成分液B及び特徴付与成分Cの液面の最大高さとの比率{槽径D/液面高さh}を適性範囲とし、さらに、攪拌翼12を攪拌槽10の底部内面11B近傍に配置した一段翼の構成として液体組成物Aを製造する構成を採用している。これにより、例えば、界面活性剤を含む共通成分液Bと、比較的低粘度且つ低比重の油性成分である香料や色素等の特徴付与成分Cとを混合するにあたり、特に、香料等の油性の特徴付与成分の混合によって増粘が生じ、混合不良が起こりやすい液体組成物を製造する場合であっても、短時間で均一に攪拌混合を行うことが可能になる。また、品種の切替え、即ち、使用する共通成分液や特徴付与成分の切替えを行う際の洗浄処理の負担が軽減され、洗浄を短時間で行うことができるので、生産能力を低下させることなく液体組成物Aを製造することが可能となる。
 従って、高品質で多品種の液体組成物Aを、生産性良く製造することが可能になる。
 また、本実施形態の液体組成物の製造方法によれば、上記構成とされた本実施形態の製造装置1を用いて液体組成物Aを製造する方法なので、上記同様、共通成分液Bと特徴付与成分Cとを混合する場合に短時間で均一な攪拌混合を行うことができ、また、品種切替え時の洗浄を短時間で行うことが可能となる。従って、生産能力を低下させることなく高品質の液体組成物Aを製造することが可能となる。
 上記の製造装置及び製造方法によれば、上述のような洗浄性の向上により、従来に較べて設備の実稼働率が向上するのに伴い、製造能力が顕著に向上する効果が得られる。
 また、共通成分液Bについては、品種に依らず常にストックできることから、攪拌槽10の準備が出来次第、送液するだけで所望の製品が得られるので、生産要望に対して迅速な対応ができることとなる。
 本発明においては、特に、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、柔軟剤、液体衣料用洗剤、台所洗剤、練歯磨等の液体組成物からなる製品に関し、商品サイクルの短縮や季節商品の投入等、多品種少量生産、店頭マーケティングとの連動等、あらゆる生産変動に対して迅速に対応できることから、品目や生産量の変更にも柔軟に対応できるというメリットがある。
 本発明は以下の側面を有する。
[1]共通成分液と、特徴付与成分を含む液体組成物を製造するための製造装置であって、少なくとも2槽の略円筒状の撹拌槽と、共通成分液を供給するための供給ユニット(X1)と、特徴付与成分を供給するための供給ユニット(X2)と、前記撹拌槽から液を抜き出すための抜出ユニットと、前記撹拌槽からの前記液体組成物の抜出量及び抜出時間、前記撹拌槽への前記共通成分液と前記特徴付与成分の仕込み量及び仕込み時間、並びに前記撹拌槽での前記共通成分液及び前記特徴付与成分の撹拌時間のそれぞれを制御する制御ユニットとを備え、
 前記撹拌層は、槽本体と、前記槽本体の内部に配置される撹拌翼とを有し、
 前記撹拌槽は少なくとも2槽が並列に配置されるとともに、各々の撹拌槽が順次、前記共通成分液と前記特徴付与成分の撹拌混合、及び液の抜出を行うように構成されており、
 前記槽本体は、槽壁の内面、及び槽底部の内面が平滑な面で形成されており、かつ内部に邪魔板を備えておらず、
 前記撹拌翼は、前記槽本体の前記槽底部の内面の近傍に配置され、かつ回転可能な一段翼で構成されており、
 前記撹拌槽の最大収容量が1000kg以下であり、
 前記制御ユニットが、前記攪拌槽からの液体組成物の抜出時間T、前記攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の仕込時間I、及び前記仕込完了後の前記攪拌槽内における前記共通成分液と前記特徴付与成分の攪拌時間tの関係が、下記式(1)を満たすように制御することを特徴とする、製造装置。
 抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
 (ただし、上記式(1)において、抜出時間Tは2~8(min)の範囲である。)
[2]前記撹拌翼が、2~8枚の撹拌子を有するピッチパドルで構成されている、[1]に記載の製造装置。
[3]前記撹拌翼の下端と、前記槽本体の槽底部の内面との距離が、100~500(mm)である、[1]又は[2]に記載の製造装置。
[4]前記撹拌槽が、オープン釜である、[1]~[3]のいずれか一項に記載の製造装置。
[5]更に貯留槽を備え、かつ前記貯留槽から少なくとも1槽の撹拌槽へ液を供給するための供給ユニット(X3)を備え、前記供給ユニット(X3)は、前記貯留槽へ液を循環させるための循環ユニットを備える、[1]~[4]のいずれか一項に記載の製造装置。
[6]少なくとも界面活性剤を含む共通成分液と、少なくとも香料を含む特徴付与成分とを含む液体組成物の製造方法であって、
 前記製造方法が、[1]~[5]のいずれか一項に記載の製造装置を用いて行われることを特徴とする、液体組成物の製造方法。
[7]前記液体組成物の製造方法が、共通成分調製工程と、特徴付与成分準備工程と、混合工程と、充填工程とを含み、
 前記共通成分調製工程が、前記供給ユニット(X1)で前記界面活性剤とその他の成分を撹拌混合して前記共通成分液を調製する工程であり、
 前記特徴付与成分準備工程が、前記香料を含む特徴付与成分を、前記供給ユニット(X2)に貯留する工程であり、
 前記混合工程は、前記供給ユニット(X1)から、並列に配置された前記撹拌槽の一方に、前記共通成分液を供給する工程(1)と、前記供給ユニット(X2)から、並列に配置された前記撹拌槽の一方に、前記特徴付与成分を供給する工程(2)とを含む仕込み工程(I)と、前記仕込み工程(I)の後、前記撹拌槽内の前記共通成分液と前記特徴付与成分を撹拌混合して、液体組成物を調製する工程(II)とを含む工程であり、
 前記充填工程は、前記撹拌槽から前記液体組成物を抜き出す工程(3)と、前記液体組成物を製品容器に充填する工程(4)を含む工程であり、
 前記混合工程と前記充填工程が、それぞれ異なる撹拌槽で平行して行われることを特徴とする、[6]に記載の液体組成物の製造方法。
[8]前記工程(1)及び前記工程(2)が、前記撹拌槽の槽本体の内径(D)に対する液面最大高さ(h)の比率(D/h)が、0.9~2.0となるように、各成分を前記撹拌槽に供給する工程である、[7]に記載の液体組成物の製造方法。
[9]前記工程(3)の抜出時間Tが、2~8分であり、前記工程(I)の仕込み時間Iと、前記工程(II)の撹拌時間tと、前記工程(3)の抜出時間Tが、上記(1)式を満たすことを特徴とする、[7]又は[8]に記載の液体組成物の製造方法。
[10]前記工程(3)において、前記撹拌槽からの前記液体組成物の抜出が、80~160(kg/min)の抜出速度で行われることを特徴とする、[7]~[9]のいずれか一項に記載の液体組成物の製造方法。
[11]前記工程(1)及び工程(2)において、前記撹拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の設定仕込み量が、300~600(kg)の範囲であることを特徴とする、[7]~[10]のいずれか一項に記載の液体組成物の製造方法。
[12]前記液体組成物の粘度が、700~1500(mPa・s)の範囲であることを特徴とする、[6]~[11]のいずれか一項に記載の液体組成物の製造方法。
[13]前記共通成分液の粘度が、100~600(mPa・s)の範囲であることを特徴とする、[6]~[12]のいずれか一項に記載の液体組成物の製造方法。
 尚、「共通成分液を供給するための供給ユニット(X1)」とは、撹拌槽10A、10Bに共通成分液Bを導入するための、共通成分液供給部2、ポンプ31、及び流量計81を含む構成のことを指す。また、「特徴付与成分を供給するための供給ユニット(X2)」とは、撹拌槽10A、10Bに特徴付与成分Cを導入するための特徴付与成分供給部5A、5B、ポンプ32、33、及び流量計82、83を含む構成のことを指す。また、「供給ユニット(X3)」とは、貯留槽から撹拌槽10への供給配管を含む構成のことを指し、循環ユニットとは、前記供給ユニット(X3)において、貯留槽へ液を循環させるための配管を含む構成のことを指す。
 次に、本発明の実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記実験例等に限定されるものではない。
[実験例1]
(液体組成物の製造)
 実験例1においては、以下の条件及び手順で、液体組成物として、下記表2に示すような組成を有する液体衣料用洗剤を製造した。この液体衣料用洗剤は液体衣料用洗剤の総質量に対して、共通成分液を99.4wt%含み、また、特徴付与成分として、色素を0.3wt%、香料を0.4wt%含む組成を有する。また、共通成分液の粘度は400mPa・sと、比較的高粘度とされている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 また、本実験例における液体衣料用洗剤の製造にあたっては、図1、2に示すような製造装置を使用した。そして、最終製品としての液体組成物Aを、マスターバッチ処理で攪拌・混合して製造した。また、本実験例においては、下記表3に示す各装置を使用し、共通成分液と特徴付与成分とを混合する場合に対する、D/h、攪拌翼段数、邪魔板有無の影響について実証実験を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 次に、表3に示すような最大仕込可能量とされた、図2に示すような攪拌槽10を用いて、共通成分液Bと特徴付与成分C(C1:色素、C2:香料)とを攪拌・混合した(混合工程)。この攪拌槽10は、下記表4に示すように、槽本体11の内径Dと、この槽本体11の内部に収容される共通成分液B及び特徴付与成分Cの液面の最大高さhとの比率{槽径/液面高さ}が0.9~2.0の範囲で調整可能に構成されたものである。また、攪拌槽10としては、内部に配置されて回転する攪拌翼12が、4枚の攪拌子12aからなる一枚翼として構成されているとともに、攪拌翼長(m)、攪拌翼幅(m)、羽根の傾斜角(°)が上記表3に示した仕様のものを用いた。また、本実験例では、攪拌翼12を槽本体11の底部内面11Bの近傍に配置し、具体的には、底部内面11Bから100mmの位置に、その下端が配置されて回転する一段翼のものを用いた。
 なお、本実験例は、本発明を模擬的に実証するための実験であることから、図1中に示す充填機4を用いた充填工程を省略した。また、本実験例では、攪拌槽10についても、2台の攪拌槽10A、10Bを用いるのではなく、1台の攪拌槽10を用いて各液の仕込及び攪拌を行う条件とした。そして、本実験例においては、抜出時間T(仕込時間I+攪拌時間t)が2(min)あるいは4(min)の短時間である場合に対して、上記比率{D/h}、攪拌翼の段数及び邪魔板の有無の各条件を変化させた際の影響を模擬的な実験によって確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 混合工程においては、まず、一方の攪拌槽10A内に、所定の流量で共通成分液Bの投入を開始した。その後、共通成分液Bの液面高さが、上記の液面の最大高さh(m)の概ね2/3程度となった時点で、共通成分液Bの供給と同時に、特徴付与成分C1、C2の一方の攪拌槽10A内への供給を同様の流量で開始し、これと同時に攪拌翼12を回転させて攪拌を開始した。
 また、共通成分液Bの全量及び特徴付与成分C1、C2の全量の投入を所定時間内に完了するとともに、さらに、攪拌翼12の回転による攪拌混合を所定時間、継続した。この際の攪拌力は、混合液の単位体積当たりの攪拌所要動力を、1.16(kW/m)で一定の条件とした。
 また、一方の攪拌槽10A内における混合物の混合(攪拌)状態については、目視確認で混合液の色むらが無くなっていることを確認した。
 そして、共通成分液Bと特徴付与成分C1、C2との混合が終了した後、得られた液体組成物Aを、所定の流量で一方の攪拌槽10Aから抜き出した。
(評価項目)
 上記手順で得られた液体組成物Aについて、以下の方法で物性を確認するとともに、製造装置における液体組成物Aの製造時、及び、製造後の状態を目視で確認した。
 具体的には、まず、攪拌槽10に共通成分液B及び特徴付与成分C1、C2を仕込みが完了し、さらに所定時間、攪拌した後、この時点で攪拌翼12を停止させ、この時点における混合液について、攪拌槽10において静置した状態で、目視にて混合状態を観察した。
 次いで、抜出される液体組成物Aを専用容器に受けたうえで、目視にて、不均一な混合状態となっている箇所の有無を確認した。そして、抜出し後の液体組成物Aの混合状態の評価について、以下の2段階で評価し、結果を表4に示した。
(1)○:液全体が均一に混合していることが確認できた。
(2)×:液の少なくとも一部に、不均一な箇所が生じているのが確認された。
 また、本実験例においては、混合液(液体組成物A)の粘度について、300mLのトールビーカーに試料である混合液を300mL収容し、BL型回転式粘度計(株式会社東京計器社製)を用いて、以下の条件で測定した。
(1)ローター : ローターNo.3{粘度:1001~4000(mPa・s)}
(2)回転数  : 30(rpm)
(3)測定温度 : 30(℃)
(4)測定時間 : 20秒後(10回転目の値)
 この結果、本実験例における混合後の液体組成物Aは、概ね1000(mPa・s)であることが確認された。
[実験例2、5、6、8、9]
 実験例2、5、6、8、9においては、製造条件を、上記表4(表3の攪拌槽の構成も参照)に示す条件で変化させた点を除き、上記実験例1と同様、本発明の請求項1で規定する条件で共通成分液Bと特徴付与成分Cとを攪拌・混合させて液体組成物Aを製造し、同様に評価して、その結果を表4に示した。
[実験例3、4、7、10]
 実験例3、4、7、10においては、製造条件を、上記表4(表3も参照)に示す条件で変化させ、本発明の請求項1で規定する範囲を外れる条件とした点を除き、上記実験例1と同様の手順で共通成分液Bと特徴付与成分Cとを攪拌・混合させて液体組成物Aを製造し、同様に評価して、その結果を表4に示した。
[評価結果]
 表4に示すように、本発明の請求項1で規定する製造装置を用いて液体組成物を製造した実験例2、5、6、8、9においては、全ての例において混合状態が良好であり、特に、液体組成物が高粘度である場合であっても、攪拌槽における組成物の付着や上下層への分離等が見られず、良好な混合状況であることが確認でき、混合状態の評価が「○」となった。
 これに対し、本発明の請求項1で規定する条件に対し、少なくとも何れかの条件が規定範囲外とされた実験例3、4、7、10においては、何れにおいても、攪拌槽における組成物の付着や上下層への分離等が生じるか、あるいは泡立ちが大きくなることが確認された。
 実験例3においては、槽径に対して液面高さが高すぎるため、これらの比率{槽径D/液面高さh}が本発明の規定範囲を下回る条件であることから、攪拌槽の槽上部及び槽下部において、共通成分液と特徴付与成分とが混合不可能となっていることが確認された。
 実験例4においては、攪拌翼が二段翼とされているため、攪拌翼を境界として液が2層に分離していることが確認された。
 実験例7においては、攪拌槽内に邪魔板が設置されていることから、この邪魔板近傍に一部組成物の滞留が見られ、特徴付与成分をなす油分の溶け残りが生じていることが確認された。
 また、実験例10においては、槽径に対して液面高さが低く、これらの比率{槽径D/液面高さh}が本発明の規定範囲を超える条件であることから、攪拌翼による液面からの気体の巻き込みが発生し、混合液が大きく泡立ってしまうことが確認された。
 上記の結果より、本発明に係る製造装置及び製造方法を用いて共通成分液と特徴付与成分とを攪拌混合し、液体組成物を製造することにより、比較的粘度の高い特徴付与成分を共通成分液に混合する場合であっても、短時間で均一な攪拌混合を行うことが可能であり、また、攪拌槽内における組成物の付着も無く、優れた生産性で高品質の液体組成物を製造することが可能となることが明らかである。
 1…液体組成物の製造装置(製造装置)、
 2…共通成分液供給部、
 4…充填機、
 5(5A、5B)…特徴付与成分供給部、
 10(10A、10B)…攪拌槽(一方の攪拌槽、他方の攪拌槽)、
 10a…開口部、
 11…槽本体、
 11A…槽壁内面、
 11B…底部内面、
 12…攪拌翼、
 12a…攪拌子(ピッチドパドル)、
 A…液体組成物、
 B…共通成分液、
 C(C1、C2)…特徴付与成分、
 D…槽径(槽本体の内径)、
 h…液面高さ(槽本体の内部に収容される共通成分液及び特徴付与成分の液面の最大高さ)

Claims (5)

  1.  少なくとも界面活性剤を含む共通成分液と、少なくとも香料を含む特徴付与成分とを混合するための略円筒状の撹拌槽を、少なくとも2槽備える液体組成物の製造装置であって、
     前記撹拌槽は、槽本体と、前記槽本体の内部に配置されている撹拌翼と、前記槽本体内から液体を抜き出すための抜出ユニットとを備え、
     各々の撹拌槽が、前記共通成分液と前記特徴付与成分との攪拌混合、及び混合後の前記液体組成物の抜出を、順次行うように構成されてなり、
     前記槽本体は、槽壁内面、及び底部内面が平滑な面で形成されるとともに、前記槽本体の内径(D)と、前記槽本体に収容される液体の液面の最大高さ(h)との比率(D/h)が、0.9~2.0の範囲となるように構成され、
     前記撹拌翼は、前記槽本体の前記底部内面の近傍に配置され、かつ回転可能な一段翼で構成されており、
     前記攪拌槽の最大収容量が1000kg以下であり、
     前記製造装置の前記液体組成物の単位時間当たりの生産能力Sを1~30(ton/hr)の範囲とし、
     前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出時間Tが2~8(min)の範囲であり、且つ、前記抜出時間T、前記攪拌槽への前記共通成分液及び前記特徴付与成分の仕込時間I、及び、前記仕込完了後の攪拌槽内における前記共通成分液と前記特徴付与成分の攪拌時間tの関係が、下記(1)式で表され、且つ、前記攪拌時間tが1(min)以上であることを特徴とする液体組成物の製造装置。
     抜出時間T≧{仕込時間I+攪拌時間t} ・・・・・(1)
    {但し、上記(1)式において、抜出時間T:攪拌槽からの液体組成物の抜出時間(min)、仕込時間I:攪拌槽への共通成分液及び特徴付与成分の仕込み時間(min)、攪拌時間t:攪拌槽における共通成分液と特徴付与成分の攪拌時間(min)である。}
  2.  前記攪拌槽からの前記液体組成物の抜出速度F(kg/min)が80~160(kg/min)の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の液体組成物の製造装置。
  3.  前記攪拌槽への前記共通成分液及び特徴付与成分の設定仕込量W(kg)が300~600(kg)の範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体組成物の製造装置。
  4.  少なくとも、界面活性剤を含む液体組成物の共通成分を調製し、この共通成分液と、香料を含む残りの特徴付与成分とを混合する混合工程を含む、液体組成物の製造方法であって、
     前記混合工程は、請求項1~3の何れか一項に記載の液体組成物の製造装置を用いて、前記共通成分液と前記特徴付与成分とを攪拌混合することを特徴とする液体組成物の製造方法。
  5.  前記共通成分液と前記特徴付与成分とが混合されてなる液体組成物の粘度が700~1500(mPa・s)の範囲であることを特徴とする請求項4に記載の液体組成物の製造方法。
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