CN1184503A - 肥皂块模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有减小的纵横尺寸比的肥皂模块,但该模块可以容纳与传统模块相同数目或更多的相同的模腔,或者该模块与传统模块的纵横尺寸比相同但却至少多容纳一个相同模腔。上述效果可以通过使模腔主轴与模块主轴成一介于1°至90°之间的夹角来实现。

Description

肥皂块模具

                      发明领域

本发明涉及用于肥皂块模压工艺中所谓的模块，该模压工艺就是指由材料的挤压方坯模压出肥皂块和/或洗涤剂块的工艺过程。更具体而言，本发明涉及下述模块，其中(1)与普通模块相比，模块的纵横尺寸比减小；或(2)该模块与相应的普通模块有相同的纵横尺寸比，但比上述普通模块至少多包含一个模腔(即由于模腔成角度的排列方式和/或由于模腔间总面积的减小所致)。尽管通常申请人把在一给定模块上可容纳的模腔(通常具有相同尺寸和形状)数称作“容量”，但更普遍地讲，容量是指模块上用作与“非模腔区”相对的“模腔区”的总面积。

                     发明背景

传统上讲，肥皂块由材料的挤压方坯进行模压从而获得美观一致的外形。皂块模压可以通过使用一对相对的模子来完成，这对模子合在一起(即在压实步骤中)以压制出皂块。

这种模具不是将两相对模子压在一起以形成一个模腔，而可以是一种具有多个模腔的加长模具。具有一个以上模腔的加长模具通常被称作一个“模块”(尽管理论上一个模块可能包括一个模腔)。模块的长度通常是由安装该模块的压床的长度决定的。由于实际上压床从制造商处买来时是有标准尺寸规格的，所以传统压床和传统模块的长度是固定的。

通常认为模块上的模腔必须通过模制或机加工方法使穿过模腔主轴(大致决定腔体的长度)的虚线(主轴)平行于穿过模块(决定模块的长度)的主轴。而且，通常认为两相邻模腔的端部(由主轴“末端”或极端确定)之间的间距应当不小于某一规定最小值。这样自然增加了模块模腔间不包括模腔区本身的总面积。这样还增加了与模腔区相对的非模腔区所占总模块面积的百分比(即减小了模块的容量)。

模腔间的最小间隔距离被认为特别重要，因为当一块欲模压的肥皂方坯(“圆条”指挤压后但并未切割的长挤压条；方坯指切割后的原料块；皂块指方坯压形后所得的成品)被放在确定并形成模腔的两个模块之间时，需要某一特定量的肥皂(方坯的肥皂体积)来填充模腔。如果模腔靠得太近，则不能填满模腔，因此造成制成的皂块上产生缺陷。

实际上，Binacchi公司，即生产用于皂块模压的传统压床的一家公司的一份典型的说明书中用“A”表示皂块间距，用“B”表示皂块两边缘间的宽度，即主轴两端部间的腔体宽度(该末端可以是一个点，例如皂块是椭圆的情形)，该说明书中指出，如果B变大(即从B＝0到B＝0～8到B＝8～15等)，模腔的间距A也必须变大。

因而，工业用压床的制造商们持有一种明确的看法，认为不能将皂决的间距变小。因而，这意味着模块的模腔间面积更大，模腔本身所占的面积更小。同样，这也使容量减小，这里的容量指用做模腔区的面积，而不是非模腔区(如模腔之间的区域)的面积。

尽管人们希望增大模腔间距以保证模腔的充分填充，但模腔间额外的面积(减低容量)也意味着将要产生额外的返工料(即未用于填充模腔的肥皂量，且在将其重新送入冲压机之前必须送回肥皂蜗压机进行“返工”)。本领域中也称返工料为“飞边”。

一旦有必须送回蜗压机的飞边或返工料，就意味着容量有限的蜗压机从上游注入蜗压机的肥皂混合物减少了，从而最终意味着成品皂块的生产率降低。

较少的返工料(由于模腔端部间隔较小)还具有其它的优点。在某些配方中，过多的加工使挤压和模压效果变差。较少的返工料因而显著地增强皂块的挤压和模压效果。而且，较少的返工料可能使方坯温度降低，因而可以改善方坯的可模压性。最后，对于有花纹的皂块来说，减少返工料有利于改善压花效果。

尽管减少返工料有很多有利之处，尽管使模腔端部相互靠近可以在一给定的面积上排列更多模腔(即增加“容量”)或类似地，在一较小面积上排列同样多的模腔(即如果使用较小的纵横尺寸比)；但由于本领域内一直存在着减小模腔端部间距(并因此总面积较小)会产生不良影响的学说，至今还没有出现模腔端部相距更近的模块。

就模具的斜角(以便使模腔主轴与模块主轴不平行)而言，有斜角的模具被用于增强带花纹皂块的压花效果。但是，人们从未认识到并且因而从来没有人试图使模具成斜角，以用于如下目的：

(1)增加模块单位固定长度上的模腔数，最好是相同的模腔；

(2)相对于非斜角或模腔端部间距更近的较大模块，在更小的模块长度上保持模腔数至少不变，增加则更好(也就是说，增加相同尺寸和形状的模腔的容量)。

申请人意外地发现：(1)如果使模具模腔肥皂块成斜角以使穿越模腔或肥皂块的主轴(大致确定模腔的长度)与模块的主轴分开成一角度，而且/或者(2)如果减小模腔间的面积(实际上，这样使模块的总面积减小了)，例如，通过使模腔排列得更加紧密来减小模腔间面积，那么就可以：(1)增加纵横尺寸比固定的模块上的模腔数(至少增加一个)；或者(2)在一纵横尺寸比减小的模块上保持相同数目的模腔数；或者(3)增加在一纵横尺寸比减小的模块上的模腔数。

因而，本发明可能被更一般地定义为：一种与传统模块相比容量与纵横尺寸比的比值更大的模块(容量指模腔区面积，纵横尺寸比指模块长端与短端的长度比)。

                     发明简述

本发明提供了一种传统模块的改进型，这种改进型模块的容量(模腔面积)与纵横尺寸比(模块长端与短端的长度比)的比值更大。

更进一步，当模腔间不包括模腔本身的模块总面积减小时，肥皂块返工料会显著减少(即因为更多的肥皂/方坯被压制成肥皂块)。而且，申请人发现多出来的模腔(如，在下面实施例中有5个模腔，而不是原来的4个)可用相同体积的挤压方坯来填充。特别令人吃惊地发现：模块用于非模腔区的总面积可以减小(如，通过使模腔间间隔变小)而用相同体积的肥皂就可以填充新增的模腔。

在一种实施方案中，本发明涉及(1)一固定纵横尺寸比(通常由制造商提供的压床长度决定)的模块，其上可以有一个或多个额外的最好是同样的模腔；或(2)一纵横尺寸比更小的模块，其上具有与传统模块相同或更多的(模腔数模腔的尺寸和形状相同)，其中传统模块没有成斜角或者模腔端部间距没有减小，因而，模块上非模腔区的总面积并未减少。已注意到可通过如下方法增加容量(容量增加指在相同模块长度上具有更多的模腔；或在较小的模块长度上具有相同或更多数目和更大形状的模腔)：(a)使模腔主轴与模块主轴分开成一定角度(即1°到90°)和/或(b)减小相邻模腔端部的间距。优选地，模腔的主轴应与模块主轴成一在1°到90°之间的夹角。在某些实施方案中，夹角可能在10°到60°之间，最好在20°到50°之间。即使在没有增加额外的模腔的情况下，模腔也可能成斜角(即，减小“非模腔”区的间距并因而获得下面将讨论的返工料的减小)。应当注意到最佳的斜角方向取决于皂块的形状，例如，某些皂块的最佳方向为90°而另一些皂块的最佳方向是20°至70°。而且，最佳方向可以通过在给定空间上增加模腔数或减少模腔间的面积/返工料来实现。

应当理解，模块上可以包含一行以上的模腔。还应当理解，部分模腔可以成斜角而另一些可以保持原状。模块中可有一行以上的模腔，例如其中每个模腔的主轴仍然与模块的主轴平行。这在制造诸如酒店所用的小肥皂块或肥皂片时特别有用。

在本发明的另外一个实施方案中，本发明涉及一种在与传统模块具有相同纵横尺寸比的模块上增加模腔数目的方法；或一种在具有较小纵横尺寸比的模块上保持同样的模腔数目不变或有所增加的方法；该方法包括如下步骤其中之一或两者都包括：(1)使模腔主轴与模块主轴(即：长度“A”)成1°到90°角(某些实施方案中为10°到60°，最好是20°到50°)；和/或(2)减小模腔间距(以及整个模块的总面积)。

在另外一个实施方案中，本发明涉及一种减少肥皂块模压过程中产生的返工料(“飞边”)的方法，该方法包括使用一种传统模块的改进型，通过使模腔成1°到90°的斜角从而使模腔间面积(即模腔与其相邻模腔两边缘之间的面积)减少。在本发明的某些实施方案中，优选地是将与模块主轴的斜角设在10°至60°之间，更优选地是在20°至50°之间。另一方面，应当理解，在本发明的某些实施方案中，优选角度为90°。

                       附图简述

图1示出一个典型的肥皂模压装置的工作情况，包括包含模腔的模块的往复式和回转式模压部件的工作位置。图中示出目前所用的模块包括四个模腔且其模腔主轴与模块主轴平行。

图2所示是一个坯料提升机，该机用于将方坯提升至往复式压模和回转式压模之间，坯料在该处成形。同样，本图描绘了目前常用的模具的四(4)个模腔主轴均平行于模块的主轴。

图3是本发明一种实施方案中成斜角的往复模的视图，其中模腔或皂块的主轴与模块的主轴成25°到30°角。从图中可以看出在相同的模具长度上现在容纳了5个模腔，即该模具长度为50.8cm(20英寸)(模具的长度由制造商所提供的压床的长度决定)。图中示出了模具的往复半模块。图中删去了皂液喷射器。

图4是传统转模的视图，其中每个模腔主轴与模块主轴平行且相邻模腔之间的间距与制造商的学说相一致。

图5所示是一个典型的模块，其中纵横尺寸比定义为模块的长度A与宽度B的比值。每个模腔的纵横尺寸比定义为长度“a”与模腔横向的长度“b”的比值。

传统模具的模腔主轴a与模块的主轴A平行。

                      发明详述

本发明涉及一种模块，该模块单位长度上具有更多的模腔或在一较小的长度上具有相同数量的模腔。因此，这种模块的容量(模块上用做“模腔区”的面积)与模块纵横尺寸比的比值有所增加。

一般地，模块的表面积或模压面积通常由模块的纵横尺寸比决定。模块的纵横尺寸比是模块的长边(通常模块是矩形的，且长边决定模块的长度)与短边(通常决定表面积的宽度)的比值。因此，纵横比为图5中所示的A/B。

在一“传统”模块中，机加工或模制在模块上的模腔的主轴(图5中用“a”表示)与模块的主轴A平行。而且，传统模块由于下述两个因素的限制使其具有数目固定的一定尺寸和形状的模腔：

(1)模块总长A，以致对于一给定长度为“a”的模腔，模块只能容纳固定数目的模腔；

(2)相邻两模腔边缘的间隔距离。应当理解随着相邻模腔的间隔的减小，模块模腔间的总面积(更一般地，整个模块上非模腔的总面积)也减小。压制过程中产生“飞边”或返工料(送回蜗压机以便“返工”的肥皂)的是这些非模腔区域。

一般地，应当注意到本领域中认为压制过程中需要一确定体积的方坯来填充模腔，因此，非模腔区的总面积必须保持在某一最小范围内以确保适当的模腔填充效果。这样，尽管减少返工料有许多有利之处，下文将对其进行叙述，但领域内技术人员并没有意识到这应该或可能通过减小模腔间距来实现。

本发明不仅出人意料的认识到使用“非传统”模块(即，模具成斜角且总的非模腔面积较小)的巨大益处，而且认识到可以制造这样一种模具。与本领域中的学说和共识相反，本发明认识到各个模腔的间距可以减小(本领域学说认为这里必须有一个最小间隔)，而且对生产出皂块的坚固性丝毫无损(即，甚至当由于模腔与模块成角度和/或间距被减小而使非模腔面积减小时，模腔也可被充分填充)。

具体地，在一个实施方案中，本发明涉及(1)具有与“传统”模块(即，模腔主轴“a”与模块主轴“A”平行的模块)相同纵横尺寸比的模块，但该模块比传统模块多一个或更多额外的模腔(最好是相同尺寸和形状的模腔)或(2)具有比“传统”模块更小的纵横尺寸比的模块(A/B的比值较小)，但其包含与传统模块数目相同或更多的模腔。在第二个定义体系中，中请人指出，在一具有较小的A/B纵横尺寸比的模块上，有可能象在一较大纵横尺寸比的模块一样制成数目相同或更多的同样的模腔。因此，容量与模块纵横尺寸比的比值增加了。

在一固定模块长度上增加模腔数或在较小的模块长度上排放数目相同或更多的同样的模腔实际上意味着模腔区所占的面积(容量)与模块纵横尺寸比的比值将更大。这也意味着返工料会减少(因为非模腔面积较小，而返工料由模压或添加肥皂坯料时从非模腔区溅出的多余肥皂决定)。

另一种表达方式是：对于给定的方坯体积，用于填充模腔的肥皂量比溅出成为返工料的肥皂量多。

应当理解，方坯体积的概念难以确切地定义。某些情况下，会稍微多用一些坯料，但由于生产出了额外的皂块，所以总体上是获益的。因此，也许这样表述更确切：无论是使用相同量的坯料还是更多或更少的坯料，使用斜角模具会使生产单位皂块所用的方坯体积减小(即用给定长度或体积的方坯可制出更多的皂块)。

返工料的减少(未用量减少)有显著的优点。多余的返工料通常被送回蜗压机进行再加工。

由于蜗压机本身的容量有限，返工料越多，最终产出量就越少。因此，本发明可制出更多的皂块并且产生巨大的经济效益。

在与“传统”模块具有相同纵横尺寸比的模块上至少排放多一个模腔(增加的容量)或在一个较小纵横尺寸比的模块上排放相同数量(或更多)的相同模腔，可以通过如上所述的使模腔成斜角或减少“非模腔”区的面积来实现。

使模腔成斜角排放和减小间隔距离并不一定分开使用。实际上，使模腔成斜角本身就可以产生减小模腔间距的效果(且因此减小总“非模腔”面积)。但是，不用成斜角也可以减小间距。现有技术认为模腔间距可以从7毫米至12毫米(见Binacchi说明书)，而如果采用本发明的斜角型模腔，间距可被减小到0毫米(例如，在一个模腔边缘与另一模腔边缘外切处)，也可以是小于7毫米的某个值，例如，优选地在0到6mm之间，最好是在1至5mm之间。这是本发明与本领域相反地认为随着皂块宽度的增加，皂块的间隔也应增加的理论的一个重要区别。该种理论是在制皂工业中广泛应用的肥皂压床的一个制造商的观点。根据本发明所模压出的皂块可以是，例如，一种传统的脂肪酸皂块。

然而，本发明的皂块优选采用非皂类洗涤剂块。这种洗涤剂块中的肥皂脂肪酸被缓和的表面活化剂代替，例如，椰子基二羟基乙磺酸钠(见包括在本主题申请的参考文献中的Geitz的美国专利No.2,894,912或烷基醚磺酸盐。也参见包括在本主题申请的参考文献中的Caswell等人的美国专利No.4,695,395。

参见图1，申请人示出了一个典型的模压装置。一般地，“压床”指象部件1一样的长“转轴”，其上通过转模后挡板2安装着模3的回转模压半模。更具体而言，该压床被分成两个扁平区4，其上安装着转模3。

该模不仅包括转模3，还包括模的另一半，称为往复模5。工作中，在称为压实或压紧的步骤中，往复模前后运动以在回转半模和往复半模之间将方坯压制成形。

压实后，转模旋转180°以使另一个转模3被送至压实位置进行压实，与此同时压好的皂块穿过脱膜板7由吸盘6拆下。脱膜板将未填充模腔的肥皂(称为“飞边”)除去，然后飞边被送至蜗压机进行回收利用，如上文所述的一样。

本发明包含斜角模腔的模具可用于替代转模3以及往复模5，如已指出的一样，模具的尺寸由其所安装的扁平区域4的尺寸决定。

图2中22代表方坯提升机，该机用于提升将要模压的方坯。图中提升机22设计成安装在往复模5的凹槽内。

图3是本发明模具的示意图，该模在原来有4个模腔的相同长度上有5个模腔。

这些专用的模腔是设计用于压制Dove^型皂块的，不过应当了解模腔可制成各种形状而且其形状没有任何限制。

应当指出，本发明的模具可以是本领域中任何已知的模具，包括那些用本领域中已知方法冷却的模具和/或那些涂有合成橡胶模的模具(薄层或涂膜模具)。

本发明将通过下面的非限制性实施例加以阐述。实施例1

进行一个有关熔池模具(bath dies)的试验，该模具水平方向上有5个斜角模腔(如图3所示)而不是4个，(1)评价皂块质量(2)测量皂块返工料的减少量(3)决定合适的方坯尺寸和形状。

令人吃惊地是，已发现并不需要增加方坯的体积。现有的方坯尺寸和形状可以填满模具模腔并生产出具有与目前的高标准相同的质量的皂块。

此外，用一个模具在每个机器工作周期中可以生产5个皂块而不仅是现有的4个了。

最后由于在模腔间距减小的情况下仍可使用相同体积的方坯，可使返工料显著减少，如下表所示：

        方坯重量    皂块重量    返工量现有模具：  839克       546克       35％斜角模具：  839克       682.5克     19％

上表中返工量有46％的大幅度减少。

方坯具有大致的外形：

宽度方向带有3.0cm

的平顶和平底。模具间距为0.008”。

Claims (8)

1.一种传统模块的改进型，该种改进型模块的容量与纵横尺寸比的比值增大了。

2.一种如权利要求1所述的模块，经修改以使其可从以下两组中选择：

(a)模块具有与传统模块相同的纵横尺寸比，但至少比传统模块多一个模腔；

(b)模块具有比传统模块低的纵横尺寸比，但至少有相同的模腔数，

所述的传统模具穿过模腔的主轴与该传统模具主轴相平行。

3.一种如权利要求2所述的模块，其中在与传统模块具有相同纵横尺寸比的模块上排放更多的模腔；或在具有较小纵横尺寸比的模块上排放相同数目或更多的模腔，以上两点是通过使模腔主轴与模块主轴成一介于1°与90°之间的夹角来实现的，该模腔是模制在模具上的或是在模具上由机加工制成的。

4.一种如权利要求3所述的模块，其斜角为10°到60°。

5.一种如权利要求3所述的模块，其斜角为20°到50°。

6.一种如权利要求2所述的模块，其中相对于传统模具排放更多的模腔或在较小纵横尺寸比的模块上保持或增加模腔数目，是通过减小模块的非模腔面积实现的。

7.一种方法，可以在具有与传统模块相同纵横尺寸比的模块上增加模腔个数，或在较小纵横尺寸比的模块上保持相同数目或更多的相同模腔，该方法至少包括下述两点其中之一：(1)使穿过模腔的主轴与穿过模块的主轴成1°至90°的夹角；(2)减小模块非模腔区的面积。

8.一种减小皂块或洗涤剂块模压过程中产生的返工料量的方法，该法包括：使用一种传统模块的改进型模块，该模块通过使穿过模腔的主轴与穿过模块的主轴互成一个1°至90°之间的夹角而使模块的非模腔区面积减小。

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