HU221283B1 - Method for reducing spent material by soap stamping - Google Patents

Abstract

Eljárás szappansajtolás hulladékának csökkentésére, amelynek során ahagyományos szerszámtömbben (3) a formázóüregek (8) közötti területetúgy csökkentik, hogy a formázóüregek (8) tengelyét a szerszámtömbök(3) hossz- tengelyéhez képest 10–90° tartományba eső szöggelelfordítják. ŕ

Description

A találmány tárgya egy eljárás szappansajtolás hulladékának csökkentésére, amelynek során a hagyományos szerszámtömbben a formázóüregek közötti területet csökkentjük.

A hagyományos esetekben a szappandarabokat extrudált anyagtérfogatból, azaz egy nyersdarabból sajtoljuk ki kívánt és egyforma alakra. Az egyes termékek kisajtolását például olyan két, összetartozó formázószerszámféllel végezhetjük el, amelyeket például egy tömörítő lépésben egymásnak illesztünk és ezáltal alakítjuk ki a kívánt formájú terméket.

Egymáshoz illesztve egyetlen formázóüreget képező formázószerszám helyett olyan növelt méretű formázószerszámot is használhatunk, amelyben nem egy, hanem több formázóüreget alakítunk ki. Ilyen, egynél több formázóüreget tartalmazó formázószerszámot általában „szerszámtömbnek” nevezünk (jóllehet elméletileg egy szerszámtömb csupán egyetlen formázóüreget is tartalmazhat). Ennek a szerszámtömbnek a hosszúságát általában maximálja annak a sajtolóberendezésnek a hossza, amelyre a szerszámtömböt rászereljük. Mivel a gyakorlatban a sajtolóberendezést kereskedelmi forgalomban szerezzük be és általában szabványos méretsorból választjuk ki, annak hossza és így egy hagyományos szerszámtömb hossza is eleve meghatározott.

A szerszámgyártás során mind ez ideig egy szerszámtömb formázóüregeit kizárólagosan úgy alakították ki a szerszámtömbben, hogy a formázóüreg főtengelyével egybeeső képzeletbeli vonal a szerszámtömb fő hosszirányú tengelyével is egybeesett, azaz az egyes formázóüregek a szerszámtömbben egyformán hosszirányban húzódtak. Általános felfogás továbbá, hogy két szomszédos formázóüreg végei között egy mindenkori meghatározott legkisebb értéket meghaladó távolságot kell tartani. Ez természetesen megnövelte a szerszámtömbnek a formázóüregek közötti, nem hasznos területét, továbbá megnövelte a szerszámtömbben a formázásra nem alkalmas haszontalan terület arányát a hasznos, a formázóüregek területével egyező területhez viszonyítva (azaz lényegében csökkentette a szerszámtömb kapacitását). Jóllehet „kapacitás” kifejezés alatt a formázóüregek számát értjük (mely általában azonos azok nagyságával és alakjával), mely egy adott szerszámtömbre fér ki, leírásunkban kapacitás fogalmon a szerszámtömbnek azt a teljes területét értjük, amelyet „formázóüreg térként” nevezhetünk el az attól eltérő terekhez, területekhez képest.

Az eddigi szakmai előítéletek szerint az egyes formázóüregek közötti távolság különösen kritikus, hiszen a formázóüregek kitöltéséhez egy bizonyos szappanmennyiségre (bizonyos térfogatú szappanrúdra) van szükség ahhoz, hogy az a formázóüregeket rendesen kitöltse és megfelelő méretű és alakú szappanokat lehessen kisajtolni. (Leírásunkban a „kígyó” kifejezést a nyersdarabra, tehát a már extrudált hosszú termékrúdra értjük, amely még nincs darabolva, a „termékrúd” kifejezés alatt ezt a már darabolt hosszú terméket értjük, „termék” alatt pedig a már a vágatból kisajtolt kész szappant értjük. Ha a formázóüregek túl közel vannak egymáshoz, a szakmai hiedelem szerint nem tölthetők fel tökéletesen és hibás terméket eredményezhetnek.

A fentiekre példaképpen a Binacchi and Company cég egyik termékének specifikációs adatait említhetjük - ez a cég széles körben ismert hagyományos szappansajtolóberendezéseiről és a termékjellemzők között találunk egy „A”, valamint egy „B” értéket, ahol az „A” érték az egyes vágatok közötti távolság, a „B” pedig a vágatnak a formázóüreg legkülső pontján mért szélessége (ami abban az esetben, ha a vágat egy ellipszis, egyetlen pont is lehet), és a számok azt mutatják, hogy ahogy „B” értéke növekszik (például nulláról nyolcra, vagy nyolcról tizenötre stb.), a formázóüregek közötti „A” értéknek is egyre nagyobbnak kell lennie.

Tehát egyértelműen elfogadott az a módszer, hogy az iparban használt sajtolóberendezéseknél az egyes formázóüregek közötti távolságot szükség esetén megnövelik, ezzel a szerszámtömb egyre nagyobb részét teszik ki a formázóüregek közötti területek, és egyre kisebb részét maguk a formázóüregek. Ez viszont kapacitáscsökkenést jelent, ahol a kapacitás alatt a formázóüregek által elfoglalt területet értjük, nem pedig az azokon kívüli, például az egyes formázóüregek közötti területeket.

Azáltal, hogy a formázóüregek egyre távolabb kerülnek egymástól, annak érdekében, hogy a formázóüregeket teljesen ki lehessen tölteni a sajtolandó nyersdarabbal, a formázóüregek közötti megnövelt területre egyre nagyobb hulladék, pontosabban újra feldolgozható anyag jut (tehát az a szappanmennyiség, amely nem fogja kitölteni a formázóüregeket, és így vissza kell juttatnunk a szappancsigaprésbe, hogy onnan újból eljusson valamelyik préshez). Mennyiségtől függően ezt az újra feldolgozható hulladékot a szakterületen sorjának is nevezik.

Bármennyi sorját vagy hulladékot kell visszajuttatnunk a csigapréshez, azt jelenti, hogy az adott kapacitású csigaprésbe kevesebb új szappankeverék kerül, ez végső soron csökkenti a préselt késztermékmennyiséget.

Az US 4 043 234 számú szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amellyel egy hosszúkás lemezanyagból, például szalagból egyforma átmérőjű körök kistancolása során a keletkező hulladék mennyiségét szándékoznak csökkenteni. Ehhez a több kivágószerszámot tartalmazó szerszámtömbhöz megfelelő alakisággal rendezik el a lemezanyagot, illetve a köröket. Tárgyát tekintve ez a dokumentum sem foglalkozik azonban azzal a kérdéssel, miképpen lehetne a sajtolóeljárásban újra felhasználható hulladékot csökkenteni a szappangyártásban.

Nem várt módon azt találtuk, hogyha a formázóüregeket úgy fordítjuk el, hogy az azokon keresztülhúzódó főtengely (mely általában a formázóüreg hosszát is meghatározza) a szerszámtömb főtengelyétől eltér, úgy lehetővé válik, hogy megnöveljük legalább eggyel a formázóüregek számát, összehasonlítva a rögzített méretarányú szerszámtömbbel.

HU 221 283 Bl

Ezen túlmenően, ha az egyes formázóüregek közötti teljes szerszámterületet, bele nem értve a formázóüregek területét, csökkentjük, ezzel lényegesen csökkentjük a szappanhulladék-mennyiséget (például mert több nyersdarabot tudunk késztermékké sajtolni). Ezen túlmenően úgy találtuk, hogy a járulékos formázóüreg (például a később bemutatásra kerülő kiviteli alaknál az eddigi négy formázóüreg helyett öt formázóüreg található) ugyanolyan térfogatú extrudált anyaggal teljesen kitölthető. Különösen meglepő volt, hogy a formázóüreghez nem használt teljes szerszámterületet (például az egyes formázóüregeket egymáshoz közelebb hozva) csökkenthetjük úgy, hogy a járulékos üreget ugyanolyan szappantérfogattal tökéletesen fel tudjuk tölteni.

A kitűzött feladatot egy eljárással oldottuk meg szappansajtolás hulladékának csökkentésére, amelynek során a hagyományos szerszámtömbben a formázóüregek közötti területet csökkentjük, és újszerű módon a formázóüregek tengelyét a szerszámtömbök hossztengelyéhez képest 10-90° tartományba eső szöggel, a javasolt eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében 20-60°, egy még szűkebb értelmezés szerint pedig 25-45° tartományba eső szöggel elfordítjuk.

Ha egy adott hosszúságú szerszámtömbben több formázóüreget képezünk ki, vagy ugyanannyi vagy több formázóüreget képezünk ki egy kisebb formázótömbben, úgy a formázóüregek által elfoglalt terület (kapacitás) és a szerszámtömb méretaránya közötti arány is megnő. Ez azt is jelenti, hogy kevesebb lesz a hulladék (mivel kisebb formázóüregen kívüli területet kapunk és a hulladékot eme formázóüregen kívüli területen maradó, a sajtolást követően sorjaként vagy hulladékként jelentkező fölös anyagmennyiség jelenti). A sajtolási anyagmennyiség fogalma nem határozható meg egykönnyen. Egyes esetekben valamivel több nyersanyagra van szükségünk, de mivel a hagyományosnál több készterméket hozunk létre, általánosságban véve nyereségről beszélhetünk. így tehát talán pontosabb, ha azt mondjuk, hogy akár ugyanannyi, akár több, akár kevesebb nyersanyagot használunk fel, a szögben elfordított formázóüregek használata lehetővé teszi egy adott hosszúságú vagy térfogatú táblára eső nyersanyag csökkentését.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt eljárást megvalósító szappanformázó szerszám látható. A rajzon az

1. ábra egy napjainkban általánosan használt szappanformázó szerszámot mutat, amely tartalmazza az ide-oda mozgó és forgó sajtoló összetevőket a formázóüreget tartalmazó szerszámtömbhöz. Az ábrán olyan formázószerszám látható, amely négy formázóüreget tartalmaz, és azok főtengelye - mint szokásos - a formázószerszám főtengelyével párhuzamosan húzódik, az

A. ábra az 1. ábra szerinti formázószerszámot mutatja összeállított helyzetben, a

2. ábra olyan emelőszerkezetet mutat, amellyel a szappan nyersanyagot az ide-oda mozgó és forgó sajtolószerszámok között mozgathatjuk, amelyekkel aztán létrehozzuk a szappan termékek végső alakját. Ezen az ábrán is megfigyelhető a négy formázóüreg, amelynek főtengelye hagyományosan párhuzamos a szerszámtömb főtengelyével párhuzamos a szerszámtömb főtengelyével, és a

3., 4. ábrán a találmány szerinti eljárással előállított szappanformázó szerszám egy-egy lehetséges kiviteli alakját tüntettük fel szögben elfordított formázóüregekkel, melyek főtengelye 25-30°-kal van elfordítva a szerszámtömb főtengelyéhez képest. Látható, hogy a szerszámtömb öt formázóüreget tartalmaz, ugyanakkora, például 50,8 cm hosszon, mint a kereskedelmi forgalomban beszerezhető sajtolószerszám által meghatározott hosszúságú hagyományos szerszámtömb. Az ábrákon a szerszámtömbnek csupán egyik, ide-oda mozgó szerszámfelét rajzoltuk fel, és a jobb érthetőség kedvéért elhagytuk a kialakított termékeket eltávolító elemeket is.

Az 1. és az 1A. ábrán egy tipikus sajtolóberendezés találmányunk szempontjából lényegesebb részletét tüntettük fel: az ábrán látható hosszúkás 1 tengelyre elforduló 3 szerszámtömb van 2 tartólap segítségével rászerelve. Az 1 tengely két olyan sík 4 felületet tartalmaz, amelyre elforduló 3 szerszámtömbök vannak rászerelve.

A 3 szerszámtömbbel egy másik, ide-oda mozgó 5 szerszámtömb van társítva. Működés közben az 5 szerszámtömb előre-hátra mozog a tömörítő vagy sajtoló lépés alatt, ezzel sajtoljuk össze a bejuttatott 10 nyersdarabot a forgó és az ide-oda mozgó 3, 5 szerszámtömbök között.

A tömörítést követően a 3 szerszám tömböt 180°-kal elfordítjuk úgy, hogy egy másik elforduló 3 szerszámtömb kerül tömörítő helyzetbe, ugyanekkor a már sajtolt termékeket egy 7 leszedőlemezen keresztül 6 szívófejekkel eltávolítjuk. A 7 leszedőlemez leszedi a 8 formázóüregeket ki nem töltő fölösleges szappanmennyiséget (amelyet sorjának is neveznek), és azt visszajuttatja a korábban ismertetett módon a berendezés részét alkotó csigaprésbe.

A találmány szerinti eljárással létrehozott, szögben elfordított 8 formázóüregeket tartalmazó formázószerszám kerül az 1. ábrán bemutatott elforduló 3 szerszámtömb és az ide-oda mozgó 5 szerszámtömb helyére, és, méretét annak a 4 felületek a mérete határozza meg, amelyre fizikailag is felerősítjük.

A 2. ábra olyan ismert nyersdarab-továbbító 22 mozgatóelemet mutat be, amellyel a sajtolásnál használt 10 nyersdarabot tudjuk a megfelelő 3, 5 szer3

HU 221 283 Β1 számokhoz emelni. A bemutatott kiviteli alaknál a 22 mozgatóelem úgy van kialakítva, hogy besimul az ide-oda mozgó 5 szerszámtömb megfelelő mélyedéseibe.

A 3. és 4. ábrán a találmány szerinti eljárással létrehozott formázószerszám olyan kiviteli alakját tüntettük fel, amely ugyanolyan hosszúságon az eddigi négy helyett öt 8 formázóüreget tartalmaz. A 3, 5 szerszámtömbök ábrán bemutatott 8 formázóüregei olyan alakúak, hogy a kereskedelemben Dove néven forgalmazott és ismert szappan alakítható ki segítségükkel, de természetesen a 8 formázóüregek tetszőleges más alakúak és méretűek lehetnek.

A 8 formázóüregek szögben történő elfordítása, valamint a távközök csökkentése nem feltétlenül egymástól függetlenül hat. Valójában a 8 formázóüregek szögben történő elforgatása önmagában felelős lehet a térköz csökkentéséért két szomszédos 8 formázóüreg között (és ezen keresztül a teljes 8 formázóüregen kívüli terület csökkenéséért). A két szomszédos 8 formázóüreg közötti távolságot azonban a 8 formázóüregek szögben történő elforgatása nélkül is csökkenthetjük. Az ismert 3, 5 szerszámtömbök esetében azt hitték, hogy két szomszédos 8 formázóüreg között például 7-12 mm-nyi távolságnak kell lennie (lásd a már említett Binacchi-féle specifikációt), míg a találmány szerinti, szögben elfordított 8 formázóüregek használatával ezt a távolságot egészen 0 mm-re csökkenthetjük (azaz ahol az egyik 8 formázóüreg szerszámtömb hosszirányában mért legkülső éle a szerszámtömbre merőlegesen egy síkba esik a rákövetkező 8 formázóüreg felé eső legkülső élével) és minden bizonyossággal kisebb lehet, mint 7 mm, azaz előnyösen 0-6 mm tartományba eshet, még előnyösebben, 1-5 mm tartományba eshet. Ez kritikus eltérés a technika állásához képest, amely ezzel pont ellentétben azt tanítja, hogy a nyersdarab mennyiségének, szélességének a növekedésével a szomszédos 8 formázóüregek közötti távolságot is feltétlenül növelni kell. Ezt a fajta sajtolóberendezést a szappangyártó iparban ma is széles körben használják. A találmány szerinti eljárással létrehozott formázószerszámmal kisajtolható szappanok közé tartozhatnak például a hagyományos zsírsavas szappanok. Az ilyen szappan olcsó, könnyen megmunkálható és jól habzik.

A találmány szerinti eljárással létrehozott formázószerszámmal kialakítható szappanok azonban előnyösen nem szappanos detergens anyagok. Ilyen anyagokban a szappan zsírsavat enyhébb felületaktív anyagok, például az US 2 894 912 számú szabadalmi leírásban ismertetett és leírásukban referenciaként megnevezett nátrium-kokoil-izetionát vagy alkiléter-szulfonát lehet, ezzel kapcsolatban hivatkozunk az ugyancsak referenciaként tekintett US 4 695 395 számú szabadalmi leírásra.

Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti eljárással létrehozott formázószerszám bármilyen, a szakterületen ismert szerszámot megvalósíthat, beleértve azokat is, amelyeket ismert módon hűtenek és/vagy elasztomerekkel vonnak be (bevonatolt szerszámok).

A találmányt az alábbiakban a következő - az oltalmi kört nem korlátozó - példával mutatjuk be.

1. példa:

Az eddigi négy helyett öt, és szögben elfordított 8 formázóüreget magában foglaló 3, 5 szerszámtömböt használtunk egyrészt az így előállított termék minőségének a megvizsgálására, másrészt a keletkezett hulladékmennyiség csökkenésének a méréséhez, harmadrészt az alkalmas 10 nyersdarab méret- és alakmeghatározásához.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a felhasznált 10 nyersdarabtérfogatot nem kellett megnövelnünk. Az eddigi 10 nyersdarabméret és -alak alkalmas volt arra, hogy a négy helyett az öt 8 formázóüreget is kitöltse, és a jelenlegi kiváló minőségű termékekkel azonos minőségű terméket állítsunk elő. Ezen kívül egyetlen 3, 5 szerszámtömbbel az eddigi négy helyett öt szappant tudtunk egyetlen művelettel kialakítani.

Végül, mivel ugyanazt a nyersdarabtérfogatot használtuk a 8 formázóüregek közötti távolság csökkentése mellett, jelentős mennyiségű hulladékot sikerült megtakarítanunk, amelyet az alábbi táblázatban foglalunk össze:

Nyersdarab Késztermék	Hulladék
tömeg	tömeg
Létező szerszámok 839 g Újszerűén kialakított	546 g	35%
szerszámtömb 839 g	682,5 g	19%

Ez jelentős mennyiségű, 46%-os hulladékmegtakarítást jelent.

Az alkalmazott nyersdarabok mérete enyhén módosult, a felhasznált méret 50,8 mmx35 mmx30 mm (magasság χ szélesség χ alsó/felső sík részek), 445 mm hossz mellett. Az alkalmazott rés 0,20 mm volt.

Találmányunk nemcsak azt bizonyítja váratlanul, hogy egy ilyen hagyományostól eltérő szerszámtömb használatával lényeges előnyöket érhetünk el, (azaz kisebb formázóüregen kívüli területű, szögben elfordított formázóüregű szerszámtömbbel), hanem azt is, hogy ilyen szerszámtömbök a gyakorlatban is létrehozhatók. A szakmai hiedelmekkel ellentétben találmányunk bizonyította, hogy az egyes formázóüregek közötti távolságot igenis lecsökkenthetjük, (a szakmai felfogás szerint itt mindenképpen szükség van egy meghatározott minimális távolságra), és a kellő minőségű termékeket állíthatjuk elő, (azaz a formázóüregek kellőképpen megtelnek nyersanyaggal abban az esetben is, ha kisebb az őket körülvevő formázóüregen kívüli terület, a formázóüregek szögben való elfordítása, illetve egymáshoz közelítése révén). A hulladék csökkentése (kevesebb fel nem használt térfogat van jelen) lényeges előnyökkel jár. A járulékos hulladékot általános esetben, újra feldolgozásra visszaküldjük egy csigapréshez vagy hasonló szerszámhoz. Mivel a csigaprés kapacitása önmagában korlátozott, minél nagyobb mennyiségű a hulladék, annál kisebb a berendezés teljes teljesítménye. így találmányunk gazdasági előnyök mellett több késztermék gyártását teszi lehetővé.

Claims (3)

1. Eljárás szappansajtolás hulladékának csökkentésére, amelynek során a hagyományos szerszámtömbben a formázóüregek közötti területet csökkentjük, azzal jellemezve, hogy a formázóüregek (8) tengelyét a szerszámtömbök (3, 5) hossztengelyéhez képest 10-90° tartományba eső szöggel elfordítjuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formázóüregek (8) tengelyét a szerszámtömbök (3, 5) hossztengelyéhez képest 20-60° tartományba eső szöggel fordítjuk el.

5 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formázóüregek (8) tengelyét a szerszámtömbök (3, 5) hossztengelyéhez képest 25-45° tartományba eső szöggel fordítjuk el.