(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石けんまたは洗浄固形物のスタンピングプロセス中の再加工物を減少させる方法であって、キャビティを横切る長軸を、キャビティを横切る長軸がダイブロックの長軸と平行であるダイブロックの長軸に対して１０°〜９０°角度だけ傾けてダイブロックの非キャビティ領域を縮小する段階を備えている方法。
【請求項２】
該キャビティを横切る軸が１０°〜６０°の角度だけ傾けられている、請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
該キャビティを横切る軸が２０°〜５０°の角度だけ傾けられている、請求の範囲第２項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、バースタンピングプロセス、即ち、押し出されたビレット材料から固形石けん（バー石けん）及び／または固形洗剤（バー洗剤）をスタンプ（型押し、圧縮成形）するプロセスに用いられる、「いわゆる」ダイブロックに関する。より詳細には、本発明は、（１）ダイブロックのアスペクト比（縦横比）が従来のダイブロックに比べて減少した、または（２）ダイブロックは従来のダイブロックと同じアスペクト比を有するが、従来のダイブロックよりも少なくとも一つ多いキャビティを含んでいる（即ち、キャビティを傾ける（角度をつける）方法及び／またはキャビティ間の総領域の減少による）いずれかのダイブロックに関する。本出願人は、所与のダイブロックに設けられたキャビティ（これらのサイズ及び形状は通常同一である）の数を通常「キャパシティ」と呼ぶが、より一般的にはキャパシティは、「非キャビティスペース」に対抗して「キャビティスペース」専用として供されるダイブロック上の領域全体を意味するものである。
発明の背景
伝統的に固形石けん（ｓｏａｐ  ｂａｒ）は、魅力的かつ均一な外観を有する固形物（ｂａｒ）を得るために、押し出されたビレット材料からスタンプされる。バースタンピング（ｂａｒ  ｓｔａｍｐｉｎｇ）は、物理的に合わされて（即ち、圧縮段階において）固形物をスタンプする一対の互いに対向するダイ部材を用いて行われる。
単一のキャビティを形成している対向ダイ部材を互いに押圧するのではなく、複数のキャビティを有する延長ダイとすることができる。複数のキャビティを保持する延長ダイは、一般に「ダイブロック」と呼ばれる（理論上は、ダイブロックは一つのキャビティを含むこともできる）。ダイブロックの長さは一般に、ダイブロックが取り付けられるプレスの長さによって固定される。実際問題として、プレスは標準サイズの部品として業者から購入されるので、従来のプレス及び従来のダイブロックの長さは、通常は決まっている。
ダイブロックのダイキャビティは、（一般にキャビティの長さを画定する）ダイキャビティの長軸（ｍａｊｏｒ  ａｘｉｓ）を横切る想像線（長軸）が（ダイブロックの長さを画定する）ダイブロックを横切る長軸と平行であるように成型または機械加工されなければならないと一般に考えられてきた。さらに、（長軸の「端部」または先端で画定される）隣接した二つのキャビティの端部間には、規定最小値以上の離隔距離があると一般に考えられていた。これはもちろん、キャビティ間におけるダイブロックの総領域を増大させるが、キャビティスペースを画定するものではない。さらに、キャビティスペースに対向する非キャビティスペースに充てられた全ダイブロック領域の割合を増加させる（即ち、ダイブロックのキャパシティを減少させる）。
ダイキャビティ間の最小離隔距離は、特に重要と考えられており、これは、スタンプしょうとする石けんビレット（「ログ」は、押出し加工後で切断前の押出し長尺部片を意味し、ビレットは切断後の部片を意味し、固形物は、ビレットからスタンプされた後の部片を意味する）が、キャビティを画定しかつ形成するダイブロック間に配置されるとき、所定量の石けん（ビレットの石けん量）がキャビティをいっぱいに満たす必要があると考えられていたからである。キャビティ同士が非常に近接している場合、石けんキャビティは完全には満たされず、従って作られた固形物は不完全なものになると考えられていた。
さらに、Binacchi and Company、即ち、バースタンピングに用いられる従来の石けんプレスを製作している会社の代表的な仕様書は、固形物間の間隔である「Ａ」及び端部における固形物の幅、即ち、長軸の先端におけるキャビティの幅（例えば固形物が楕円状である場合、単一点になる）である「Ｂ」に言及しており、Ｂが大きくなるほど（即ち、Ｂ＝０からＢ＝０〜８、Ｂ＝８〜１５など）ダイキャビディＡ間の間隔も大きくしなければならないと記載されている。
このように、当業界で使用するプレスの製造業者により、間隔を同時に動かすための明らかな教示が存在する。この教示によれば、ダイブロックのより多くがキャビティ間の領域を画定し、ダイブロックのより少しがキャビティ領域自体を画定することになる。その結果、当然にキャパシティが少なくなる。ここでキャパシティは非キャビティスペースの領域（キャビティ間のスペースなど）ではなく、キャビティスペース用に使用される領域をいう。
キャビティの間隔をさらにあけることはダイキャビティを完全に満たすには望ましかったが、キャビティ間の追加領域の増大（キャパシティの減少）は、追加の再加工が存在することを意味している（即ち、キャビティを満たすために使用されなかった石けんの量が、スタンピング機でもう一度再利用される前に、「再加工（rework）」のために石けん押出機に戻されなければならない）。再加工物は、当技術分野では、「はみ出し（flash）」としても知られている。
押出機に送り返すべきはみ出しまたは再加工物は、限られたキャパシティを有する押出機に上流側から更に送り込まれる石けん混合物がより少なくなり、したがって、完成固形物の処理量が減ることになる。
（キャビティ端部間の間隔がより小さいために）再加工物が少ないと、追加の利点ももたらされる。いくつかの成形方法では、過剰な加工によって、押出し及びスタピング性能が低下するものもある。従って、再加工物が少ないと、明らかに固形物の押出しやスタンピング能力が向上する。さらに、再加工物が少ないとビレットの温度が低くなり、改善されたスタンプ能力をもたらす。最後に、平行に筋が走る固形物では、再加工物が減少することにより、筋（striation）が改善される。
再加工物が少ないと数々の利点が得られ、またキャビティの端部を互いに近づけることによって、所与の固定領域内により多くのキャビティを配置することができ（即ち、「キャパシティ」の増加）、あるいは同様に、より狭い領域に同数のキャビティを配置させることができる（即ち、より小さなアスペクト比のダイブロックが使用される場合）にもかかわらず、当技術分野ではキャビティ端部間の間隔を狭める（したがって、総領域が小さくなる）欠点を教示しているため、このように、より近接して配置されたキャビティ端部を含むダイブロックは、知られていない。
（キャビティを横切る長軸がダイブロックの長軸と平行でないように）ダイを傾けることに関しては、傾けられたダイは、筋がついた固形物の筋を大きくするために用いられてきた。しかし、このことは以前は認められておらず、したがって下記の目的でダイを傾けようとする者はいなかった。
（１）長さの固定したダイブロックに対して、そのキャビティの数、好ましくは同一のキャビティの数を増加させる（キャパシティの増加）、あるいは、
（２）傾けられておらず、あるいはキャビティ端部間の間隔が接近していないより大型のダイブロックに比べて、より長さの短いダイブロックのキャビティの数を少なくとも同数、好ましくは増加させる（換言すると、サイズ及び形状が同一であるキャビティのキャパシティの増加）。
ここで本出願人は、図らずも次のことを見つけ出した。即ち、（１）キャビティまたは固形物を横切って走る長軸（一般にキャビティの長さを規定する）がダイブロックの長軸から離れて角度をなすようにダイキャビティ／固形物が傾けられると、及／または（２）例えばキャビティを互いに接近させて整列させることによってキャビティ間の領域が減少する（実際、ダイブロック全体の領域が減少する）と、（１）アスペクト比が固定されたダイブロックよりもダイキャビティの数を（少なくとも一つ）増加させるか、または（２）アスペクト比が減少したダイブロックに同数のキャビティを保持するか、あるいは（３）アスペクト比が減少したダイブロックのキャビティの数を増加させるかのいずれかが可能である。
したがって本発明は、より一般的には、従来のダイブロックに比べて、ダイブロックのアスペクト比（ブロックの短い側の長さに対するブロックの長手表面の比）に対するキャパシティ（キャビティスペース領域）の比が増加したダイブロックとして定義することができる。
発明の簡単な概要
したがって本発明は、ダイブロックのアスペクト比（ブロックの短い側の長さに対するブロックの長手表面の比）に対するダイブロックのキャパシティ（キャビティスペース領域）の比を増大させることによって従来のダイブロック変更したものを提供するものである。
さらに、キャビティ自体を規定するのではなく、キャビティ間の全ダイブロック領域が減少すると、石けんの再加工物量が著しく減少する（即ち、より多くの石けん／ビレットが、固形物にスタンプされる）。さらに本出願人は、追加されたキャビティ（例えば、後述の実施形態では四つのキャビティの代わりに五つのキャビティ）が、押し出されたビレットと同量のビレットで満たされることが分かった。特に驚くべきことに、キャビティを画定するために使用されなかったダイブロックの総領域を、（例えば、キャビティ間の間隔を互いに接近させることによって）同量の石けんで追加キャビティを満たしながら、減少させることが可能なことが判明した。
一実施形態において本発明は、（１）一つまたは複数の、好ましくは同一のキャビティを追加して設けることのできる、（通常は、製造業者から手に入る市販のプレスの長さにより決定される）固定したアスペクト比を有するダイブロック、または（２）従来のダイブロックと同数またはより多数の（サイズ及び形状が同一の）キャビティを含む、アスペクト比が減少したダイブロックであって、従来のダイブロックは傾けられておらずまたはキャビティ端部間の間隔が減少しておらず、したがって、ダイブロック上の非キャビティ領域を画定する領域が全体にわたって減少していないダイブロックに関する。既述のように、（同じダイブロックの長さ上にあるより多数のキャビティによって規定され、またはより短いダイブロックの長さ上にある同数またはより多数の同一形状のキャビティによって規定される）増加されたキャパシティは、（ａ）ダイブロックの長軸から離してキャビティの長軸を傾ける（即ち１°〜９０°）か、または（ｂ）隣接した二つのキャビティの端部間の間隔を減少させるかのいずれかによって得られる。キャビティを横切る長軸は、ダイブロックの長軸から１°〜９０°傾いていることが好ましい。実施形態によっては、この角度は１０°〜６０°でよく、より好ましくは２０°〜５０°である。追加キャビティが追加されない場合でも、（「非キャビティ」領域間の間隔を減少させて以下で論ずる再加工物に関する利益を得るために）キャビティを傾けることができる。最適な角度づけ方向は固形物形状によって変わり、例えば、ある固形物に対する角度が９０°で、他の固形物に対する角度が２０°〜７０°のことがある点に留意されたい。さらに、最適の向きは、所与のスペースにより多くのキャビティを追加するか、またはキャビティ間の領域／再加工物を減少させるかのいずれかによる。
ダイブロックは、複数の列のキャビティを含むことがわかる。また、いくつかのキャビティは傾け、他のキャビティは傾けないようにすることもできることも理解されたい。それぞれ、例えば長軸がダイブロックの長軸に対して依然平行である複数列のキャビティが存在してもよい。これは、例えばホテルなどで使われるような小型の固形物またはタブレットを製造する場合に特に有用である。
さらに他の実施形態において、本発明は、従来のダイブロックと同じアスペクト比を有するダイブロックのキャビティの数を増加させる方法、またはアスペクト比が減少したダイブロックに同一のキャビティを同数だけ保持する、あるいはキャビティの数を増加させる方法に関し、この方法は、（１）キャビティを横切る長軸を、ダイブロックを横切る長軸（即ち、長さ「Ａ」）から１°〜９０°傾ける（実施形態によっては１０°〜６０°、より好ましくは２０°〜５０°）、及び／または（２）キャビティ間の間隔（及びダイブロック全体の総領域）を減少させるのいずれか一方または両方を含む。
さらに他の実施形態において、本発明は、石けん固形物のスタンピングプロセス中に再加工物（「はみ出し」）を低減する方法に関するもので、この方法は、キャビティを１°〜９０°傾けることによってキャビティ間（例えば、一つのキャビティの端部と、隣接するキャビティの端部との間）の領域を低減することによって変更された従来のダイブロックを使用することを含む。本発明のいくつかの実施形態では、キャビティはダイブロックの長軸に対して１０°〜６０°の角度をなすことが好ましく、より好ましくは２０°〜５０°である。一方、本発明のいくつかの実施形態では、好ましい角度は、例えば９０°であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図に、典型的な作動石けんスタンピング装置を示す。この装置は、ダイキャビティを含むダイブロックの往復及び回転式スタンピングダイ部品の作動位置を含む。同図は、現在使用され、四つのキャビティとダイプレートを横切る長軸に対して平行なキャビティを横切る長軸とを有するダイを示す。
第２図に、ビレット昇降装置を示す。この装置は、ビレットが成形される往復及び回転式スタンピングダイの間にビレットを持ち上げるために使用される。この図は、現在使用されているダイであり、かつダイブロックを横切る長軸に平行な四つ（４）のダイキャビティを横切る長軸を有するダイを示している。
第３図に、本発明の一実施形態による傾けられた往復式ダイを示す。ここでキャビティまたは固形物を横切る長軸は、ダイブロックの長軸に対し２５°〜３０°傾けられている。この場合、ダイは、ダイの全長、即ち５０．８cm（２０inch）にわたって（ダイの長さは製造業者から入手されるプレスの全長によって変化する）五つのキャビティを保持している。既に述べたように、同図は、ダイの往復式半ダイを示す。石けんエジェクタは本図では省略されている。
第４図に、従来の回転式ダイを示す。ここで、各キャビティの長軸はダイブロックの長軸に対して平行であり、隣接するキャビティの離隔距離は、機械製造業者の教示に従っている。
第５図に、典型的なダイブロックを示す。ここでアスペクト比は、ダイブロックの長さＡのダイブロックの幅Ｂに対する比として定義される。各キャビティのアスペクト比は、キャビティの長さ「a」のキャビティを横切る長さ「b」に対する比として定義される。
従来のダイは、キャビティの長軸aがダイブロックの長軸Ａと平行であるというものである。
発明の詳細な説明
本発明は、ダイブロックの単位直線長さ当たりより多数のキャビティが取り入れられ、または長さが縮小されたダイブロックに同数のキャビティが存在するダイブロックに関する。従って、キャパシティ（「キャビティスペース」として専用されるブロック上の領域）のダイブロックアスペクト比に対する比が増大する。
一般に、ダイブロックの表面領域またはスタンピング領域は、通常そのアスペクト比によって画定される。ダイブロックのアスペクト比とは、ダイブロックの長辺（通常ダイブロックは矩形であり、その長辺がダイブロックの長さを画定する）の、ダイブロックの短辺（通常、表面領域の幅を画定する）に対する比をいう。従ってアスペクト比は、第５図に示すようにＡ／Ｂである。
「従来の」ダイブロックにおいて、その表面に機械加工されまたは成型されたキャビティの長軸（第５図では「a」で示される）は、ダイブロックの長軸Ａに平行である。さらに従来のダイブロックは、下記の二つの要素によって制限される、サイズ及び形状が限定された固定数のキャビティを有することになる。その要素とは、
（１）キャビティの所与の長さ「a」に対して、固定数のキャビティのみがはめ込まれるようなダイブロックＡの全長。
（２）隣接する二つのキャビティの端部間の間隔。隣接するキャビティの間隔が狭くなるほど、キャビティ間のダイブロックの総領域（より一般的には、ダイブロック全体における非キャビティの総領域）が少なくなることが認められる。スタンピングプロセス中、この非キャビティは、「はみ出し」または再加工物（「再加工」されるために押出機に送り返される石けん）を生じる領域を画定している。
一般に、当技術分野では、スタンピングプロセス中にキャビティを満たすために規定量のビレットが必要であり、したがってキャビティを確実に適正に満たすことができるよう、非キャビティ画定スペースの全領域を一定の最小レベルに維持しなければならないことに留意されたい。従って再加工物が減少すれば、下記のようないくつかの理由で利益があるが、当分野では、これはキャビティ間の間隔の削減によって達成されるべきでありまたは達成可能であるということは正しく理解されていない。
本発明は、「非従来型」ダイブロック（即ち、傾けられたダイ及び総領域の少ない非キャビティ）を利用することによって大きな利益が得られるだけでなく、このようなダイが準備できることも図らずも実現するものである。当技術分野での教示及び確信に反し、本発明では、個々のキャビティ間の間隔が削減でき（当分野は、最小の離隔距離が必要であると教示している）かつ固形石けんを得るためにいかなる犠牲も払うことはない（即ちキャビティが傾けられ、及び／または、間隔が接近することから、より少ない非キャビティ領域であってもキャビティは十分に満たされる）。
特に、一実施形態において、本発明は、（１）「従来型」ダイブロック（即ち、キャビティを横切る長軸「a」が、ダイブロックの長軸「Ａ」と平行であるもの）と同じアスペクト比を有するが、従来型ダイブロックよりも一つ以上多い追加のキャビティ（好ましくはサイズ及び形状が同一）を含むダイブロックに関し、または（２）「従来型」ダイブロックよりも小さなアスペクト比を有するが（Ａ／Ｂの比が小さい）、従来型ダイブロックと同数またはより多数のキャビティを含むダイブロックに関する。第二の定義において本出願人は、小さなアスペクト比Ａ／Ｂを有するダイブロック内で、より大きなアスペクト比を有するダイブロックと同数またはそれ以上の数の同一キャビティを設けることが可能であると述べている。従って、キャパシティのダイブロックアスペクト比に対する比が増大する。
長さが固定されたダイブロックにより多くのキャビティを追加し、または長さのより短いダイブロックに同数またはより多数の同一キャビティを設けることは事実上、キャビティスペースが占める領域（キャパシティ）のダイブロックのアスペクトに対する割合が大きくなる。また、これにより、再加工物が少なくなる（非キャビティ領域が少なく、しかも再加工物は、石けんビレットがスタンプされまたは追加されるときに非キャビティ領域からはみ出す余分な石けんによって作られるからである）。
別の言い方をすると、所与のビレット量に対して、再加工物としてはみ出すよりも多くの量の石けんが、キャビティを満たすために使用される。
ビレット量の概念は、適切に定義できるものではないことを理解されたい。場合によってはわずかに多いビレット量が使用されるが、追加の固形物が形成されるため、それに見合った全体的増加が生じる。従って、使用するビレット量が同じであってもまたは多くても少なくても、傾けたダイを用いることによって、タブレット一個当たりのビレット量を低減することが可能になる（即ち、所与の長さまたは量に対してより多くのタブレットが作られる）と言うのがより正確であろう。
再加工物が減少する（未使用の石けんが少ない）ことによって、著しい利益がもたらされる。余分な再加工物は通常、再加工するために押出機に送り返される。
押出機自体はその容量に限度があるため、再加工物が増加するほど最終的な処理量が低下する。したがって、本発明によれば、より多くの固形物を作ることができ、その結果、膨大な経済的利益がもたらされる。
「従来型」ダイブロックと同じアスペクト比を有するダイブロックに、少なくとも一つ多いキャビティ（キャパシティ増大）を設けること、または従来よりもアスペクト比の小さいダイブロックに従来と同数（またはそれ以上）の同一のキャビティを設けることは、先に述べたように、キャビティを傾ける（角度をつける）ことまたは「非キャビティ」スペースを減少させることによって達成される。
キャビティを傾けることと間隔を減少させることとは、独立して行わなくてもよい。事実、キャビティを傾けること自体が、キャビティ同士の間隔を削減する（従って「非キャビティ」の全領域が削減される）原因となることがある。しかし、キャビティを傾けなくとも、間隔を削減できることもある。従来技術によれば、キャビティ間の間隔は例えば７ｍｍ〜１２ｍｍとされてきた（Binacchiの仕様書を参照）。一方、本発明に係る傾けられたキャビティを用いた場合、例えば、その間隔を０ｍｍまで下げる（例えば、あるキャビティの端部が、他の傾けられたキャビティの端部と同じ接線上にある場合）ことが可能であり、確実に７ｍｍよりも少なく、例えば好ましくは０〜６ｍｍ、さらに好ましくは１〜５ｍｍである。これは、逆に、固形物の幅が増加すると、固形物同士の間隔も増加すべきだと示唆している従来技術に勝る極めて重要な特徴である。この従来技術は、自社の装置が固形石けん業界で広く用いられている、石けん用プレスの製造業者によるものである。
本発明に従ってスタンピングされた固形物は、例えば、伝統的な脂肪酸固形石けんである。
しかし本発明に係る固形物は、非石けん洗浄固形物であることが好ましい。このような固形物では、脂肪酸石けんが、より弱性の界面活性剤、例えば、ココイルイセチオン酸ナトリウム（sodium cocoyl isethionate）（例えば、参照により本出願に組み入れられるGeitzの米国特許第2,894,912号を参照のこと）またはスルホン酸アルキルエーテル（alkyl ether sulfonates）などで置き換えられる。参照により本出願に組み入れられるCaswell他による米国特許第4,695,395号も参照のこと。
ここで第１図を参照すると、本出願人は典型的なスタンピング装置を示した。通常、「プレス」は、回転ダイバックプレート２を介して回転式スタンピング半ダイ３が取り付けられる部品１のような長い「回転ピン」を意味する。さらに具体的には、プレスは二つの平坦領域４に分割され、そこに回転式ダイ３が取り付けられる。
ダイは、回転式スタンピングダイ３だけでなく、他の半ダイ、いわゆる往復式ダイ５からもなる。動作中、いわゆる圧縮またはプレス段階の間、往復式ダイが前後に移動し、回転式ダイ半体と往復式ダイ半体との間にあるビレットをスタンプする。
圧縮後、回転式ダイは180°回転し、別の回転式ダイ３が圧縮を受けるように設置される。それと同時に、すでにスタンプされた固形物が吸引カップ６によりストリッパプレート７を介して取り出される。ストリッパプレートは、キャビティを満たしていない石けん（「はみ出し」と呼ばれる）を取り除き、このはみ出しは上述のように押出機に再利用される。
傾けられたダイキャビティを含む本発明のダイは、回転式スタンピングダイ３及び往復式ダイ５の代わりに使用され、既述のように、ダイのサイズは、それが取り付けられる平坦領域４
のサイズによって限定される。
第２図は、スタンピングのためにビレットを持ち上げるのに使用される、ビレット昇降機２２として知られるものである。同図において昇降機２２は、往復式ダイ５に形成された切欠き部にはまるように設計されている。
第３図は、以前は四つのキャビティが設けられていたのと同じ長さにわたって五つのキャビティが設けられている本発明のダイを示す図である。
これらの特別なキャビティは、代表的な登録商標Ｄｏｖｅの形状に固形物をスタンプするように設計されているが、キャビティは様々な形状に切断可能であり、その形状は少しも制限されていないことがわかる。
本発明のダイは、当技術分野で周知の方法でチル鋳造されたダイ及び／またはエラストマーでコーティングされたダイ（シートまたはコーティングダイ）を含む、当分野で知られているどんなダイでもよいことに留意されたい。
次に、下記の非限定的な例によって本発明を例示する。
実施例１
水平向きに四つのキャビティではなく五つの傾けられたキャビティを有するバス型ダイ（bath die）（第３図に示す）の試験が、（１）固形物の品質を評価し、（２）石けん再加工物の減少を測定し、（３）ビレットの適切なサイズと形状を決定するために行われた。
意外なほどに、ビレット量は増加させなくてもよいことが判明した。既存のビレットのサイズ及び形状でダイキャビティを満たすことができ、かつ現在の高水準のものと同レベルの品質の固形物を製造することができた。
さらに、一つのダイを用いて、一回のマシンサイクル毎に現在の四つではなく五つの固形物がスタンプされた。
最後に、キャビティ間の間隔を小さくしながら、従来と同じビレット量が使用でき、以下に示すような再加工物の著しい減少が見られた。
0004053593.tif 000002
これは、４６％という著しい再加工物の減少を示している。
ビレットは若干起伏を有し、高さ5.08ｃｍ（2インチ）×幅3.5ｃｍ（1と3/8インチ）で、平上部及び平底部3.0ｃｍ（1と3/16インチ）×長さ44.5ｃｍ（17と1/2インチ）であった。ダイギャップは0.008インチであった。
【図１】
0004053593.tif 000003
【図２】
0004053593.tif 000004
【図３】
0004053593.tif 000005
【図４】
0004053593.tif 000006
【図５】
0004053593.tif 000007