JP4098387B2 - トイレ用固形洗浄剤の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トイレ用固形洗浄剤の成形方法、特に、従来の脆さが改善された保形性の高いトイレ用固形洗浄剤の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トイレ用固形洗浄剤は、従来、トイレ用洗浄剤組成物を混練機を用いて混練したものを、押出成形機を用いて成形する２段階方式又は混練押出成形機を用いて一度に混練と押出成形を行う１段階方式で製造されていた。
【０００３】
しかし、この場合、混練物の粘りが大きく付着性の高いものや、潤滑性があまりなく固い混練物の場合は、混練機等の成形機内において摩擦が大きくなり成形作業に支障を生じるばかりか金型内で混練物が滞留して閉塞する場合がある。そのため、成形機内の抵抗を小さくすべく金型の絞り込みを小さくする（入口径と出口径の差を小さくする）手段や、混練物に粘りが少なく付着性が小さい組成物を用いる等の改良が行われたが、いずれの場合も、保形性が悪く、成形品が脆くて運送中や使用中に一部が欠けたり、ひび割れが発生したりした。したがって、このような成形品は、押出成形後の後工程においてヒビ割れたり、折れたりする問題があり、また、これを切断して製品にする場合には、切断面にササクレが生じ、製品の外観を損なう問題があった。更に、運送中や使用中に一部欠けたり、水洗時における水への溶解量のバラツキが大きい問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、成形品の保形性が高く、運送中や使用中に一部欠けるといった脆さやヒビ割れの問題、前記切断面のササクレ等の問題が発生せず、しかも水洗時における水への溶解量のバラツキが少ないトイレ用固形洗浄剤の成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、鋭意研究した結果、少なくとも所定の成分を有するトイレ用固形洗浄剤組成物を、減圧状態で混練して、金型より押出成形すれば、脆さが改善され、保形性が高い成形品が得られることを見出だし、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明のうち請求項１記載の発明は、界面活性剤としての椰子油混合脂肪酸塩、ポリエチレングリコール、溶解調整剤としてのカルボキシメチルセルロース塩及び香料、その他の配合物からなり、そのうち、混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質として「ポリエチレングリコールと香料との合計量」が２０〜６０重量％配合されてなるトイレ用洗浄剤組成物を、減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程を経て、成形することを特徴とするトイレ用固形洗浄剤の成形方法であり、請求項２記載の発明は、固形ビルダ−、界面活性剤としての椰子油混合脂肪酸塩、ポリエチレングリコール、溶解調整剤としてのカルボキシメチルセルロース塩及び香料、その他の配合物からなり、そのうち、混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質として「ポリエチレングリコールと香料との合計量」が２０〜６０重量％配合されてなるトイレ用洗浄剤組成物を、減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程を経て、成形することを特徴とするトイレ用固形洗浄剤の成形方法である。
【０００７】
本発明に用いる界面活性剤としては椰子油混合脂肪酸塩とポリエチレングリコールが必要であるが、これら以外の非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性イオン界面活性剤、その他の界面活性剤を混合して用いてもよい。
【０００８】
非イオン界面活性剤としては、高級アルコ−ルエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノ−ルエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコ−ル脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングルコ−ルエチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコ−ル型界面活性剤や、グリセロ−ルの脂肪酸エステル、ペンタエリスリト−ルの脂肪酸エステル、ソルビト−ル及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコ−ルのアルキルエ−テル、アルカノ−ルアミン類の脂肪酸エステル等の多価アルコ−ル型界面活性剤が使用できる。
【０００９】
アニオン界面活性剤としては、セッケン、その他のカルボン酸塩、高級アルコ−ル硫酸エステル塩、高級アルキルエ−テル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィン等の硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、イゲボンＴ、エアロゾルＯＴ等のスルホン酸塩、高級アルコ−ルリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩が使用できる。
【００１０】
なお、カチオン界面活性剤としては、炭素数８から１８の長鎖アルキルジメチルアミンを塩化メチル、塩化ベンジル等と反応させて得られるテトラアルキルアンモニウム塩、ピリジンに長鎖のハロゲン化アルキルを作用させて合成するピリジニウム塩等の第四級アンモニウム型界面活性剤や長鎖アミン又は複素環アミン（イミダゾ−ル等）の塩の型で用いられるアミン型界面活性剤が例示され、両性界面活性剤としては、親水基としてアミノ酸やベタインを有する界面活性剤が例示される。
【００１１】
本発明に用いるビルダ−としては、水溶性の充填剤であればいずれも使用できるが、具体的には次の水溶性無機充填剤、水溶性有機充填剤が例示できる。なお、これらのビルダ−は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。水溶性無機充填剤としては、アルカリ金属の塩化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩が使用でき、例えば、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム等の比較的水に溶けやすいものから、ホウ砂等の比較的水に難溶性のものまで含まれる。
【００１２】
水溶性有機充填剤としては、炭素数が２〜１０のカルボン酸、炭素数が２〜１０のヒドロキシカルボン酸、ポリカルボン酸及びヒドロキシポリカルボン酸等の有機酸並びにそれらの塩、炭素数が２〜１０のアミノカルボン酸、アミノポリカルボン酸若しくはポリアミノカルボン酸又はそれらの塩等が使用できる。具体例としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、マレイン酸、フマ−ル酸、グルコン酸、アジピン酸等の有機酸及びそれらの塩、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレントリアミン六酢酸等のアミノカルボン酸及びそれらの塩等が使用でき、これらの塩としては、例えばナトリウム塩等が挙げられ、また、ブドウ糖、ショ糖、果糖、乳糖等の糖類、尿素等も使用できる。
【００１３】
本発明において、「混練中の加熱状態」とは、混練中の摩擦熱による加熱のみならず、外部からの加熱手段により加熱する場合をも含む。この場合、加熱状態の温度は２０〜８０℃とするのが好ましく、更に好ましい温度は３０〜６０℃である。また、「混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質」とは、上記過熱状態において、混練中にシリンダ−内の組成物を閉塞状態にしない程度の潤滑性を示すものであり、例えば、加熱混練中に溶融して流動化し潤滑性を示すものや常温で少し粘性のある液状のものを用いるのが好ましく、このようなものとしては、前記ポリエチレングリコール、香料を、例示することができる。なお、これら以外に、適宜、目的に応じて、着色剤、芳香剤、溶解調節剤、滑沢剤、離型剤等の他の配合剤が配合されていてもよい。
【００１４】
このように形成すると、トイレ用洗浄剤組成物の各構成物は、混練、押し出しの各工程中、減圧状態にあるので、それらの構成物間に介在する空気が脱気され、接触状態が密になり、相互の結合力が強まる結果、成形品の保形性が高く、押出成形後の後工程おけるひび割れ、折れ及び運送中や使用中に一部欠けるといった脆さやひび割れの問題が発生しないトイレ用固形洗浄剤が得られる。この場合、使用中に一部欠けるといった脆さの問題が発生しないので、水洗時における水への溶解量のバラツキも少なくなる。しかも、切断時の切断面にササクレが発生しないので、製品の外観がよくなり、商品価値を高めことができる。
【００１５】
また、本発明において、前記「混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質」の配合量は、請求項１，２記載の発明の如く、２０〜６０重量％にするのが好ましく、より好ましくは２０〜４０重量％である。２０重量％未満では成形作業性を損ねる場合があり、一方、６０重量％を超えると洗浄剤の洗浄効果に悪影響を与える場合があるからである。
【００１６】
本発明において、前記「減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程」は、請求項４記載の発明の如く、混練・押出手段を有する第１シリンダ−と押出手段を有する第２シリンダ−とを減圧下のチャンバ−で連通・連結させた状態で、前記トイレ用洗浄剤組成物を第１シリンダ−、チャンバ−、第２シリンダ−の順に移動させて金型に導く工程で構成されていることが好ましい。
【００１７】
ここで、「第１シリンダ−と第２シリンダ−とをチャンバ−で連通・連結させた状態」とは、第１シリンダ−とチャンバ−及び該チャンバ−と第２シリンダ−が、それぞれ、相互に、通気状態で連結されていることを意味する。このように形成すると、第１シリンダ−が減圧状態になり、そこでトイレ用洗浄剤組成物が脱気されながら混練されると共に、減圧下のチャンバ−を通過するので、チャンバ−通過の際、さらに該組成物中の空気の脱気が行われ、その構成物の結合力をより高めることになる。
【００１８】
この場合、第１シリンダ−とチャンバ−との間には、格子状の孔が形成された隔壁を設けることが好ましい。混練物が隔壁を通過する際の抵抗で第１シリンダ−に内圧がかかりよく混練できると共にチャンバ−の減圧状態が維持しやすくなるからである。また、第１シリンダ−の混練物が棒状に分離されてチャンバ−に入るので表面積が大きくなり、混練物中の空気が更に抜けやすくなるからである。なお、この場合、第１シリンダ−を上段に、第２シリンダ−を下段に置き、チャンバ−はその間に位置するようにするのが好ましい。上段の第１シリンダ−の混練物が、棒状となって下段の第２シリンダ−ヘ、すなわちチャンバ−内を上から下に移動することになり、棒状の形状を維持しやすく、脱気と成形作業の容易性が確保できるからである。
【００１９】
本発明において、前記減圧下の減圧の程度は、請求項５記載の発明の如く、５６０〜０．０１ｍｍＨｇにすることが好ましい。更に好ましくは、３８０〜０．０１ｍｍＨｇである。前記組成物の脱気を十分に行い、構成物の結合力を十分高め、成形品の保形性をより十分に確保するためである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、以下に示すトイレ用洗浄剤組成物を用い、図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に示す方法に限定されるものではない。なお、図１は本発明に用いる成形工程を実施できる成形機の長さ方向の縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ間における縦断面図である。
【００２１】
本発明にかかるトイレ用固形洗浄剤の成形方法の一つの好ましい形態は、少なくとも、固形ビルダ−として前記水溶性無機充填剤の２０〜５０重量％、前記アニオン界面活性剤としての椰子油脂肪酸塩の１０〜３０重量％、前記ポリエチレングリコール及び液体香料の２０〜３０重量％からなるトイレ用洗浄剤組成物を、図１に示す成形機を用い、投入口５から投入後、混練・押出手段を有する第１シリンダ−１と押出手段を有する第２シリンダ−２とを３８０〜０．０１ｍｍＨｇに減圧したチャンバ−３で連通・連結させた状態で、第１シリンダ−１、続いてチャンバ−３、第２シリンダ−２の順に加熱状態で混練しつつ移動させて金型４に導き、押出成形する方法が採用される。この場合、加熱状態の温度は３０〜６０℃とするのが好ましい。加熱は、混練時の摩擦熱を用いる場合の他、これと外部からの公知の加熱手段とを併用してもよい。公知の加熱手段としては、第１シリンダ−等にジャケット構造で温水や温油を循環させる方法が例示できる。
【００２２】
このように形成すれば、第１シリンダ−１で脱気されながら混練され、チャンバ−３内で更に混練物中の空気が除かれながら第２シリンダ−２に移動しここでも脱気されるので、混練物が密になると共に、非イオン界面活性剤等が潤滑剤の役割を果たすので、混練物は成形機内をスム−ズに移動する。その結果、構成物間の結合力が強くなって、脆さ、ひび割れ、ササクレがなく保形性のよい成形物が効率よく得られる。また、成形物の硬度が向上するため、従来の方法を用いると柔らかすぎる成形品が得られる場合の処方にも対応可能となり、処方設計の幅が広がり、生産効率の改善も可能となる。
【００２３】
なお、この場合において、第１シリンダ−１とチャンバ−３との間には、格子状の多数の孔が形成された隔壁（図示せず）を設けると共に、第１シリンダ−１を上段に、第２シリンダ−２を下段に置き、チャンバ−３はその間に位置するようにするのが好ましい。第１シリンダ−１の混練物が複数の棒状に分離されて下段のチャンバ−３、更に下の第２シリンダ−２に入るので、棒状の形状の維持の容易性と、表面積の増大とをもたらし、そのため混練物の脱気と成形作業が容易に行われるからである。
【００２４】
本発明の実施の形態における前記トイレ用洗浄剤組成物については、目的に応じ、前記着色剤等のその他の配合剤を配合してもよいのは勿論である。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
（参考例１）まず、表１の参考例１に示すトイレ用洗浄剤組成物（配合量の単位は重量％である）を調整する。この組成物は、アニオン界面活性剤として椰子油混合脂肪酸塩（第一工業製薬株式会社製）の２０重量％と、非イオン界面活性剤としてポリエチレングリコ−ル６０００（第一工業製薬株式会社製ＰＥＧ６０００Ｐ）の１０重量％と、ビルダ−として無水硫酸塩（四国化成工業株式会社製中性無水芒硝）の５０重量％と、溶解調節剤としてカルボキシメチルセルロ−ス塩（第一工業製薬株式会社製セロゲン）の１０重量％と、着色剤として青色１号（三国住友化学工業株式会社製）の１０重量％とを配合し、調整されたものである。
【００２７】
次に、この組成物を、パドル１ａとフィ−ドスクリュー１ｂが２本のシャフト８に配置された２軸型の混練・押出手段を有する第１シリンダ−１と、真空ポンプ７からの排気パイプが連結され、第１シリンダ−１との間に格子状の多数の孔のある隔壁（図示せず）を設けたチャンバ−３と、スクリュー２ａが配置された第２シリンダ−２と、金型４とがこの順に連結された図１に示す成形機を用い、３８０〜０．０１ｍｍＨｇの減圧下において、混練し、押し出し、成形した。なお、真空ポンプ７による脱気は、原料が原料投入口５から投入され、金型４から成形品６が押し出された状態、すなわち成形機の入口と出口が塞がり成形作業が立ち上がった時点で行えばよい。この場合において、減圧下における混練時の組成物の温度は、約４５℃であった。この成形物６の下記物性を評価し、その結果を表２に示す。
【００２８】
（参考例２，３及び実施例１〜４）表１の参考例２ , ３及び実施例１〜４の如く配合した組成物を、参考例１と同様にして、減圧下に、押出成形した。この場合、混練時の各組成物の温度は、いずれも、約４５℃であった。各成形物の下記物性を評価し、その結果を表２に示す。
【００２９】
（比較例１〜７）表１の比較例１〜７の如く配合した組成物を、減圧にせず、常圧で行った以外は、参考例１と同様にして、成形した。この場合、混練時の各組成物の温度は、いずれも、約４５℃であった。各成形物の下記物性を評価し、その結果を表２に示す。
【００３０】
（物性試験方法）「脆さ」について；次に示す「折れ時の荷重」にて評価した。長さが３０ｍｍ、直径が６ｍｍの円柱形の押出成形物を、レオメ−タ（サン科学社製モデルＣＲ−３００）のサンプル受台（幅１０ｍｍ、深さ４ｍｍの溝を有する）の溝に横方向に跨がるように架け、次に針入弾性用アダプタ−（直径５ｍｍの棒）を溝に架かった部分のサンプルの中央部に当て、続いて前記サンプル受台を一定速度（６０ｍｍ／ｍｉｎ）で押し上げて、サンプルが折れた時の荷重（ｇ）を求めた。
【００３１】
「硬度」について；次に示す「突き刺し時の荷重」にて評価した。長さが２５ｍｍ、直径が３０ｍｍの円柱形の押出成形物を、レオメ−タ（サン科学社製モデルＣＲ−３００）のサンプル受台に円形の断面が上下面になるように取り付けた後、サンプルの上面の中央部に、針入度用アダプタ−（直径３ｍｍの棒であって、先端部は高さ５ｍｍの円錐形となり尖っている）の先端を当て、前記サンプル受台を一定速度（６０ｍｍ／ｍｉｎ）で押し上げて、前記アダプタ−の先端が一定深さ（６ｍｍ）に達するまで突き刺し、その時の荷重を（ｇ）を求めた。
【００３２】
「ササクレ」について；次の「切断試験」を行い、ササクレの程度を目視で評価した。直径が２０ｍｍの棒状の押出成形物をカッタ−ナイフ（コクヨ株式会社製ＨＡ−２Ａ）を用いて、幅方向に切断した時の切り口の状態を目視で観察した。
○：ササクレが認められないか、ほとんど認められない。
×：切り口の下部にササクレが明確に認められる。
【００３３】
「密度（ｇ／ｃｍ³ ）」について；長さが１００ｍｍ、直径が２０ｍｍの円柱形の押出成形物の体積と重量を測定し、算出した。
【００３４】
「均一溶解性」について；一つのサンプル（例えば、実施例１のサンプル）の試験において、２個のロ−タタンク（ＴＯＴＯ株式会社製Ｓ７２１Ｂ）の手洗い部のそれぞれに、直径３０ｍｍの押出成形物の２５ｇを入れた容器（小林製薬株式会社製貝殻型）を一個づつ合計２個を設置し、１回のフラッシュに対し６０秒で満水になるように水流を調整した後、１時間に１回の割合で１日に２４回フラッシュし、これを７日間、１４８回繰り返した。２個の押出成形物につき各回のたまり水の吸光度（６３０ｎｍ）を分光光度計で測定し、そのバラツキの幅にて一つのサンプルの均一溶解性を評価した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
表１に示すように、実施例１〜４と比較例４〜７、参考例１〜３と比較例１〜３の組成物の種類と配合割合は、いずれも同じであり、双方の相違は、実施例と参考例が３８０〜０．０１ｍｍＨｇの減圧下において、混練し、押し出し、成形しているのに対し、比較例は減圧にしていない点にある。なお、表１において、前記「混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質」は、ポリエチレングリコ−ル６０００と香料混合物である。なお、これらの配合がないと、成形機内での摩擦が特に減圧下で大きくなる傾向にあり、閉塞が生じる等成形作業がスム−ズに進まない。
【００３８】
表２示すように、同じ組成の実施例、参考例と比較例を対比すると、実施例、参考例は、折れ強さが比較例の２倍に改善され、密度、硬度も比較例より高く、また比較例の切断表面がササクレが生じるのに対し、実施例、参考例のそれはササクレを生じない。これは、混練・押出成形中、実施例、参考例は減圧下、組成物中の空気が脱気されるので、組成物の密度が高くなり、組成構成物の結合力が高まったことによると考えられる。したがって、運送中や使用中に成形物の一部が欠ける問題や製品外観を損なう問題を生じない。
【００３９】
さらに、これらの成形品を、実際にトイレに使用した場合の、水への均一溶解性を比較すると、表２に示すように、実施例は比較例に比べ、吸光度のバラツキの幅が小さく、着色剤を配合していないため吸光度がゼロの参考例２と比較例２は別として、特に実施例１〜４は比較例の半分以下のバラツキになっている。これは、一回のフラッシュごとに溶ける薬剤の量は、実施例が均一であることを示しており、使用上のメリットは大きい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、混練、押出しの各工程中、減圧状態にあるので、組成構成物の接触状態が密になり、相互の結合力が強まる結果、成形品の保形性が高く、押出成形後の後工程おけるひび割れ、折れ及び運送中や使用中に一部欠けるといった脆さやひび割れの問題が発生せず、切断時のササクレがなく、硬度が高く、水洗時における水への溶解量のバラツキも少ないトイレ用固形洗浄剤が得られる。また、請求項１，２記載の発明によれば、潤滑剤の配合量が好ましいため、成形作業性を損ねることもなく、洗浄剤の洗浄効果にも悪影響を与えることもない。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、第１シリンダ−で減圧下混練されたトイレ用洗浄剤組成物が、減圧下のチャンバ−を通過するので、該組成物中の空気の脱気がより十分に行われ、請求項４記載の発明によれば、減圧の程度が、前記組成物の脱気を十分に行う上で好ましく、請求項１、２の効果の向上をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる一つの成形工程を実施できる成形機の長さ方向の縦断面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ間における縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・ 第１シリンダ−
１ａ・・・ パドル
１ｂ・・・ フィ−ドスクリュ−
２・・・ 第２シリンダ−
２ａ・・・ スクリュ−
３・・・ チャンバ−
４・・・ 金型
５・・・ 原料投入口
６・・・ トイレ用固形洗浄剤成形物
７・・・ 真空ポンプ
８・・・ シャフト

Claims (4)

1. 界面活性剤としての椰子油混合脂肪酸塩、ポリエチレングリコール、溶解調整剤としてのカルボキシメチルセルロース塩及び香料、その他の配合物からなり、そのうち、混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質として「ポリエチレングリコールと香料との合計量」が２０〜６０重量％配合されてなるトイレ用洗浄剤組成物を、減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程を経て、成形することを特徴とするトイレ用固形洗浄剤の成形方法。
2. 固形ビルダ−、界面活性剤としての椰子油混合脂肪酸塩、ポリエチレングリコール、溶解調整剤としてのカルボキシメチルセルロース塩及び香料、その他の配合物からなり、そのうち、混練中の加熱状態において組成物全体の潤滑剤となる性質を示す物質として「ポリエチレングリコールと香料との合計量」が２０〜６０重量％配合されてなるトイレ用洗浄剤組成物を、減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程を経て、成形することを特徴とするトイレ用固形洗浄剤の成形方法。
3. 前記減圧下、混練手段を用いて混練しつつ押し出す工程が、混練・押出手段を有する第１シリンダ−と押出手段を有する第２シリンダ−とを減圧下のチャンバ−で連通・連結させた状態で、前記トイレ用洗浄剤組成物を第１シリンダ−、チャンバ−、第２シリンダ−の順に移動させて金型に導く工程で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のトイレ用固形洗浄剤の成形方法。
4. 前記減圧下の減圧が５６０〜０．０１ｍｍＨｇであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のトイレ用固形洗浄剤の成形方法。

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