DE102021209932A1

DE102021209932A1 - Verfahren zur Herstellung von Waschmitteldosiereinheiten mit verbesserten Eigenschaften

Info

Publication number: DE102021209932A1
Application number: DE102021209932.7A
Authority: DE
Inventors: Niklas Matzeit; Niklas Siepler; Uwe Trebbe; Katja Gerhards; Jana Assmuth
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Waschmittelportionseinheit in Form eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer von einem wasserlöslichen Film gebildeten Aufnahmekammer, diea) eine Öffnungsfläche mit mindestens einer Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt; undb) zu mindestens 90 Vol.-% ihres Innenvolumens mit einem Waschmittel befüllt ist und Verfahren zu deren Herstellung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Wasch- oder Reinigungsmitteldosiereinheiten mit mindestens einer, von einem wasserlöslichen Filmmaterial gebildeten Aufnahmekammer, welche ihrerseits mit einem Wasch- oder Reinigungsmittel befüllt ist. Weiterhin betrifft die Anmeldung Verfahren zur Herstellung dieser Wasch- oder Reinigungsmitteldosiereinheiten.
An die Konfektions- und Angebotsformen von Wasch- und Reinigungsmittel werden sich kontinuierlich ändernde Anforderungen gestellt. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei seit geraumer Zeit auf der bequemen Dosierung von Wasch- und Reinigungsmitteln durch den Verbraucher und der Vereinfachung der zur Durchführung eines Wasch- oder Reinigungsverfahren notwendigen Arbeitsschritte. Eine technische Lösung bieten vorportionierte Wasch- oder Reinigungsmittel, beispielsweise Folienbeutel mit einer oder mehreren Aufnahmekammern für feste oder flüssige Wasch- oder Reinigungsmittel.
Ein für die Herstellung dieser Folienbeutel relevanter Trend, ist die Miniaturisierung dieser Folienbeutel. Hintergrund dieser Entwicklung sind neben einer höheren Verbraucherakzeptanz aufgrund vereinfachter Handhabung insbesondere Nachhaltigkeitsaspekte, beispielsweise in Bezug auf die Menge der eingesetzten Verpackungsmittel.
Die Herstellung der zuvor beschriebenen Folienbeutel erfolgt durch mehrstufige Prozesse, in deren Verlauf wasserlösliche Folienmaterialien beispielsweise mittels durch Einwirkung von Wärme und Unterdruck in Kavitäten eingeformt, befüllt und nachfolgend versiegelt werden. Während die Erwärmung der Folien deren Plastizität erhöht, bewirkt die aus dem an die erwärmte Folie angelegten Unterdruck resultierende Kraft deren Streckung und plastische Verformung. Der Film wird in diesem Verfahren über seine Fläche nicht homogen gestreckt, vielmehr wechseln Bereiche hoher Streckung, beispielsweise im Randbereich der Kavität mit Bereichen geringerer Streckung ab. Aus einem Folienmaterial mit homogener Foliendicke entsteht so eine verformte Folie in Form eines Aufnahmebehälters mit einer heterogenen Foliendickenverteilung. Diese heterogenen Foliendickenverteilung wird umso ausgeprägter ausfallen, je stärker das ursprüngliche Folienmaterial verformt wird. Die Stärke der Verformung nimmt in der Regel beispielsweise mit der Anzahl der in den Aufnahmebehälter eingeformten Aufnahmekammern oder deren Tiefe zu.
Neben anderen Faktoren bestimmen sowohl die Foliendickenverteilung als auch die absolute Foliendicke die haptischen, optischen und mechanischen Eigenschaften des Folienbeutels. Folienbeutel mit großen Unterschieden in der Foliendicke werden häufig als weniger ansprechend wahrgenommen. Folienbeutel mit geringer minimalen Foliendicke verformen sich leichter unter ihrem Eigengewicht als entsprechende Folienbeutel mit höherer Foliendicke und wirken schlaff. Diese Folienbeutel halten mechanischer Belastung in geringerem Maße stand und lösen sich bei Wasserzutritt zu schnell. Die beiden letztgenannten Punkte sind für Folienbeutel nicht nur im Bereich von Herstellung, Transport und Lagerung relevant, sondern haben insbesondere Auswirkungen auf die Produktsicherheit, beispielsweise bei versehentlicher oraler Aufnahme.
In der internationalen Anmeldung WO 2020/152044 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Behälter beschrieben, in dessen Verlauf ein wasserlöslicher Film mittels einer zweiteiligen Heizvorrichtung mit heterogenem Temperaturprofil erwärmt und nachfolgend tiefgezogen wird.
Vor diesem technischen Hintergrund lag der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, Waschmittelportionseinheiten bereitzustellen, welche bei minimalem Einsatz zur Verpackung eingesetzter Filmmaterialien über eine maximale Stabilität sowie eine ansprechende Optik und Haptik verfügen. Die Waschmittelportionseinheiten sollten zudem in effizienter Weise auch großtechnisch herstellbar sein.
Ein erster Anmeldungsgegenstand ist eine Waschmittelportionseinheit in Form eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer von einem wasserlöslichen Film gebildeten Aufnahmekammer, die

a) eine Öffnungsfläche mit mindestens einer Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt; und
b) zu mindestens 90 Vol.-% ihres Innenvolumens mit einem Waschmittel befüllt ist.

Der wasserlösliche Film, welche den Aufnahmebehälter ausbildet, kann ein oder mehrere strukturell verschiedene wasserlösliche(s) Polymer(e) umfassen. Als wasserlösliche(s) Polymer(e) für den wasserlöslichen Film eignen sich insbesondere Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkoholcopolymere.
Wasserlösliche Folien zur Herstellung der wasserlöslichen Umhüllung basieren bevorzugt auf einem Polyvinylalkohol oder einem Polyvinylalkoholcopolymer, dessen Molekulargewicht im Bereich von 10.000 bis 1.000.000 gmol^-1, vorzugsweise von 20.000 bis 500.000 gmol^-1, besonders bevorzugt von 30.000 bis 100.000 gmol^-1 und insbesondere von 40.000 bis 80.000 gmol^-1 liegt.
Die Herstellung der Polyvinylalkohol und Polyvinylalkoholcopolymere schließt in der Regel die Hydrolyse intermediären Polyvinylacetats ein. Bevorzugte Polyvinylalkohole und Polyvinylalkoholcopolymere weisen einen Hydrolysegrad 70 bis 100 Mol-%, vorzugsweise 80 bis 90 Mol-%, besonders bevorzugt 81 bis 89 Mol-% und insbesondere 82 bis 88 Mol-% auf.
Bevorzugte Polyvinylalkoholcopolymere umfassen neben Vinylalkohol eine ethylenisch ungesättigte Carbonsäure, deren Salz oder deren Ester. Besonders bevorzugt enthalten solche Polyvinylalkoholcopolymere neben Vinylalkohol Sulfonsäuren wie die 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure (AMPS), Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Mischungen daraus; unter den Estern sind C_1-4-Alkylester oder - Hydroxyalkylester bevorzugt. Als weitere Monomere kommen ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren, beispielsweise Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Mischungen daraus in Betracht.
Geeignete wasserlösliche Folien zum Einsatz in den Umhüllungen der wasserlöslichen Verpackungen gemäß der Erfindung sind Folien, die von der Firma MonoSol LLC beispielsweise unter der Bezeichnung M8630, M8720, M8310, C8400 oder M8900 vertrieben werden. Andere geeignete Folien umfassen Folien mit der Bezeichnung Solublon® PT, Solublon® GA, Solublon® KC oder Solublon® KL von der Aicello Chemical Europe GmbH oder die Folien VF-HP von Kuraray sowie die Hi-Selon Serie der Mitsubishi Chemical Corporation.
Der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film weist vorzugsweise eine Dicke von 10 und 90 µm, vorzugsweise von 30 bis 60 µm auf.
Die wasserlöslichen Filme können als weitere Inhaltsstoffe zusätzliche Wirk- oder Füllstoffe aber auch Weichmacher und/oder Lösungsmittel, insbesondere Wasser, enthalten.
Zur Gruppe der weiteren Wirkstoffe zählen dabei beispielsweise Materialien, welche die von dem Filmmaterial umschlossenen Inhaltsstoffe des Waschmittels vor Zersetzung oder Desaktivierung durch Lichteinstrahlung schützen. Als besonders geeignet haben sich hier Antioxidantien, UV-Absorber und Fluoreszenzfarbstoffe erwiesen.
Als Weichmacher können beispielsweise Glycerin, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol, Sorbit oder deren Gemische eingesetzt werden.
Zur Verminderung ihrer Reibungskoeffizienten kann die Oberfläche des wasserlöslichen Films der Waschmittelportionseinheit optional mit feinem Pulver abgepudert werden. Natriumaluminosilicat, Siliciumdioxid, Talk und Amylose sind Beispiele für geeignete Pudermittel.
Der die Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film zeichnet sich vorzugsweise durch eine große Homogenität der Filmdicke aus. Eine technische Möglichkeit, eine derartige Filmdickenhomogenität zu erzielen, ist die Herstellung der Waschmittelportionseinheit nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren. Bevorzugte Waschmittelportionseinheiten sind demnach dadurch gekennzeichnet, dass der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film ein Verhältnis von maximaler Dicke zu minimaler Dicke von 1,1:1 bis 4:1, vorzugsweise 1,4:1 bis 3:1 aufweist.
Die Waschmittelportionseinheit weist vorzugsweise mindestens zwei, vorzugweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammer auf. Vorzugsweise umfasst die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern, deren Öffnungsfläche jeweils mindestens eine Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt.
Vorzugweise weisen die Öffnungsfläche(n) der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters insgesamt mindestens vier, vorzugsweise mindestens fünf und insbesondere mindestes sechs Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° auf.
Waschmittelportionseinheiten, welche mindestens eine Aufnahmekammer mit zwei, vorzugsweise drei Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° aufweisen, sind weitere bevorzugte Anmeldungsgegenstände. In dieser wie in den übrigen beschriebenen Ausführungsformen kann der der Innenwinkel der Ecke(n) weniger als 30° aber auch weniger als 25° betragen. Entsprechende Ausführungsformen können beispielsweise bei der Herstellung von Waschmittelportionseinheiten mit zwei oder mehr Aufnahmekammern bevorzugt sein.
Die Herstellung dieser und der weiteren beschriebenen geometrischen Ausgestaltungen gelingt in besonders zuverlässiger und effektiver Weise mittels des weiter unten beschriebenen Verfahrens.
Besonders bevorzugte Waschmittelportionseinheiten sind neben der Form der Öffnungsfläche ihrer Aufnahmekammer(n) weiterhin auch durch deren Raumform gekennzeichnet, wobei die mindestens eine Aufnahmekammer

a) eine maximale Tiefe aufweist, die der Länge einer ersten Geraden entspricht, welche lotsenkrecht auf der Öffnungsfläche der Aufnahmekammer steht und diese mit dem tiefsten Punkt der Aufnahmekammer verbindet;
b) einen minimalen Durchmesser aufweist, welcher der geringstmöglichen Länge einer zweiten Geraden entspricht, die durch die erste Gerade verläuft und zwei Punkte am Rand der Öffnungsfläche miteinander verbindet; und

Bevorzugte Waschmittelportionseinheit weisen mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern auf, wobei jede der Aufnahmekammern jeder der übrigen Aufnahmekammern benachbart ist. Ein entsprechender Aufbau kann beispielsweise in der Weise realisiert werden, dass die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern aufweist, welche, vorzugsweise symmetrisch, um einen gemeinsamen Mittelpunkt in Form einer weiteren Aufnahmekammer angeordnet sind.
Das Gesamtvolumen der Aufnahmekammer(n) der Waschmittelportionseinheit beträgt vorzugweise 1 bis 50 ml, bevorzugt 10 bis 40 ml und insbesondere 13 bis 25 ml beträgt.
Ausführungsformen von Waschmittelportionseinheiten mit zwei oder mehr Aufnahmekammern, deren Volumina einander ähneln oder gleichen, haben sich als in ihrer Herstellung und mechanischen Stabilität vorteilhaft erwiesen. Bevorzugte Waschmittelportionseinheiten sind daher dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist und das Verhältnis des Volumens der größten Aufnahmekammer zum Volumen der kleinsten Aufnahmekammer 4:1 bis 1:1, vorzugsweise 3:1 bis 1:1 beträgt.
Ein zweiter Anmeldungsgegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Waschmittelportionseinheit, umfassend die Schritte

a) Transport eines ersten wasserlöslichen Films in Richtung einer Heizvorrichtung;
b) In Kontakt bringen des ersten wasserlöslichen Films mit der Heizvorrichtung;
c) Erwärmen des ersten wasserlöslichen Films mittels der Heizvorrichtung;
d) Aufheben des Kontakts zwischen dem ersten wasserlöslichen Film und der Heizvorrichtung;
e) Einformen des ersten erwärmten wasserlöslichen Films in die Kavitäten einer unterhalb des ersten wasserlöslichen Films befindlichen Tiefziehmatrize unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer Aufnahmekammer;
f) Befüllen der mindestens einen Aufnahmekammer mit einem Waschmittel;
g) gegebenenfalls Verschließen und Vereinzeln der befüllten Aufnahmebehälter unter Ausbildung der Waschmittelportionseinheit,

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die effiziente Herstellung der Waschmittelportionseinheiten. Die Waschmittelportionseinheiten zeichnen sich aufgrund einer gleichförmigen Dicke des wasserlöslichen Films durch eine hohe mechanische Stabilität bei geringem Verpackungsmitteleinsatz aus.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden wasserlösliche Filme in einer Tiefziehapparatur umgeformt und mit Waschmittelzubereitungen zu Waschmittelportionseinheiten kombiniert.
Der wasserlösliche Film, in welche die Waschmittelzubereitung verpackt ist, kann ein oder mehrere strukturell verschiedene wasserlösliche(s) Polymer(e) umfassen. Als wasserlösliche(s) Polymer(e) für den ersten wasserlöslichen Film eignen sich insbesondere Polymere aus der Gruppe (gegebenenfalls acetalisierter) Polyvinylalkohole (PVAL) sowie deren Copolymere.
Wasserlösliche Folien zur Herstellung der wasserlöslichen Umhüllung basieren bevorzugt auf einem Polyvinylalkohol oder einem Polyvinylalkoholcopolymer, dessen Molekulargewicht im Bereich von 10.000 bis 1.000.000 gmol^-1, vorzugsweise von 20.000 bis 500.000 gmol^-1, besonders bevorzugt von 30.000 bis 100.000 gmol^-1 und insbesondere von 40.000 bis 80.000 gmol^-1 liegt.
Die Herstellung der Polyvinylalkohol und Polyvinylalkoholcopolymere schließt in der Regel die Hydrolyse intermediären Polyvinylacetats ein. Bevorzugte Polyvinylalkohole und Polyvinylalkoholcopolymere weisen einen Hydrolysegrad 70 bis 100 Mol-%, vorzugsweise 80 bis 90 Mol-%, besonders bevorzugt 81 bis 89 Mol-% und insbesondere 82 bis 88 Mol-% auf.
Bevorzugte Polyvinylalkoholcopolymere umfassen neben Vinylalkohol eine ethylenisch ungesättigte Carbonsäure, deren Salz oder deren Ester. Besonders bevorzugt enthalten solche Polyvinylalkoholcopolymere neben Vinylalkohol Sulfonsäuren wie die 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure (AMPS), Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Mischungen daraus; unter den Estern sind C_1-4-Alkylester oder - Hydroxyalkylester bevorzugt. Als weitere Monomere kommen ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren, beispielsweise Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Mischungen daraus in Betracht.
Geeignete wasserlösliche Folien zum Einsatz in den Umhüllungen der wasserlöslichen Verpackungen gemäß der Erfindung sind Folien, die von der Firma MonoSol LLC beispielsweise unter der Bezeichnung M8630, M8720, M8310, C8400 oder M8900 vertrieben werden. Andere geeignete Folien umfassen Folien mit der Bezeichnung Solublon® PT, Solublon® GA, Solublon® KC oder Solublon® KL von der Aicello Chemical Europe GmbH oder die Folien VF-HP von Kuraray sowie die Hi-Selon Serie der Mitsubishi Chemical Corporation.
Der erste wasserlösliche Film weist vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 90µm, bevorzugt von 30 bis 60 µm auf.
Die wasserlöslichen Filme können als weitere Inhaltsstoffe zusätzliche Wirk- oder Füllstoffe aber auch Weichmacher und/oder Lösungsmittel, insbesondere Wasser, enthalten.
Zur Gruppe der weiteren Wirkstoffe zählen dabei beispielsweise Materialien, welche die von dem Filmmaterial umschlossenen Inhaltsstoffe des Waschmittels vor Zersetzung oder Desaktivierung durch Lichteinstrahlung schützen. Als besonders geeignet haben sich hier Antioxidantien, UV-Absorber und Fluoreszenzfarbstoffe erwiesen.
Als Weichmacher können beispielsweise Glycerin, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-propandiol, Sorbit oder deren Gemische eingesetzt werden.
Zur Verminderung ihrer Reibungskoeffizienten kann die Oberfläche des wasserlöslichen Films der Waschmittelportionseinheit optional mit feinem Pulver abgepudert werden. Natriumaluminosilicat, Siliciumdioxid, Talk und Amylose sind Beispiele für geeignete Pudermittel.
Die in dem Verfahren eingesetzte Tiefziehapparatur kann kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden. Zur Erhöhung der Verfahrenseffizienz ist eine kontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der Transport des ersten wasserlöslichen Films in Schritt a) kontinuierlich. Im Hinblick auf die Verfahrensökonomie und Verfahrenssicherheit ist es bevorzugt, den ersten wasserlöslichen Film in Schritt a) mit einer Geschwindigkeit 0,04 m/s, vorzugsweise oberhalb 0,08 m/s zu transportieren.
In Schritt b) des Verfahrens wird der erste wasserlösliche Film mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht. Kennzeichnend für diese Heizvorrichtung ist die heterogene Temperaturverteilung ihrer Oberfläche. Die heterogene Temperaturverteilung wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass die Oberfläche der Heizvorrichtung einander benachbarte beheizte Oberflächenbereiche aufweist, die sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befinden, welche in Schritt e) verformt werden, wobei die beheizten Oberflächenbereiche jeweils über mindestens ein separat steuerbares Heizelement erwärmt werden und die steuerbaren Heizelemente mindestens zwei einander benachbarter beheizter Oberflächenbereiche in Schritt c) eine Temperaturdifferenz zwischen 10 und 60°C aufweisen.
Die Heizvorrichtung dient der Erwärmung des wasserlöslichen Films in Schritt c) des Verfahrens. Die Wärmeübertragung erfolgt dabei zumindest anteilsweise durch direkten Kontakt zwischen einer Oberfläche der Heizvorrichtung und dem wasserlöslichen Film. Die für die Wärmeübertragung maßgebliche Oberfläche der Heizvorrichtung weist beheizte Oberflächenbereiche auf. Als ein beheizter Oberflächenbereich wird ein Bereich der Oberfläche der Heizvorrichtung aufgefasst, welcher mittels eines oder mehrerer separat steuerbarer Heizelemente erwärmt wird, wobei diese steuerbaren Heizelemente eine vergleichbare Temperatur aufweisen. Zwei Temperaturen sind vergleichbar, wenn sie um weniger als 10°C, vorzugsweise weniger als 8°C differieren. Bevorzugte beheizte Oberflächenbereich der Heizvorrichtung weisen 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4 separat steuerbare Heizelemente auf. Sofern ein beheizter Oberflächenbereich mehr als ein separat steuerbares Heizelement aufweist, beträgt die Temperaturdifferenz der separat steuerbaren Heizelemente des beheizten Oberflächenbereichs in Schritt c) besonders bevorzugt weniger als 5°C und insbesondere weniger als 2°C. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die separat steuerbaren Heizelemente jedes beheizten Oberflächenbereichs in Schritt c) eine identische Temperatur aufweisen. Die Temperatur der Heizelemente wird in einer für den Fachmann bekannten Weise über die Steuerung der Heizelemente festgesetzt. Dabei kann die Temperatur jedes einzelnen separat steuerbaren Heizelements im Laufe des Verfahrens variieren. Beispielsweise kann die über die Steuerung festgelegte Temperatur des Heizelements zu einem Zeitpunkt nach dem Erwärmen des wasserlöslichen Films in Schritt c) auf Werte unterhalb der für den Schritt c) vorgesehenen Temperaturen abgesenkt werden. Eine entsprechende Temperaturabsenkung, beispielsweise auf 60% bis 90%, vorzugsweise auf 73% bis 83% der für den Schritt c) vorgesehenen Temperatur, unterstützt die Ausbildung eines konstant heterogenen Temperaturprofils der Oberfläche der Heizvorrichtung.
Die Heizvorrichtung verfügt neben den separat steuerbaren Heizelementen vorzugsweise weiterhin über eine Kühlung. Diese Kühlung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie eine Absenkung der Temperaturen der Heizvorrichtungsoberfläche ermöglicht. Auch diese Kühlung unterstützt die Ausbildung eines konstant heterogenen Temperaturprofils der Oberfläche der Heizvorrichtung.
Wie zuvor beschrieben, weist die Heizvorrichtung, welche mit dem wasserlöslichen Film in Kontakt gebracht wird, eine heterogene Temperaturverteilung auf. Diese heterogene Temperaturverteilung wird vorzugsweise derart realisiert, dass die steuerbaren Heizelemente mindestens zwei einander benachbarter beheizter Oberflächenbereiche in Schritt c) eine Temperaturdifferenz zwischen 10 und 60°C aufweisen. Das aus dieser Temperaturdifferenz resultierende heterogene Temperaturprofil ermöglicht die Herstellung von Aufnahmebehältern mit anspruchsvollen Geometrien bei gleichzeitig homogener Filmdickenverteilung. Während Temperaturdifferenzen unterhalb 10°C weniger geeignet sind, diese vorteilhaften Produkteigenschaften zu realisieren, sind Temperaturdifferenzen oberhalb 60°C verfahrenstechnisch nur mit großem Aufwand in ökonomischer Weise nutzbar, da mit steigender Temperaturdifferenz beispielsweise die Anforderungen an die Kühlung und die exakte Einhaltung der Kontaktzeiten zwischen Heizvorrichtung und wasserlöslichem Film zunehmen.
Selbstverständlich lässt sich die Temperaturdifferenz von 10 bis 60°C zwischen mehr als zwei benachbarten beheizten Oberflächenbereichen realisieren. Aufgrund der erzielten technischen Vorteile weisen in bevorzugten Verfahrensvarianten die steuerbaren Heizelemente von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80% und insbesondere aller einander benachbarten beheizten Oberflächenbereiche, welche sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befinden, die in Schritt e) verformt werden, zu den steuerbaren Heizelementen mindestens eines benachbarten beheizten Oberflächenbereichs in Schritt c) eine Temperaturdifferenz zwischen 10 und 60°C auf.
Der Verfahrensverlauf und das Verfahrensergebnis wird neben den relativen Temperaturdifferenzen einander benachbarter Heizelemente weiterhin durch deren absolute Temperatur beeinflusst. Als technisch vorteilhaft haben sich insbesondere solche Verfahrensvarianten erwiesen, bei denen die steuerbaren Heizelemente der beheizten Oberflächenbereiche der Heizvorrichtung in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 40 bis 150°C, vorzugsweise von 60 bis 135°C aufweisen.
Der wasserlösliche Film wird in Schritt b) mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht und in Schritt e) unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer Aufnahmekammer verformt. Einander benachbarte Abschnitte des wasserlöslichen Films bilden dabei den Boden oder die Seitenwände der Aufnahmekammer, oder den die Aufnahmekammer umgebenden Rand oder Steg und werden folglich in unterschiedlicher Weise gedehnt. Zur Angleichung der Dehnfaktoren der unterschiedlichen Abschnitte des den Aufnahmebehälter ausbildenden wasserlöslichen Films hat es sich insbesondere bei Einsatz von Polyvinylalkohol basierten Filmen als vorteilhaft erwiesen, wenn die steuerbaren Heizelemente der Heizvorrichtung in den Bereichen, in welchen in Schritt c) der Flächenabschnitt des wasserlöslichen Films erwärmt wird, welcher den Randbereich der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters bildet, in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C, vorzugsweise von 110 bis 135°C aufweisen. Aus den gleichen Gründen ist es bevorzugt, dass die steuerbaren Heizelemente der Heizvorrichtung in den Bereichen, in welchen in Schritt c) der Flächenabschnitt des wasserlöslichen Films erwärmt wird, welcher den Bodenbereich der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters bildet, in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 50 bis 90°C, vorzugsweise von 60 bis 85°C aufweisen.
Die Dichte separat steuerbarer Heizelemente in den in Schritt b) beheizbaren Oberflächenbereichen der Heizvorrichtung beträgt vorzugsweise 4 und 64 cm^-2, bevorzugt 8 und 32 pro cm^-2. Gleichzeitig ist es bevorzugt, wenn die beheizte Oberfläche der Heizvorrichtung, welche sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befindet eine Dichte beheizter Oberflächenbereiche oberhalb 1,2 pro cm², vorzugsweise oberhalb 1,5 pro cm² und insbesondere zwischen 1,7 und 4,2 pro cm² aufweist. Unterschiedliche Dichten von Heizelementen und beheizten Oberflächenbereichen ergeben sich in all den Fällen, in denen ein beheizter Oberflächenbereich mehr als ein separat steuerbares Heizelement aufweist. Die oben genannten Dichten an steuerbaren Heizelementen und beheizten Oberflächenbereichen haben sich für die Verarbeitung von wasserlöslichen Filmen zu Waschmittelportionseinheiten als besonders gut geeignet erwiesen.
Die Heizrate der separaten Heizelemente beträgt vorzugsweise 5 bis 70 K/s, bevorzugt von 10 bis 50 K/s.
Die Oberfläche der Heizvorrichtung mit welcher der wasserlösliche Film in Schritt b) in Kontakt gebracht wird, ist vorzugsweise plan. Besonders bevorzugte Materialien zur Fertigung der Oberfläche, mit welcher der wasserlösliche Film in Schritt b) in Kontakt steht sind Keramik oder Metall, insbesondere Stahl.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird der erste wasserlöslichen Film in Schritt b) nur an einer Seite mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht. Dieses Vorgehen hat sich insbesondere auch wegen der ausgeprägten Temperaturdifferenzen der beheizten Oberflächenbereiche als ausreichend erwiesen. Im Vergleich zu Verfahren unter Einsatz von zwei Heizvorrichtungen ist das erfindungsgemäße Verfahren damit nicht nur mit einem geringeren apparativen Aufwand verbunden, es ermöglicht zudem ein kompakteres Design der Produktionsstraße.
Bevorzugt wird in Schritt b) die Oberseite des wasserlöslichen Films mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht. Als Oberseite wird dabei die räumlich noch oben orientierte Seite des Films bezeichnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Heizvorrichtung in Schritt b) in Richtung des wasserlöslichen Films abgesenkt.
Zur Verringerung der Prozessdauer und zur Sicherstellung eines reproduzierbaren Kontakts zwischen dem ersten wasserlöslichen Film und der Oberfläche der Heizvorrichtung wird der wasserlösliche Film in Schritt b) mittels eines Unterdrucks mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht. Weiterhin ist es bevorzugt, den Kontakt zwischen dem wasserlöslichen Film und der Heizvorrichtung durch Beibehaltung eines Unterdrucks aufrecht zu erhalten. Die Höhe eines entsprechenden Unterdrucks, welcher in Schritt b) zwischen Heizvorrichtung und wasserlöslichem Film aufgebaut wird, beträgt vorzugsweise 200 bis 800 mBar und insbesondere 400 bis 700 mBar.
In Schritt c) wird der wasserlösliche Film vorzugsweise für einen Zeitraum von 0,5 bis 7 Sekunden, bevorzugt von 1 bis 6 Sekunden und insbesondere von 2 bis 5 Sekunden erwärmt.
Zur Steigerung der Verfahrenseffizienz hat es sich als konstruktiv vorteilhaft erwiesen, wenn sich der wasserlösliche Film in Schritt c) zwischen der Heizvorrichtung und der in Schritt e) eingesetzten Tiefziehmatrize befindet und der Abstand zwischen der Oberfläche der Heizvorrichtung und der Tiefziehmatrize weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm und insbesondere zwischen 0,1 und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 1 mm beträgt.
In Schritt d) wird der Kontakt zwischen dem ersten wasserlöslichen Film und der Oberfläche der Heizvorrichtung aufgehoben. Hierzu wird der gegebenenfalls zwischen der Heizvorrichtung und dem wasserlöslichen Film wirkende Unterdruck beseitigt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt d) ein zuvor zwischen der Heizvorrichtung und dem wasserlöslichen Film erzeugter Unterdruck beseitigt und zeitgleich oder nachfolgend die Heizvorrichtung angehoben.
Der wasserlösliche Film weist zu Beginn von Schritt e) vorzugsweise eine Temperatur oberhalb seiner Glasübergangstemperatur auf.
In Schritt e) wird der wasserlösliche Film in die Kavität einer Tiefziehmatrize eingeformt. Hierzu wird vorzugsweise für die Dauer von 0,5 bis 7 Sekunden bevorzugt von 1 bis 5 Sekunden ein Unterdruck zwischen dem wasserlöslichen Film und der Tiefziehmatrize aufgebaut. Dieser zwischen dem wasserlöslichen Film und der Tiefziehmatrize erzeugte Unterdruck beträgt vorzugsweise 100 bis 600 mBar und insbesondere 200 bis 400 mBar.
Bei der Einformung in die Kavität der Tiefziehmatrize wird die Oberfläche des wasserlöslichen Films vorzugsweis um mindestens 80%, vorzugsweise um mindestens 120%, insbesondere um 120 bis 300% vergrößert. Gleichzeitig beträgt der maximale lokale Streckfaktor des wasserlöslichen Films im Anschluss an Schritt e) vorzugsweise 2 bis 4 und insbesondere 2 bis 3.
Bevorzugt ist es insbesondere, wenn der wasserlösliche Film in Schritt e) unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern eingeformt wird.
Das Füllvolumen des Aufnahmebehälter in Schritt e) beträgt vorzugsweise Füllvolumen 1 bis 50 ml, bevorzugt 10 bis 40 ml und insbesondere 13 bis 25 ml.
In bevorzugten Verfahrensvarianten, bei denen der Aufnahmebehälter mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist, beträgt das Verhältnis des Volumens der größten Aufnahmekammer zum Volumen der kleinsten Aufnahmekammer 4:1 bis 1:1, vorzugsweise 3:1 bis 1:1 beträgt.
Aus Gründen der Prozesseffizienz ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass in einem Verfahrensdurchlauf nicht lediglich eine einzige Waschmittelportionseinheit, sondern parallel eine Mehrzahl von Waschmittelportionseinheiten hergestellt wird. Vorzugsweise wird in Schritt e) ein Flächengebilde mit mindestens 14, vorzugsweise mindestens 20 Aufnahmebehältern ausgebildet.
In diesem Flächengebilde sind die Aufnahmebehälter vorzugsweise in Reihen angeordnet. Im Hinblick auf die nachfolgende Befüllung sind die in Schritt e) ausgebildeten Flächengebilde Reihen von Aufnahmebehältern auf welche orthogonal zur Transportrichtung des wasserlöslichen Films angeordnet sind.
In einer alternativen Ausführungsform wird in Schritt e) ein Flächengebilde ausgebildet, in welchem die Aufnahmebehälter in Reihen angeordnet sind, welche orthogonal zur Transportrichtung des wasserlöslichen Films verlaufen und zueinander jeweils um ein Drittel der Breite eines Aufnahmebehälters, vorzugsweise um die Hälfte der Breite eines Aufnahmebehälters versetzt sind.
In dem Flächengebilde sind die Aufnahmebehälter vorzugsweise derart angeordnet, dass jeder Aufnahmebehälter mindestens einem Zwischenbereich benachbart ist, welcher seinerseits von drei Aufnahmebehältern umgeben ist.
Die mindestens eine Aufnahmekammer des Aufnahmebehälters wird in Schritt f) befüllt. Zur Befüllung eignen sich feste und flüssige Wasch- oder Reinigungsmittel.
Insbesondere in Fällen, in denen die eingefüllten Wasch- oder Reinigungsmittel nicht haftend mit dem wasserlöslichen Filmmaterial verbunden sind, wie dies beispielsweise bei Schmelzen der Fall sein kann, wird die befüllte Aufnahmekammer des Aufnahmebehälters verschlossen. Entsprechende Verfahren, in deren Verlauf die Aufnahmekammer des Aufnahmebehälters in einem weiteren Schritt f) befüllt und die befüllte Aufnahmekammer in einem nachfolgenden Schritt g) mittels eines zweiten wasserlöslichen Films verschlossen wird, sind im Hinblick auf die Produktästhetik und -handhabbarkeit bevorzugt.
Durch diese Anmeldung werden u.a. die folgenden Gegenstände bereitgestellt:

1. Waschmittelportionseinheit in Form eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer von einem wasserlöslichen Film gebildeten Aufnahmekammer, die
1. a) eine Öffnungsfläche mit mindestens einer Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt; und
2. b) zu mindestens 90 Vol.-% ihres Innenvolumens mit einem Waschmittel befüllt ist.
2. Waschmittelportionseinheit nach Punkt 1, wobei der wasserlösliche Film Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkoholcopolymere umfasst
3. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film eine Dicke von 10 bis 90 µm, vorzugsweise von 30 bis 60 µm aufweist.
4. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film ein Verhältnis von maximaler Dicke zu minimaler Dicke von 1,1:1 bis 4:1, vorzugsweise 1,4:1 bis 3:1 aufweist.
5. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammer aufweist.
6. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern umfasst, deren Öffnungsfläche jeweils mindestens eine Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt.
7. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Öffnungsfläche(n) der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters insgesamt mindestens vier, vorzugsweise mindestens fünf und insbesondere mindestes sechs Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° aufweisen.
8. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei mindestens eine Aufnahmekammer zwei, vorzugsweise drei Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° aufweist.
9. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Innenwinkel der Ecke(n) weniger als 30°, vorzugsweise weniger als 25° beträgt.
10. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die mindestens eine Aufnahmekammer
1. a) eine maximale Tiefe aufweist, die der Länge einer ersten Geraden entspricht, welche lotsenkrecht auf der Öffnungsfläche der Aufnahmekammer steht und diese mit dem tiefsten Punkt der Aufnahmekammer verbindet;
2. b) einen minimalen Durchmesser aufweist, welcher der geringstmöglichen Länge einer zweiten Geraden entspricht, die durch die erste Gerade verläuft und zwei Punkte am Rand der Öffnungsfläche miteinander verbindet; und
das Verhältnis von maximaler Tiefe der Aufnahmekammer zu ihrem minimalen Durchmesser mehr als 0,7, vorzugsweise 0,75 und 2,0 und insbesondere 0,9 und 1,6 beträgt.
11. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist, wobei jede der Aufnahmekammern jeder der übrigen Aufnahmekammern benachbart ist.
12. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern aufweist, welche, vorzugsweise symmetrisch, um einen gemeinsamen Mittelpunkt in Form einer weiteren Aufnahmekammer angeordnet sind.
13. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei das Gesamtfüllvolumen der Aufnahmekammer(n) 1 bis 50 ml, vorzugsweise 10 bis 40 ml und insbesondere 13 bis 25 ml beträgt.
14. Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Aufnahmebehälter mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist und das Verhältnis des Volumens der größten Aufnahmekammer zum Volumen der kleinsten Aufnahmekammer 4:1 bis 1:1, vorzugsweise 3:1 bis 1:1 beträgt.
15. Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit nach einem der Punkte 1 bis 14, umfassend die Schritte
1. a) Transport eines ersten wasserlöslichen Films in Richtung einer Heizvorrichtung;
2. b) In Kontakt bringen des ersten wasserlöslichen Films mit der Heizvorrichtung;
3. c) Erwärmen des ersten wasserlöslichen Films mittels der Heizvorrichtung;
4. d) Aufheben des Kontakts zwischen dem ersten wasserlöslichen Film und der Heizvorrichtung;
5. e) Einformen des ersten erwärmten wasserlöslichen Films in die Kavitäten einer unterhalb des ersten wasserlöslichen Films befindlichen Tiefziehmatrize unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer Aufnahmekammer;
6. f) Befüllen der mindestens einen Aufnahmekammer mit einem Waschmittel;
7. g) gegebenenfalls Verschließen und Vereinzeln der befüllten Aufnahmebehälter unter Ausbildung der Waschmittelportionseinheit,
wobei die Oberfläche der Heizvorrichtung, welche mit dem wasserlöslichen Film in Kontakt gebracht wird, eine heterogene Temperaturverteilung aufweist.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Transport des ersten wasserlöslichen Films in Schritt a) kontinuierlich erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Transport des ersten wasserlöslichen Films in Schritt a) mit einer Geschwindigkeit 0,04 m/s, vorzugsweise oberhalb 0,08 m/s erfolgt.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Oberfläche der Heizvorrichtung einander benachbarte beheizte Oberflächenbereiche aufweist, die sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befinden, welche in Schritt e) unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer Aufnahmekammer verformt werden, und
- - die beheizten Oberflächenbereiche jeweils über mindestens ein separat steuerbares Heizelement erwärmt werden,
- - die steuerbaren Heizelemente mindestens zwei einander benachbarter beheizter Oberflächenbereiche in Schritt c) eine Temperaturdifferenz zwischen 10 und 60°C aufweisen.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei jeder beheizte Oberflächenbereich der Heizvorrichtung 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4 separat steuerbare Heizelemente aufweist.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die separat steuerbaren Heizelemente jedes beheizten Oberflächenbereichs zueinander in Schritt c) eine Temperaturdifferenz unterhalb 5°C, vorzugsweise unterhalb 2°C aufweisen.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die separat steuerbaren Heizelemente jedes beheizten Oberflächenbereichs in Schritt c) eine identische Temperatur aufweisen.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die steuerbaren Heizelemente von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80% und insbesondere aller einander benachbarten beheizten Oberflächenbereiche, welche sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befinden, die in Schritt e) verformt werden, zu den steuerbaren Heizelementen mindestens eines benachbarten beheizten Oberflächenbereichs in Schritt c) eine Temperaturdifferenz zwischen 10 und 60°C aufweisen.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die steuerbaren Heizelemente der beheizten Oberflächenbereiche der Heizvorrichtung in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 40 bis 150°C, vorzugsweise von 60 bis 135°C aufweisen.
24. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die steuerbaren Heizelemente der Heizvorrichtung in den Bereichen, in welchen in Schritt c) der Flächenabschnitt des wasserlöslichen Films erwärmt wird, welcher den Randbereich der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters bildet, in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C, vorzugsweise von 110 bis 135°C aufweist.
25. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die steuerbaren Heizelemente der Heizvorrichtung in den Bereichen, in welchen in Schritt c) der Flächenabschnitt des wasserlöslichen Films erwärmt wird, welcher den Bodenbereich der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters bildet, in Schritt c) eine Temperatur im Bereich von 50 bis 90°C, vorzugsweise von 60 bis 85°C aufweist.
26. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Temperatur der steuerbaren Heizelemente zu einem Zeitpunkt nach dem Erwärmen des wasserlöslichen Films in Schritt c) auf Werte unterhalb der für den Schritt c) vorgesehenen Temperatur abgesenkt wird.
27. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Heizvorrichtung in Schritt b) beheizbare Oberflächenbereiche mit einer Dichte separat steuerbarer Heizelemente von 4 und 64 cm^-2, bevorzugt von 8 und 32 pro cm^-2 aufweist.
28. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die beheizte Oberfläche der Heizvorrichtung, welche sich in Schritt c) in Kontakt mit Filmabschnitten befindet eine Dichte beheizter Oberflächenbereiche oberhalb 1,2 pro cm², vorzugsweise oberhalb 1,5 pro cm² und insbesondere von 1,7 und 4,2 pro cm² aufweist.
29. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Heizelemente der Heizvorrichtung eine Heizrate von 10 bis 50 K/s, vorzugsweise von 30 bis 60 K/s aufweisen.
30. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Heizvorrichtung in Schritt b) eine plane Oberfläche aufweist.
31. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Heizvorrichtung in Schritt b) über eine Keramikoberfläche mit dem wasserlöslichen Film in Kontakt steht.
32. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Heizvorrichtung in Schritt b) über eine Metalloberfläche mit dem wasserlöslichen Film in Kontakt steht.
33. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt b) die Oberseite des wasserlöslichen Films mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht wird.
34. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt b) die Heizvorrichtung in Richtung des wasserlöslichen Films abgesenkt wird.
35. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt b) der wasserlösliche Film durch Einwirkung eines Unterdrucks mit der Heizvorrichtung in Kontakt gebracht wird.
36. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt b) der wasserlösliche Film durch Einwirkung eines Unterdrucks mit der Heizvorrichtung in Kontakt gehalten wird.
37. Verfahren nach einem der Punkte 22 oder 23, wobei in Schritt b) zwischen Heizvorrichtung und wasserlöslichem Film ein Druck von 200 bis 800 mBar, vorzugsweise von 400 bis 700 mBar aufgebaut wird.
38. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der wasserlösliche Film in Schritt c) über einen Zeitraum von 0,5 bis 7 Sekunden, vorzugsweise von 1 bis 6 Sekunden und insbesondere von 2 bis 5 Sekunden erwärmt wird.
39. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei sich der wasserlösliche Film in Schritt c) zwischen der Heizvorrichtung und der in Schritt e) eingesetzten Tiefziehmatrize befindet und der Abstand zwischen der Oberfläche der Heizvorrichtung und der Tiefziehmatrize weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm und insbesondere zwischen 0,1 und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 1 mm beträgt.
40. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt d) der Unterdruck zwischen der Heizvorrichtung und dem wasserlöslichen Film aufgehoben wird.
41. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt d) der Unterdruck zwischen der Heizvorrichtung und dem wasserlöslichen Film aufgehoben wird und zeitgleich oder nachfolgend die Heizvorrichtung angehoben wird.
42. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) für eine Dauer von 0,5 bis 7 Sekunden vorzugsweise von 1 bis 5 Sekunden ein Unterdruck zwischen dem wasserlöslichen Film und der Tiefziehmatrize aufgebaut wird.
43. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) zwischen dem wasserlöslichen Film und der Tiefziehmatrize ein Druck von 100 bis 600 mBar, vorzugsweise von 200 bis 400 mBar aufgebaut wird.
44. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der wasserlösliche Film zu Beginn von Schritt e) auf Temperaturen oberhalb seiner Glasübergangstemperatur erwärmt ist.
45. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) die Oberfläche des wasserlöslichen Films um mindestens 80%, vorzugsweise um mindestens 120%, insbesondere um 120 bis 300% vergrößert wird.
46. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der wasserlösliche Film im Anschluss an den Schritt e) einen maximalen lokalen Streckfaktor von 2 bis 4, vorzugsweise von 2 bis 3 aufweist.
47. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der wasserlösliche Film in Schritt e) unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern eingeformt wird.
48. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Aufnahmebehälter in Schritt e) ein Füllvolumen von 1 bis 50 ml, vorzugsweise von 10 bis 40 ml und insbesondere von 13 bis 25 ml aufweist.
49. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Aufnahmebehälter mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist und das Verhältnis des Volumens der größten Aufnahmekammer zum Volumen der kleinsten Aufnahmekammer 4:1 bis 1:1, vorzugsweise 3:1 bis 1:1 beträgt.
50. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) ein Flächengebilde mit mindestens 14, vorzugsweise mindestens 20 Aufnahmebehältern ausgebildet wird.
51. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) ein Flächengebilde ausgebildet wird, in welchem die Aufnahmebehälter in Reihen angeordnet sind.
52. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) ein Flächengebilde ausgebildet wird, in welchem die Aufnahmebehälter in Reihen angeordnet sind, welche orthogonal zur Transportrichtung des wasserlöslichen Films verlaufen.
53. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) ein Flächengebilde ausgebildet wird, in welchem die Aufnahmebehälter in Reihen angeordnet sind, welche orthogonal zur Transportrichtung des wasserlöslichen Films verlaufen und zueinander jeweils um ein Drittel der Breite eines Aufnahmebehälters, vorzugsweise um die Hälfte der Breite eines Aufnahmebehälters versetzt sind.
54. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt e) ein Flächengebilde ausgebildet wird, in welchem jeder Aufnahmebehälter mindestens einem Zwischenbereich benachbart ist, welcher seinerseits von drei Aufnahmebehältern umgeben ist.
55. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Aufnahmekammer des Aufnahmebehälters in einem weiteren Schritt f) befüllt und die befüllte Aufnahmekammer in einem nachfolgenden Schritt g) mittels eines zweiten wasserlöslichen Films verschlossen wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2020152044 A1 [0006]

Claims

Waschmittelportionseinheit in Form eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer von einem wasserlöslichen Film gebildeten Aufnahmekammer, die a) eine Öffnungsfläche mit mindestens einer Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt; und b) zu mindestens 90 Vol.-% ihres Innenvolumens mit einem Waschmittel befüllt ist.
Waschmittelportionseinheit nach Anspruch 1, wobei der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film eine Dicke von 10 bis 90 µm, vorzugsweise von 30 bis 60 µm aufweist.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der die mindestens eine Aufnahmekammer bildende wasserlösliche Film ein Verhältnis von maximaler Dicke zu minimaler Dicke von 1,1:1 bis 4:1, vorzugsweise 1,4:1 bis 3:1 aufweist.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern umfasst, deren Öffnungsfläche jeweils mindestens eine Ecke aufweist, deren Innenwinkel weniger als 35° beträgt.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Öffnungsfläche(n) der Aufnahmekammer(n) des Aufnahmebehälters insgesamt mindestens vier, vorzugsweise mindestens fünf und insbesondere mindestes sechs Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° aufweisen.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eine Aufnahmekammer zwei, vorzugsweise drei Ecken mit einem Innenwinkel von weniger als 35° aufweist.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Innenwinkel der Ecke(n) weniger als 30°, vorzugsweise weniger als 25° beträgt.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern und insbesondere mindestens vier Aufnahmekammern aufweist, wobei jede der Aufnahmekammern jeder der übrigen Aufnahmekammern benachbart ist.
Waschmittelportionseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Waschmittelportionseinheit mindestens zwei vorzugsweise mindestens drei Aufnahmekammern aufweist, welche, vorzugsweise symmetrisch, um einen gemeinsamen Mittelpunkt in Form einer weiteren Aufnahmekammer angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte a) Transport eines ersten wasserlöslichen Films in Richtung einer Heizvorrichtung; b) In Kontakt bringen des ersten wasserlöslichen Films mit der Heizvorrichtung; c) Erwärmen des ersten wasserlöslichen Films mittels der Heizvorrichtung; d) Aufheben des Kontakts zwischen dem ersten wasserlöslichen Film und der Heizvorrichtung; e) Einformen des ersten erwärmten wasserlöslichen Films in die Kavitäten einer unterhalb des ersten wasserlöslichen Films befindlichen Tiefziehmatrize unter Ausbildung eines Aufnahmebehälters mit mindestens einer Aufnahmekammer; f) Befüllen der mindestens einen Aufnahmekammer mit einem Waschmittel; g) gegebenenfalls Verschließen und Vereinzeln der befüllten Aufnahmebehälter unter Ausbildung der Waschmittelportionseinheit, wobei die Oberfläche der Heizvorrichtung, welche mit dem wasserlöslichen Film in Kontakt gebracht wird, eine heterogene Temperaturverteilung aufweist.