DE10350931B4

DE10350931B4 - Verpackungsverfahren

Info

Publication number: DE10350931B4
Application number: DE2003150931
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Barthel; Birgit Dr. Burg; Salvatore Fileccia; Arno Dr. Düffels; Maren Dr. Jekel; Ulf Arno Timmann; Christian Dr. Nitsch
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: DE10350931A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Mittels mit wasserlöslicher Verpackung, umfassend die Schritte:
a) Verformen eines wasserlöslichen Materials unter Ausbildung eines Behälters;
b) Teilweises Befüllen des Behälters mit einem Füllgut, ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
c) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den teilweise befüllten Behälter;
d) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
e) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
f) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen zweiten unbefüllten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen dem nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
g) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
h) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter;...

Description

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verpackungsverfahren für Wasch- oder Reinigungsmittel. Insbesondere offenbart diese Anmeldung Verfahren zur Verpackung von Wasch- oder Reinigungsmitteln mit wasserlöslichen Verpackungsmaterialien. Außer zur Verpackung von Wasch- und Reinigungsmittel eignet sich das beschriebene Verfahren auch für die Verpackung weiterer Konsumgüter wie Kosmetika, Oberflächenbehandlungsmitteln oder Klebstoffen.
Wasch- oder Reinigungsmittel sind heute für den Verbraucher in vielfältigen Angebotsformen erhältlich. Neben Waschpulvern und -granulaten umfaßt dieses Angebot beispielsweise auch Reinigungsmittelkonzentrate in Form extrudierter oder tablettierter Zusammensetzungen. Diese festen, konzentrierten bzw. verdichteten Angebotsformen zeichnen sich durch ein verringertes Volumen pro Dosiereinheit aus und senken damit die Kosten für Verpackung und Transport. Insbesondere die Wasch- oder Reinigungsmitteltabletten erfüllen dabei zusätzlich den Wunsch des Verbrauchers nach einfacher Dosierung.
Als Alternative zu den zuvor beschriebenen partikulären oder kompaktierten Wasch- oder Reinigungsmitteln werden in den letzten Jahren zunehmend feste oder flüssige Wasch- oder Reinigungsmittel beschrieben, welche eine wasserlösliche oder wasserdispergierbare Umhüllung aufweisen. Diese Mittel zeichnen sich wie die Tabletten durch eine vereinfachte Dosierung aus, da sie zusammen mit der wasserlöslichen Umhüllung in die Waschmaschine oder die Geschirrspülmaschine dosiert werden können, andererseits ermöglichen sie aber gleichzeitig auch die Konfektionierung flüssiger oder pulverförmiger Wasch- oder Reinigungsmittel, welche sich gegenüber den Kompaktaten durch eine bessere Auflösung und schnellere Wirksamkeit auszeichnen.

Zur Herstellung und räumlichen Ausgestaltung dieser wasserlöslichen Verpackungen stehen dem Fachmann eine Reihe unterschiedlicher Verfahren zur Verfügung. Zu diesen Verfahren zählen u.a. das Flaschenblasen, der Spritzguß sowie unterschiedliche Tiefziehverfahren. Gegenüber den Tabletten zeichnen sich die nach diesen Verfahren hergestellten Mittel zwar in der Regel durch verbesserte Auflösungseigenschaften aus, gleichzeitig ist das Volumen dieser Mittel pro Dosiereinheit auf Grund der fehlenden Kompaktierung jedoch größer als das Volumen in ihrer Leistung vergleichbarer Tabletten. Durch dieses vergrößerte Volumen ergeben sich jedoch Probleme bei der Dosierung dieser Mittel, insbesondere bei der Dosierung von Wasch- oder Reinigungsmittel über das Dosierfach von Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen.

Einhergehend mit diesem vergrößerten Volumen zeichnen sich insbesondere die mittels Tiefziehverfahren hergestellten verpackten Mittel durch eine unattraktive Optik und Haptik aus.

Die Beutel sind schlaff und nicht formstabil; das Verpackungsmaterial zeigt für das bloße Auge sichtbare Falten und Verwertungen. Zur Lösung dieses Problems offenbart die WO 02/16206 (Reckitt Benckiser) ein Verfahren zur Herstellung aufgeblasener, wasserlöslicher Behälter, bei welchem die verpackten Inhaltsstoffe wenigstens eine Substanz umfassen, welche nach dem Verschließen des Beutels ein Gas freisetzt und so den Innendruck des Beutels erhöht. Ein solches Verfahren hat den Nachteil, daß die verpackten Mittel mindestens eine derartige Gas freisetzende Substanz enthalten müssen und bei einer Beschädigung des Behälters ihre vorteilhafte Optik und Haptik innerhalb kurzer Zeit verlieren. Schließlich wird bei diesen Mitteln ein nicht unerheblicher Teil des Volumens einer Dosiereinheit von einem Gas oder Gasgemisch eingenommen.

Weitere Verpackungsverfahren werden beispielsweise in den Druckschriften DE 21 61 465 A und WO 03/031 266 A offenbart.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung war daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Verpackung von Konsumgütern aus dem Bereich der Wasch- oder Reinigungsmittel oder Kosmetika mit wasserlöslichen Verpackungsmaterialien, welches die Herstellung verpackter Mittel mit minimiertem Volumen ermöglicht. Die resultierenden Mittel sollten weiterhin ein für den Verbraucher attraktives Erscheinungsbild bieten und sollten insbesondere prall gefüllt und formstabil sein.

Es wurde nun festgestellt, daß diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Behältnisse gelöst werden kann, bei welchem in den wasserlöslichen Behältnissen im Verlaufe des Herstellverfahrens ein Unterdruck erzeugt wird.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Mittels mit wasserlöslicher Verpackung gemäß Anspruch 1.

Zur Erzeugung des benötigten Unterdrucks in dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich alle dem Fachmann für diese Zwecke bekannten Pumpen, insbesondere bevorzugt werden die für ein Grobvakuum einsetzbaren Wasserstrahl-, Flüssigkeitsdampfstrahl-, Wasserring- u. Kolben-Pumpen. Bevorzugt eingesetzt werden können aber beispielsweise auch Drehschieber-, Sperrschieber-, Trochoiden- und Sorptions-Pumpen sowie sogenannte Rootsgebläse und Kryopumpen. Zur Einstellung eines Feinvakuums sind Drehschieber-Pumpen, Diffusionspumpen, Rootsgebläse, Verdränger-, Turbomolekular-, Sorptions-, Ionengetter-Pumpen (Getter) bevorzugt.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird der Unterdruck sowohl in dem befüllten Behälter, also unterhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn, als auch außerhalb des befüllten Behälters, oberhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn erzeugt. Eine solche besonders vorteilhafte Verfahrensführung ist dadurch zu realisieren, daß das unter Ausbildung eines Behälters verformte wasserlösliche Material mit einem Mittel befüllt und diese Füllung anschließend durch Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn abgedeckt wird. Der befüllte und abgedeckte Behälter wird anschließend in eine Unterdruckkammer verbracht. Aufgrund der in der in der aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn befindlichen Öffnungen, wird bei Anlegen eines Vakuums an die Unterdruckkammer sowohl in dem befüllten Behälter, also unterhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn, als auch außerhalb des befüllten Behälters, oberhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn erzeugt, da die unterhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn befindliche Luft durch diese Öffnungen in den Raum oberhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn gelangt und von dort durch das angelegte Vakuum aus der Unterdruckkammer entfernt wird. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird die in Schritt c) aufgebrachte Folienbahn mit dem befüllten Behälter derart versiegelt, daß der Behälter allseits verschlossen wird und insbesondere keine Luft mehr durch die Öffnungen der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn in den Behälter gelangen kann. Wird dann der versiegelte Behälter aus der Unterdruckkammer entfernt, bewirkt der von außen auf den Behälter einwirkende Atmosphärendruck, daß sich die Außenwände des Behälters, insbesondere die in Schritt c) aufgebrachte Folienbahn eng an das Füllgut anlegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung kompakter und formstabiler Portionspackungen mit geringem Volumen. Bei der Versiegelung des Behälters in Schritt e) wird der Behälter vorzugsweise allseits vollständig verschlossen. Die Versiegelung kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen. Besonders bevorzugt werden Heißsiegelverfahren. Bei der Versiegelung ist es insbesondere bevorzugt, daß die Öffnungen der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn durch den Siegelprozeß verschlossen, das heißt verschweißt werden, oder durch die Siegelnaht vom Innenraum des Behälters abgetrennt werden. Im letzteren Fall befinden sich die Öffnungen nach der Versiegelung außerhalb der Siegelnaht und können zusammen mit dem umgebenden Folienmaterial beispielsweise im Rahmen der Konfektionierung bei der Vereinzelung abgetrennt werden.

Der Behälter wird in Schritt b) nur teilweise befüllt. Bevorzugt werden hierbei Verfahren, bei denen der Füllgrad des Behälters nach der Befüllung zwischen 10 und 95 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 90 Vol.-% und insbesondere zwischen 40 und 80 Vol.-% beträgt. Nach dem Entlasten des Unterdrucks wird die wasserlösliche Folienbahn aufgrund des einwirkenden Atmosphärendrucks in den Behälter gedrückt und legt sich dort eng an das Füllgut an. Auf diese Weise entsteht in dem. Behälter eine erste abgetrennte Aufnahmekammer im Bodenbereich des Behälters, über der sich das in Schritt b) unbefüllte Restvolumen des wasserlöslichen Behälters aus Schritt a) befindet und auf die in einem weiteren Füllvorgang ein zweites Füllgut eingefüllt werden kann. Dieses zweite Füllgut kann dann erneut mit einer Siegelfolien abgedeckt und versiegelt werden. Die resultierenden Produkte zeichnen sich durch eine 2-Phasen Optik aus, wobei die beiden gebildeten Kammern durch die in Schritt c) aufgebrachte wasserlösliche Folienbahn voneinander getrennt werden. Wird durch die zweite Befüllung der in Schritt a) gebildete wasserlösliche Behälter erneut nur teilweise befüllt und erfolgt die zweite Versiegelung erneut in einer Unterdruckkammer nach dem vorbeschriebenen Verfahren, so lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren kompakte Wasch- oder Reinigungsmittel mit 3-Phasen Optik und drei voneinander getrennten Aufnahmekammern herstellen.

Bei den Produkten dieses Verfahrens handelt es sich um kompakte, portionierte Wasch- oder Reinigungsmittelportion mit zwei voneinander getrennten Aufnahmekammern.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens werden im Anschluß an Schritt h) und vor der Konfektionierung die Schritte d) bis f), vorzugsweise jedoch die Schritte d) bis g) und insbesondere die Schritt d) bis h) wiederholt. Mit anderen Worten werden in der vorliegenden Anmeldung Verfahren, umfassend die Schritte:

a) Verformen eines wasserlöslichen Materials unter Ausbildung eines Behälters;
b) Teilweises Befüllen des Behälters mit einem Füllgut, ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
c) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den teilweise befüllten Behälter;
d) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
e) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
f) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen zweiten unbefüllten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen dem nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
g) Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
h) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter;
i) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
j) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
k) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen abgetrennten, befüllten zweiten Aufnahmekammer;
l) Konfektionierung des versiegelten und befüllten Behälters,

dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausbildung eines Unterdrucks in den Schritten d) und i) sowohl in dem befüllten Behälter, also unterhalb der in Schritt c) bzw. Schritt h) aufgebrachten Folienbahn, als auch außerhalb des befüllten Behälters, oberhalb der in Schritt c) bzw. in Schritt h) aufgebrachten Folienbahn ein Unterdruck erzeugt wird, wobei die zwischen dem Füllgut und der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn befindliche Luft wenigstens anteilsweise durch Öffnungen in der in Schritt c) bzw. in Schritt h) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn entweicht, besonders bevorzugt.

Bei den Produkten dieses Verfahrens handelt es sich um kompakte, portionierte Wasch- oder Reinigungsmittelportionen mit zwei voneinander getrennten Aufnahmekammern.

Bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist damit weiterhin ein Verfahren, umfassend die Schritte:

a) Verformen eines wasserlöslichen Materials unter Ausbildung eines Behälters;
b) Teilweises Befüllen des Behälters mit einem Füllgut, ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
c) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den teilweise befüllten Behälter;
d) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
e) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
f) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen befüllten zweiten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen des nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
g) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
h) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter;
i) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
j) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
k) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen abgetrennten, befüllten zweiten Aufnahmekammer, und einer oberhalb dieser befüllten zweiten Aufnahmekammer befindlichen unbefüllten dritten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen dem nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
l) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
m) Konfektionierung des versiegelten und befüllten Behälters,

dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausbildung eines Unterdrucks in den Schritten d) und i) sowohl in dem befüllten Behälter, also unterhalb der in Schritt c) bzw. Schritt h) aufgebrachten Folienbahn, als auch außerhalb des befüllten Behälters, oberhalb der in Schritt c) bzw. in Schritt h) aufgebrachten Folienbahn ein Unterdruck erzeugt wird, wobei die zwischen dem Füllgut und der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn befindliche Luft wenigstens anteilsweise durch Öffnungen in der in Schritt c) bzw. in Schritt h) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn entweicht.

Bei den Produkten dieses Verfahrens handelt es sich um kompakte, portionierte Wasch- oder Reinigungsmittelportionen mit zwei voneinander getrennten Aufnahmekammern sowie einer befüllten Mulde, wobei die Muldenfüllung nicht zu allen Seiten von einem wasserlöslichen Material umgeben ist.

Ein weiterer bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist schließlich ein Verfahren, umfassend die Schritte:

a) Verformen eines wasserlöslichen Materials unter Ausbildung eines Behälters;
b) Teilweises Befüllen des Behälters mit einem Füllgut, ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
c) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den teilweise befüllten Behälter;
d) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
e) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
f) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen befüllten zweiten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen des nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
g) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
h) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter;
i) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer;
j) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters;
k) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen abgetrennten, befüllten zweiten Aufnahmekammer, und einer oberhalb dieser befüllten zweiten Aufnahmekammer befindlichen unbefüllten dritten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen dem nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht;
l) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika;
m) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter;
n) Konfektionierung des versiegelten und befüllten Behälters,

Bei den Produkten dieses Verfahrens handelt es sich um kompakte, portionierte Wasch- oder Reinigungsmittelportionen mit drei voneinander getrennten Aufnahmekammern.

Bei den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und seinen vorteilhaften Variationen ist es besonders bevorzugt, wenn die gesamte zwischen dem Füllgut und der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn befindliche Luft durch Öffnungen in der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn entweicht.

Bei den zuvor beschriebenen Verfahren ist es weiterhin besonders bevorzugt, die in Schritt a) gebildeten Behälter nach dem Verbringen in die Unterdruckkammer in ihrer räumlichen Form zu stabilisieren um einen Kollaps des Behälters durch den zwischen Füllgut und wasserlöslicher Folienbahn erzeugten Unterdruck zu vermeiden. Dies gilt insbesondere für Verfahren, bei denen die im Schritt a) hergestellten Behälter eine Wanddicke unterhalb 800 μm, bevorzugt unterhalb 600 μm, besonders bevorzugt unterhalb 400 μm und insbesondere unterhalb 200 μm aufweisen. Diese Vorraussetzungen treffen beispielsweise für solche erfindungsgemäßen Verfahren zu, bei denen die Verformung des wasserlöslichen Materials in Schritt a) durch Tiefziehen einer wasserlöslichen Folienbahn erfolgt. In diesen Verfahren ist es insbesondere bevorzugt, die Behälter während der Einwirkung des in der Unterdruckkammer erzeugten Unterdrucks durch eine Unterstützungsform von unten zu halten. Besonders bevorzugt ist es, als Unterstützungsform die beim Tiefziehen der Behälter eingesetzten Tiefziehmatrizen oder mit diesen Matrizen vergleichbare oder mit diesen Matrizen identische Matrizen einzusetzen. Insbesondere ist es bevorzugt, zwischen der Unterstützungsform und dem Behälter zur Stabilisierung des Behälters in der Unterdruckkammer einen zweiten Unterdruck zu erzeugen. Dieser zweite Unterdruck beträgt vorzugsweise zwischen –100 und –1013 mbar, vorzugsweise zwischen –200 und –1013 mbar, besonders bevorzugt zwischen –400 und –1013 mbar und insbesondere zwischen –800 und –1013 mbar. Es ist insbesondere bevorzugt, daß dieser zwischen der Unterstützungsform und dem Behälter ausgebildete zweite Unterdruck in seinem Betrag höher ist als der in der Unterdruckkammer ausgebildete Unterdruck.

Das Verformen des wasserlöslichen Materials in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorzugsweise durch Spritzgießen oder Gießen oder Tiefziehen.

„Spritzgießen" bezeichnet das Umformen einer Formmasse derart, daß die in einem Massezylinder für mehr als einen Spritzgießvorgang enthaltene Masse unter Wärmeeinwirkung plastisch erweicht und unter Druck durch eine Düse in den Hohlraum eines vorher geschlossenen Werkzeuges einfließt. Das Verfahren wird hauptsächlich bei nicht härtbaren Formmassen angewendet, die im Werkzeug durch Abkühlen erstarren. Der Spritzguß ist ein sehr wirtschaftliches modernes Verfahren zur Herstellung spanlos geformter Gegenstände und eignet sich besonders für die automatisierte Massenfertigung. Im praktischen Betrieb erwärmt man die thermoplastische Formmassen (Pulver, Körner, Würfel, Pasten u. a.) bis zur Verflüssigung (bis 180°C) und spritzt sie dann unter hohem Druck (bis 140 MPa) in geschlossene, zweiteilige, das heißt aus Gesenk (früher Matrize) und Kern (früher Patrize) bestehende, vorzugsweise wassergekühlte Hohlformen, wo sie abkühlen und erstarren. Einsetzbar sind Kolben- und Schnecken spritzgußmaschinen.

Als „Tiefziehen" werden dabei Verfahren bezeichnet, bei denen ein Folienmaterial durch Druckeinwirkung unter Ausbildung einer Mulde oder Aufnahmekammer verformt wird. Die Druckeinwirkung kann dabei beispielsweise durch Einwirkung eines Stempels, durch Einwirkung von Druckluft und/oder durch Einwirkung eines Unterdrucks erfolgen. Die Druckeinwirkung kann durch zwei Teile eines Werkzeugs erfolgen, welche sich wie Positiv und Negativ zueinander verhalten und einen zwischen diese Werkzeuge verbrachten Film beim Zusammendrücken verformen. Als Druckkraft eignet sich jedoch auch das Eigengewicht einer auf die Oberseite der Folie verbrachten Aktivsubstanz. Bevorzugt erfolgt die Verformung in eine Matrizenform, welche die endgültige Raumform der resultierenden Mulde oder Aufnahmekammer vorgibt und die reproduzierbare, Herstellung definierter Raumformen ermöglicht. Besonders bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Verfahren, bei denen das Folienmaterial durch Einwirkung eines Unterdrucks in die Mulde einer Tiefziehmatrize eingeformt wird. Das tiefgezogene Folienmaterial wird nach dem Tiefziehen vorzugsweise durch Einsatz eines Unterdrucks in ihrer durch den Tiefziehvorgang erzielten Raumform fixiert. Zur Erzeugung des benötigten Unterdrucks eignen sich alle dem Fachmann für diese Zwecke bekannten Pumpen, insbesondere die für ein Grobvakuum einsetzbaren Wasserstrahl-, Flüssigkeitsdampfstrahl-, Wasserring- u. Kolben-Pumpen. Eingesetzt werden können aber beispielsweise auch Drehschieber-, Sperrschieber-, Trochoiden- und Sorptions-Pumpen. sowie sogenannte Rootsgebläse und Kryopumpen. Zur Einstellung eines Feinvakuums sind insbesondere Drehschieber-Pumpen, Diffusionspumpen, Rootsgebläse, Verdränger-, Turbomolekular-, Sorptions-, Ionengetter-Pumpen (Getter) geeignet.

Das eingesetzte Folienmaterial kann vor oder während des Tiefziehens vorbehandelt werden. Eine solche Vorbehandlung umfaßt beispielsweise die Einwirkung von Wärme und/oder Lösungsmittel und/oder die Konditionierung des Folienmaterials durch gegenüber Umgebungsbedingungen veränderte relative Luftfeuchte. Wird das Folienmaterial durch die Einwirkung von Wärme vorbehandelt, so wird dieses Material vorzugsweise für bis zu 5 Sekunden, bevorzugt für 0.001 bis 4 Sekunden, besonders bevorzugt für 0,01 bis 3 Sekunden und insbesondere für 0,02 bis 2 Sekunden auf Temperaturen oberhalb 60°C, vorzugsweise oberhalb 80°C, besonders bevorzugt zwischen 100 und 120°C und insbesondere auf Temperaturen zwischen 105 und 115°C erwärmt. Zur Abführung dieser Wärme, ist es bevorzugt die eingesetzten Matrizen und die in diesen Matrizen befindlichen Aufnahmemulden zu kühlen. Die Kühlung erfolgt dabei vorzugsweise auf Temperaturen unterhalb 20°C, bevorzugt unterhalb 15°C, besonders bevorzugt auf Temperaturen zwischen 2 und 14°C und insbesondere auf Temperaturen zwischen 4 und 12°C. Zur Kühlung eignen sich insbesondere Kühlflüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, welche in speziellen Kühlleitungen innerhalb der Matrize zirkuliert werden.

Das in den Schritten a) und/oder c) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte wasserlösliche Material umfaßt vorzugsweise ein wasserlösliches Polymer. Besonders bevorzugt werden dabei insbesondere Folienmaterialien, welche ganz oder teilweise aus Polyvinylalkohol oder einem Celluloseether wie Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) bestehen.

Die Dicke von bevorzugt eingesetztem wasserlöslichem Folienmaterial beträgt vorzugsweise zwischen 15 und 120 μm; bevorzugt zwischen 20 und 100 μm und insbesondere zwischen 25 und 80 μm.

Das tiefgezogene, wasserlösliche Folienmaterial wird in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens befüllt. Die Befüllung kann dabei mit allen dem Fachmann für diesen Zweck bekannten statischen oder bewegten Füllvorrichtungen erfolgen. Zur Erhöhung des Durchsatzes und um eine exakte Befüllung der Aufnahmekammern zu gewährleisten, ist es im Rahmen der vorliegenden Anmeldung jedoch bevorzugt, daß die Befüllung mittels einer beweglichen Füllstation erfolgt, welche sich während eines Füllvorgangs in Transportrichtung der Aufnahmekammern bewegt, und nach Beendigung dieses Füllvorgangs und vor Beginn des nächsten Füllvorgangs an ihre ursprüngliche Position zurückkehrt.

Das Füllgut aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen bevorzugten Varianten in flüssiger oder fester Form eingefüllt werden. Als Flüssigkeiten können neben flüssigen Reinsubstanzen auch Lösungen oder Dispersionen eingesetzt werden. Mit besonderem Vorzug werden Flüssigkeiten verfüllt, deren Viskosität sich nach dem Befüllen auf Grund chemischer oder physikalischer Prozesse verändert. Ganz besonders bevorzugt werden Flüssigkeiten verfüllt, die sich nach dem Befüllen auf Grund chemischer oder physikalischer Prozesse verfestigen. Die eingefüllten Feststoffe können in jeder dem Fachmann bekannten und für derartige Verfahren gebräuchlichen Konfektionsform vorliegen. Bevorzugt werden insbesondere Pulver, Granulate, Extrudate oder Kompaktate. Selbstverständlich können Flüssigkeiten und Feststoffe auch gleichzeitig oder zeitlich versetzt in die Aufnahmekammer verfüllt werden. Besonders bevorzugt werden dabei Verfahren, bei denen in einem ersten Schritt eine erstarrende Flüssigkeit, vorzugsweise eine Schmelze, und in einem nachfolgenden Schritt ein Feststoff, vorzugsweise ein Pulver, ein Granulat oder ein Extrudat, in die Aufnahmekammer gefüllt wird. Hierbei ist es bevorzugt, die Verfüllung des Feststoffes erst nach dem wenigstens anteilsweisen erstarren der Flüssigkeit vorzunehmen.

Wie aus den Ausführung weiter oben in der Beschreibung ersichtlich, lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren neben kompakten Behältern mit einer Kammer auch Behälter mit zwei, drei, vier oder mehr Kammern herstellen. Wie aus den Ausführungen weiterhin ersichtlich ist es für eine erfolgreiche Verfahrensführung dabei gleichgültig ob diese Kammern mit Feststoffen oder Flüssigkeiten befüllt werden. Diese verfahrenstechnische Freiheit zeichnet die erfindungsgemäßen Verfahren vor den Verfahren des Standes der Technik aus. Zur Illustration möglicher Ausgestaltungsformen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Einkammer-, Zweikammer und Dreikammerprodukte sind in der folgenden Tabelle einige besonders bevorzugte Ausführungsformen aufgelistet. Der Begriff „Phase 1" bezeichnet dabei die erste in dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner bevorzugten Verfahrensvarianten gebildete Aufnahmekammer (Bodenphase)

^* vorzugsweise eine erstarrte Schmelze

Die befüllten Aufnahmekammern werden im Anschluß an das Befüllen und Versiegeln konfektioniert. Diese Konfektionierung umfaßt in besonders bevorzugten Verfahrensvarianten beispielsweise die Vereinzelung der Aufnahmekammern.

Zur Versiegelung wird vorzugsweise eine weitere Verpackungsfolie, vorzugsweise eine wasserlösliche oder wasserdispergierbare Folie, eingesetzt. Diese weitere Verpackungsfolie kann mit der in Schritt a) eingesetzten Folie identisch sein, kann sich von ihr jedoch beispielsweise auch in Zusammensetzung und/oder Dicke unterscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der in Schritt c) eingesetzten Folien um eine Folie, welche in ihrer Zusammensetzung der Folie aus Schritt a) gleicht, jedoch eine im Vergleich geringere Dicke aufweist. Zur Versiegelung werden vorzugsweise Folienbahnen eingesetzt. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Verfahrensvariante, bei der die Siegelfolie bereits vor dem Versiegeln in Form vorgefertigter Etiketten vorliegt, welche in ihrer Größe auf die Größe der Mulden der Formkörper abgestimmt sind und mittels eines Etikettenauflegers aus einem Vorrat entnommen und auf die Mulden aufgelegt werden. Die Versiegelung erfolgt bevorzugt durch Heißsiegelung (beispielsweise mittels beheizter Werkzeuge oder Lasterstrahl), durch Einwirkung von Lösungsmittel und/oder Klebstoffen oder durch Druck- bzw. Quetschkräfte. Zur Versiegelung kann die Aufnahmekammer in Schritt c) jedoch auch einfach mit einer weiteren Folie bedeckt werden, ohne diese Folie mit der die Aufnahmekammer bildenden Verpackungsfolie dauerhaft zu verbinden.

Die Vereinzelung der erfindungsgemäß hergestellten verpackten Mittel kann durch alle dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Bevorzugt wird die Vereinzelung durch Schneiden oder Stanzen. Für die Vereinzelung durch Schneiden eignen sich beispielsweise statische oder bewegliche Messer. Bevorzugt werden dabei Messer mit beheizter Klinge eingesetzt. Die Vereinzelung durch Laserstrahlen ist eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante.

Bei der „Vereinzelung" der befüllten Aufnahmekammern können sowohl einzelne befüllte und versiegelte Kammern, als auch Konfektionseinheiten von zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr Aufnahmekammern erhalten werden. Im Falle von Konfektionseinheiten mit zwei oder mehr Aufnahmekammern, werden diese Konfektionseinheiten vorzugsweise mit Sollbruchstellen zur manuellen Trennung in Einzelkammern versehen.

Zur Versiegelung und Vereinzelung können ebenso wie bei der Befüllung statische oder bewegliche Stationen eingesetzt werden. Bevorzugt sind auch die Konfektionierungsstationen beweglich und bewegen sich in Transportrichtung der Aufnahmekammern mit, um nach Beendigung des Arbeitsschrittes an ihre ursprüngliche Position zurückzukehren.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Eine kontinuierliche Verfahrensführung ist jedoch bevorzugt. Eine kontinuierliche Verfahrensführung wird jedoch insbesondere dann bevorzugt, wenn die Verformung des wasserlöslichen Materials in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Tiefziehen eines wasserlöslichen Folienmaterials erfolgt. Das eingespeiste Folienmaterial wird dann ebenso wie die in Schritt a) gebildeten Behälter kontinuierlich, vorzugsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit transportiert. Die Transportgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 80 Meter pro Minute, bevorzugt zwischen 10 und 60 Meter pro Minute und insbesondere zwischen 20 und 50 Meter pro Minute. Der Transport erfolgt vorzugsweise horizontal.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Verpackung von Aktivsubstanzen oder Aktivsubstanzgemischen aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel, Kosmetika, Geschirrspülmittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Oberflächenreinigungsmittel und Klebstoffe.

Zur Gruppe der Waschmittel zählen dabei insbesondere die Universalwaschmittel, Color-Waschmittel, Feinwaschmittel, Textilweichspüler, Textilpflegemittel oder Bügelhilfsmittel. Die Gruppe der Geschirrspülmittel umfaßt die maschinellen Geschirrspülmittel und maschinelle Klarspüler ebenso wie manuelle Geschirrreinigungsmittel. Zu den Oberflächenreinigungsmittel zählen u.a. Entkalkter, Mittel zur Desinfektion oder Sterilisation von Oberflächen oder Gegenständen und Mittel zur Reinigung von Metall- oder Glasoberflächen. Diese Mittel enthalten vorzugsweise einen oder mehrere weitere übliche Bestandteile von Wasch- und Reinigungsmitteln, bevorzugt aus der Gruppe der Gerüststoffe, Tenside, Polymere, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, Farbstoffe, Duftstoffe, Elektrolyte, pH-Stellmittel, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Hydrotope, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Einlaufverhinderer, Knitterschutzmittel, Farbübertragungs-inhibitoren, antimikrobiellen Wirkstoffe, Germizide, Fungizide, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Antistatika, Bügelhilfsmittel, Phobier- und Imprägniermittel, Quell- und Schiebefestmittel und/oder UV-Absorber.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Mittels mit wasserlöslicher Verpackung, umfassend die Schritte: a) Verformen eines wasserlöslichen Materials unter Ausbildung eines Behälters; b) Teilweises Befüllen des Behälters mit einem Füllgut, ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika; c) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den teilweise befüllten Behälter; d) Verbringen des mit der Folienbahn abgedeckten Behälters in eine Unterdruckkammer und Ausbildung eines Unterdrucks in dieser Kammer; e) Versiegeln des teilweise befüllten Behälters; f) Entlasten des Unterdrucks in der Unterdruckkammer unter Ausbildung einer ersten befüllten abgetrennten Aufnahmekammer sowie einer oberhalb dieser Aufnahmekammer befindlichen zweiten unbefüllten Aufnahmekammer, welche im wesentlichen dem nicht befüllten Restvolumen des in Schritt a) gebildeten Behälters entspricht; g) Wenigstens anteilsweises Befüllen dieses Restvolumens mit einem Füllgut ausgewählt aus der Gruppe der Wasch- oder Reinigungsmittel oder der Kosmetika; h) Aufbringen einer wasserlöslichen Folienbahn auf den wenigstens anteilsweise befüllten Behälter; i) Versiegelung und Vereinzelung des befüllten Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausbildung eines Unterdrucks in Schritt d) sowohl in dem befüllten Behälter, also unterhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn, als auch außerhalb des befüllten Behälters, oberhalb der in Schritt c) aufgebrachten Folienbahn ein Unterdruck erzeugt wird, wobei die zwischen dem Füllgut und der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn befindliche Luft wenigstens anteilsweise durch Öffnungen in der in Schritt c) aufgebrachten wasserlöslichen Folienbahn entweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformen in Schritt a) durch Spritzgießen oder Gießen oder Tiefziehen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Schritten a) und/oder c) eingesetzte wasserlösliche Material ein wasserlösliches Polymer umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgut in Schritt b) in flüssiger oder fester Form eingefüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. daß der Füllgrad des Behälters nach der Befüllung im Schritt b) zwischen 10 und 95 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 90 Vol.-% und insbesondere zwischen 40 und 80 Vol.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter während der Einwirkung des in der Unterdruckkammer erzeugten Unterdrucks durch eine Unterstützungsform von unten gehalten wird, wobei vorzugsweise zwischen der Unterstützungsform und dem Behälter ein zweiter Unterdruck erzeugt wird.