DE102022203705A1

DE102022203705A1 - Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit

Info

Publication number: DE102022203705A1
Application number: DE102022203705.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Sunder; Friedhelm Siepmann; Lena Koegel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2022-04-13
Publication date: 2023-10-19
Also published as: WO2023198325A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassenda) einen formstabilen Gelkörper, umfassend die Schritte:i) Bereitstellen einer ersten fließfähigen tensidhaltigen Zusammensetzung;ii) Bereitstellen einer zweiten, von der ersten fließfähigen Zusammensetzung verschiedenen fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung;iii) Zuleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung zu einer Form;iv) Einleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form;v) Vermischen der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in der Form mittels einer dynamischen Mischvorrichtung unter Ausbildung einer tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung;vi) Erstarren lassen der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassend einen Gelkörper.
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 wasserlösliche Behälter mit einer oder mehreren Aufnahmekammern für pulverförmige oder flüssige Wasch- oder Reinigungsmittel. Eine weitere technische Lösung bieten die Waschmitteltabletten, welche ein- oder mehrphasig ausgestaltet sein können.
Zur Herstellung der wasserlöslichen Behälter werden in der Regel wasserlösliche Polymere zu Aufnahmekammern verformt, welche nachfolgend mit einem Wasch- oder Reinigungsmittel befüllt und schließlich verschlossen werden. Die Aufnahmekammern können beispielsweise aus wasserlöslichen Polymerfilmen durch Tiefziehverfahren hergestellt werden. In einer alternativen Verfahrensführung wird ein wasserlösliches Polymer durch Spritzguss zu einem Aufnahmebehälter verformt.
Das zur Verpackung der befüllten Waschmittelportionseinheiten eingesetzte wasserlösliche Verpackungsmaterial ist in der Regel hygroskopisch. Die Wasseraufnahmeneigung und Wasseraufnahmefähigkeit der Verpackungsmittel kann im Rahmen der Herstellung, Verpackung, Lagerung und späteren Nutzung durch den Verbraucher dazu führen, dass Portionseinheiten an Oberflächen von Maschinen oder Verpackungsmitteln haften und nicht optimal gefördert werden können oder einander benachbarte Portionseinheiten, beispielsweise in einer gemeinsamen Umverpackung, miteinander verkleben. Zur Vermeidung dieser Haftungsneigung der wasserlöslichen Portionseinheiten, ist es möglich, deren Oberflächeneigenschaften durch Aufbringen eines Pudermittels zu modifizieren. Die Abpuderung der wasserlöslichen Waschmittelportionseinheiten bedingt wiederum einen zusätzlichen Verfahrensschritt.
Die eingesetzten wasserlöslichen Verpackungsmaterialien sind in der Regel nicht wasch- oder reinigungsaktiv, tragen also nicht zur Produktwirkung bei. Die Verringerung des Verpackungsanteils am Gesamtgewicht der Waschmittelportionseinheiten hätte demnach keine Leistungseinbußen zur Folge und wäre aus Gründen der Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit begrüßenswert.
Schließlich steht die durch die Waschmittelportionseinheit erbrachte Waschleistung in direktem Zusammenhang mit den Auflösungseigenschaften der Portionseinheit. Gerade im Hinblick auf den zunehmenden Einsatz von Kaltwaschverfahren ist es bevorzugt, die Dicke des in der Waschmittelportionseinheit enthaltenen wasserlöslichen Filmmaterials möglichst gering zu halten, um den Auflösungsprozess zu beschleunigen. Die Verringerung der Dicke des umgebenden Filmmaterials bedingt jedoch gleichzeitig eine verminderte mechanische Stabilität der Portionseinheiten. Die Überwindung dieser scheinbaren Dichotomie von mechanischer Stabilität und Auflösungsgeschwindigkeit mittels wasserlöslicher Folien verpackter Waschmitteldosiereinheiten ist nach wie vor ein relevanter Gesichtspunkt bei der Entwicklung wasserlöslicher Waschmittelportionseinheiten.
Eine Alternative zu den zuvor beschriebenen Portionsbeuteln bieten Waschmitteltabletten, bei denen sich jedoch eine ausreichende mechanische Stabilität und hohe Auflösungsgeschwindigkeit in ähnlicher Weise unvereinbar gegenüberstehen wie im Falle der Portionsbeutel.
Eine Alternative zu vollständig verpressten Waschmitteltabletten bieten mehrphasige Waschmittelportionseinheiten, beispielsweise in Form von Kerntabletten, die neben einem tablettierten Körper zusätzlich Wachs- oder Gelphasen aufweisen. So beschreibt das europäische Patent EP 1 032 642 B1 beispielsweise Waschmitteltabletten, umfassend eine verpresste Phase und eine nicht verpresste Gelphase und Verfahren zu deren Herstellung.
Vor dem Hintergrund des zuvor beschriebenen Standes der Technik lag der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, effiziente Verfahren zur Herstellung schnell löslicher Waschmittelportionseinheiten bereitzustellen, die über eine hohe Produkt- und Lagerstabilität verfügen, in einfacher Weise unter Einsatz geringster Mengen an Verpackungsmitteln konfektionierbar sind und den Verbraucher durch eine ansprechende Olfaktorik, Optik und Haptik ansprechen. Die Waschmittelportionseinheiten sollten über eine hohe Produktleistung verfügen und für den Verbraucher einfach und sicher handhabbar sein.
Ein erster Anmeldungsgegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassend

a) einen formstabilen Gelkörper, umfassend die Schritte:
1. i) Bereitstellen einer ersten fließfähigen tensidhaltigen Zusammensetzung;
2. ii) Bereitstellen einer zweiten, von der ersten fließfähigen Zusammensetzung verschiedenen fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung;
3. iii) Zuleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung zu einer Form;
4. iv) Einleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form;
5. v) Vermischen der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in der Form mittels einer dynamischen Mischvorrichtung unter Ausbildung einer tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung;
6. vi) Erstarren lassen der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers.

Die Bezeichnung Waschmittelportionseinheit beschreibt eine Angebotsform, in welcher eine abgemessene Portion eines Wasch- oder Reinigungsmittels vorliegt. Waschmittelportionseinheiten bezeichnen folglich sowohl Angebotsformen für die textile Wäsche als auch Angebotsformen für die Reinigung harter Oberflächen wie Keramik, Glas, Metall oder Fliesen. Die Waschmittelportionseinheit weist vorzugsweise ein Gewicht von 14 g bis 42 g, vorzugsweise von 18 g bis 38 g, insbesondere von 20 g bis 34 g auf.
Die Waschmittelportionseinheit umfasst einen Gelkörper. Die Waschmittelportionseinheit kann aus dem Gelkörper bestehen. In diesem Fall weist der Gelkörper vorzugsweise ein Gewicht von 14 g bis 42 g, vorzugsweise von 18 g bis 38 g, insbesondere von 20 g bis 34 g auf. Umfasst die Waschmittelportionseinheit neben dem Gelkörper weitere Bestandteile so beträgt das Gewicht des Gelkörpers bevorzugt 10 g bis 28 g, vorzugsweise von 12 g bis 23 g und insbesondere von 15 g bis 20 g
Als Gelkörper werden Körper bezeichnet, welche unter Krafteinwirkung ein elastisches Deformationsverhalten zeigen. Als formstabil gelten Körper, die eine Eigen-Formstabilität aufweisen, welche sie befähigt, unter üblichen Bedingungen der Herstellung, der Lagerung, des Transports und der Handhabung durch den Verbraucher eine nicht desintegrierende Raumform einzunehmen, wobei sich diese Raumform unter den genannten Bedingungen auch über längere Zeit, vorzugsweise 4 Wochen, besonders bevorzugt, 8 Wochen und insbesondere 32 Wochen, nicht verändert, das heißt unter den üblichen Bedingungen der Herstellung, der Lagerung, des Transports und der Handhabung durch den Verbraucher in der durch die Herstellung bedingten räumlich-geometrischen Form verharrt, das heißt, nicht zerfließt.
Die Raumform des Gelkörpers ist grundsätzlich frei wählbar, seine Seitenflächen können beispielsweise konvex, konkav oder plan ausgestaltet sein. Gleichzeitig haben sich jedoch bestimmte räumliche Ausgestaltungen vor dem Hintergrund der Herstellbarkeit, Lagerung und den Gebrauch der Gelkörper als besonders vorteilhaft erwiesen haben.
Bei entsprechend vorteilhaften Waschmittelportionseinheiten weist der Gelkörper eine flache Unterseite auf, deren größte Diagonale größer ist als die Höhe des Gelkörpers. Diese Körper sind nicht nur in einfacher Weise, beispielsweise mittels Gießverfahren herstellbar, sie lassen sich zudem einfach und platzsparend verpacken und eignen sich für die Dosierung über die Dosier- oder Einspülkammern von elektronischen Reinigungsgeräten. Bevorzugt ist es, wenn der Gelkörper eine flache Unterseite aufweist, deren größte Diagonale mehr als das 1,5-fache, vorzugsweise mehr als das 2-fache der Höhe des Gelkörpers beträgt.
Für die Herstellbarkeit, beispielsweise in Bezug auf die Entformung des Gelkörpers aus einer Gießform, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Unterseite des Gelkörpers keine Ecken aufweist. Bevorzugte Gelkörper sind daher durch ovale Unterseiten oder alternativ durch ellipsoide oder runde, vorzugsweise runde Unterseiten gekennzeichnet. Entsprechende Gelkörper mit nicht eckiger Unterseite werden aufgrund ihrer Optik zudem von vielen Verbrauchern bevorzugt. Bevorzugt sind daher beispielsweise solche Gelkörper, welche eine Unterseite und eine Oberseite aufweisen, die durch eine zylindrische Mantelfläche miteinander verbunden sind.
Vorteile in Bezug auf die Raumnutzung bei Herstellung und Verpackung werden durch eckige Unterseiten realisiert. Werden die Gelkörper beispielsweise in Form von Platten gegossen, welche nachfolgend in Gelkörper zerschnitten werden, so sind eckige Unterseiten von Vorteil, da sich derartige Gelkörper ohne Anfall von Restmengen zerschneiden lassen und in raumsparender Weise verpacken lassen. In einer alternativen Ausführungsform weisen bevorzugte Gelkörper daher eckige Unterseiten, insbesondere dreieckige, viereckige oder sechseckige Unterseiten auf. Für die Weiterverarbeitung oder Verpackung kann es von Vorteil sein, wenn der Gelkörper eine eckige Unterseite mit abgerundeten Ecken aufweist.
In Bezug auf die Herstellung, Verpackung und den Gebrauch der Waschmittelportionseinheiten hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gelkörper eine zur Unterseite planparallele Oberseite aufweisen.
In einer ersten bevorzugten geometrischen Ausführungsform weist der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite auf, welche die gleiche geometrische Form aufweisen, wobei die Unterseite und die Oberseite die gleiche Flächengröße besitzen. Entsprechende Gelkörper lassen sich, wie bereits zuvor beschrieben, in einfacher Weise beispielsweise durch Gießen von Platten und nachfolgendes zerschneiden der Platten zu einzelnen Gelkörpern herstellen. Diese Gelkörper können zudem in etwaigen nachfolgenden Verfahrensschritten, bei der Verpackung oder dem Gebrauch durch den Nutzer aufgrund der geometrischen Identität von Unter- und Oberseite in einfacherer Weise räumlich ausgerichtet werden als Gelkörper mit einer geringeren Körpersymmetrie. Dies gilt insbesondere für Gelkörper, welche gleichzeitig eine zur Unterseite planparallele Oberseite aufweisen. Beispiele für derartige Gelkörper sind Kreiszylinder, elliptische Zylinder, Parallelepipede, Rhomboeder, gerade oder schiefe Prismen, Quader oder Würfel. Zur Gruppe der Kreiszylinder und elliptischen Zylinder zählen wiederum die senkrechten Kreiszylinder und elliptischen Zylinder sowie die schiefen Kreiszylinder und elliptischen Zylinder. Aufgrund ihrer einfachen Herstellung durch Vereinzelung aus einer Platte bevorzugt sind Gelkörper in Form senkrechter Kreiszylinder, senkrechter elliptischer Zylinder, gerader Prismen, gerader Quader oder Würfel.
In einer alternativen Ausführungsform weist der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite auf, welche die gleiche geometrische Form besitzen, wobei die Unterseite und die Oberseite unterschiedliche Flächengrößen aufweisen. Entsprechende Gelkörper können aufgrund ihrer attraktiven Optik oder ihrer optimierten Passform bei gleichzeitig vergleichsweise einfacher Herstellbarkeit bevorzugt sein. Beispiele für derartige Gelkörper sind Kreiszylinder oder elliptische Zylinder mit einer konvexen oder konkaven Unterseite und einer planen Oberseite. Weitere Beispiele sind Kegelstümpfe oder Pyramidenstümpfe.
Zusammenfassend lassen sich bevorzugte Anmeldungsgegenstände charakterisieren als Waschmittelportionseinheiten, umfassend einen Gelkörper mit einer Unterseite und einer Oberseite, wobei die Fläche der Oberseite 80 bis 100%, vorzugsweise 90 bis 100% und insbesondere 98 bis 100% der Unterseite beträgt.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Konfektionierung von Gelköpern mit hohem Tensidgehalt. In bevorzugten Ausführungsformen enthält die erste fließfähige tensidhaltige Zusammensetzung, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% und insbesondere 45 bis 55 Gew.-% Tensid.
Für die Herstellbarkeit und das spätere Auflösungsvermögen der Gelkörper hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese 15 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% eines wässrigorganischen Lösungsmittels enthalten. Das wässrig-organische Lösungsmittel des Gelkörpers wird vorzugsweise über die erste und die zweite fließfähige Zusammensetzung eingebracht. So ist es bevorzugt, wenn die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung weiterhin ein organisches Lösungsmittel enthält. Besonders bevorzugte fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzungen enthalten Gelbildner und organisches Lösungsmittel in einem Gesamtgewichtsanteil oberhalb 50 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb 70 Gew-% und insbesondere oberhalb 90 Gew.-%.
Bevorzugte Gelkörper enthalten weiterhin Farbstoff.
Bevorzugte Gelkörper sind transpartent. Als „transparent“ werden solche Gelkörper bezeichnet, welche im Wellenlängenbereich von 410 bis 800 nm bei wenigstens einer Wellenlänge, vorzugsweise bei 600 nm, eine Transmission oberhalb 50%, vorzugsweise oberhalb 60% und insbesondere oberhalb 80% aufweisen. Die Bestimmung der Transmission erfolgt dabei mittels VIS-Spektrometrie bei einer Probentemperatur von 20°C und einer Küvettenlänge von 10 mm.
Für die Herstellung und späteren Lager- und Transporteigenschaften der Gelkörper hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in dem Gelkörper niedermolekulare Gelbildner mit einer molaren Masse bis 2000 g/mol einzusetzen, wobei dessen Gewichtsanteil am Gesamtgewicht des Gelkörpers vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 2,5 Gew.-% beträgt. Darüber hinaus kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere bei der Verarbeitung dieser niedermolekularen Gelbildner mit ihren spezifischen Gelierungseigenschaften zum Tragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der niedermolekulare Gelbildner eine Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,1 g/L (20°C) auf. Die Löslichkeit der organischen Gelatorverbindung wird bei 20°C in bidestilliertem, entmineralisiertem Wasser bestimmt.
Weiterhin sind Gelbildner bevorzugt geeignet, die eine Struktur, enthaltend mindestens eine Kohlenwasserstoff-Struktureinheit mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen (bevorzugt mindestens eine carbozyklische, aromatische Struktureinheit) und zusätzlich eine an vorgenannte Kohlenwasserstoff-Einheit kovalent gebundene organische Struktureinheit, die mindestens zwei Gruppen, ausgewählt aus -OH, -NH-, oder Mischungen daraus, aufweisen.
Besonders bevorzugte Gelkörper sind dadurch gekennzeichnet, dass besagte Gelkörper mindestens eine Benzylidenalditol-Verbindung der Formel (GB-I) als Gelbildner enthalten

worin
*- für eine kovalente Einfachbindung zwischen einem Sauerstoffatom des Alditol-Grundgerüsts und dem vorgesehenen Rest steht,
n für 0 oder 1, bevorzugt für 1, steht,
m für 0 oder 1, bevorzugt für 1, steht,
R¹, R² und R³ unabhängig voneinander steht für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Gruppe -C(=O)-NH-NH₂, eine Gruppe -NH-C(=O)-(C₂-C₄-Alkyl), eine C₁-C₄-Alkoxygruppe, eine C₁-C₄-Alkoxy-C₂-C₄-alkylgruppe, zwei der Reste gemeinsam mit dem Restmolekül einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden,
R⁴, R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander stehen für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Gruppe -C(=O)-NH-NH₂, eine Gruppe -NH-C(=O)-(C₂-C₄-Alkyl), eine C₁-C₄-Alkoxygruppe, eine C₁-C₄-Alkoxy-C₂-C₄-alkylgruppe, zwei der Reste gemeinsam mit dem Restmolekül einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden.
Aufgrund der Stereochemie der Alditole sei erwähnt, dass sich erfindungsgemäße sowohl besagte Benzylidenalditole in der L-Konfiguration oder in der D-Konfiguration oder ein Gemisch aus beiden eignen. Aufgrund der natürlichen Verfügbarkeit werden erfindungsgemäß bevorzugt die Benzylidenalditol-Verbindungen in der D-Konfiguration eingesetzt. Es hat sich als bevorzugt herausgestellt, wenn sich das Alditol-Grundgerüst der in dem Formkörper enthaltenen Benzylidenalditol-Verbindung gemäß Formel (GB-I) von D-Glucitol, D-Mannitol, D-Arabinitol, D-Ribitol, D-Xylitol, L-Glucitol, L-Mannitol, L-Arabinitol, L-Ribitol oder L-Xylitol ableitet.
Besonders bevorzugt sind solche Gelkörper, die sich dadurch kennzeichnen, dass R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gemäß Benzylidenalditol-Verbindung der Formel (GB-I) unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, Methyl, Ethyl, Chlor, Fluor oder Methoxy, bevorzugt ein Wasserstoffatom, bedeuten.
n gemäß Benzylidenalditol-Verbindung der Formel (GB-I) steht bevorzugt für 1.
m gemäß Benzylidenalditol-Verbindung Formel (GB-I) steht bevorzugt für 1.
Ganz besonders bevorzugt enthält der Gelkörper als Benzylidenalditol-Verbindung der Formel (GB-I) mindestens eine Verbindung der Formel (GB-I1)
worin R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ wie in Formel (I) definiert sind. Am bevorzugtesten stehen gemäß Formel (GB-I1) R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, Methyl, Ethyl, Chlor, Fluor oder Methoxy, bevorzugt für ein Wasserstoffatom.
Am bevorzugtesten wird die Benzylidenalditol-Verbindung der Formel (GB-I) ausgewählt aus 1,3:2,4-Di-O-benzyliden-D-sorbitol; 1,3:2,4-Di-O-(p-methylbenzyliden)-D-sorbitol; 1,3:2,4-Di-O-(p-chlorobenzyliden)-D-sorbitol; 1,3:2,4-Di-O-(2,4-dimethylbenzyliden)-D-sorbitol; 1,3:2,4-Di-O-(p-ethylbenzyliden)-D-sorbitol; 1,3:2,4-Di-O-(3,4-dimethylbenzyliden)-D-sorbitol oder Mischungen daraus.
Bevorzugte Gelkörper enthalten als Gelbildner mindestens eine 2,5-Diketopiperazin-Verbindung der Formel (GB-II)

worin
R¹, R², R³ und R⁴ stehen unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine (C₂-C₆)-Alkenylgruppe, eine (C₂-C₆)-Acylgruppe, eine (C₂-C₆)-Acyloxygruppe, eine (C₁-C₆)-Alkoxygruppe, eine Aminogruppe, eine (C₂-C₆)-Acylaminogruppe, eine (C₁-C₆)-Alkylaminocarbonylgruppe, eine Arylgruppe, eine Aroylgruppe, eine Aroyloxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine Aryl-(C₁-C₄)-alkyloxygruppe, eine Aryl-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Hetroaryl-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Hydroxyalkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Aminoalkylgruppe, eine Carboxy-(C₁-C₃)-alkylgruppe, wobei mindestens zwei der Reste R¹ bis R⁴ gemeinsam mit dem Restmolekül einen 5 oder 6-gliedrigen Ring bilden können,
R⁵ steht für ein Wasserstoffatom, eine lineare (C₁ bis C₆)-Alkylgruppe, eine verzweigte (C₃ bis C₁₀)-Alkylgruppe, eine (C₃ bis C₆)-Cycloalkylgruppe, eine (C₂-C₆)-Alkenylgruppe, eine (C₂-C₆)-Alkinylgruppe, eine (C₁-C₄)-Hydroxyalkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Alkoxy-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Acyloxy-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine Aryloxy-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine O-(Aryl-(C₁-C₄)-alkyl)oxy-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Alkylsulfanyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Aryl-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Hetroaryl-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Hydroxyalkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Aminoalkylgruppe, eine N-(C₁-C₄)-Alkylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N,N-(C₁-C₄)-Dialkylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₂-C₈)-Acylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₂-C₈)-Acyl-N-(C₁-C₄)-alkylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₂-C₈)-Aroyl-N-(C₁-C₄)-alkylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N,N-(C₂-C₈)-Diacylamino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(Aryl-(C₁-C₄)-alkyl)amino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N,N-Di(aryl-(C₁-C₄)-alkyl)amino-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Carboxyalkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Alkoxycarbonyl-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine (C₁-C₄)-Acyloxy-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine Guanidino-(C₁-C₃)-alkylgruppe, eine Aminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₁-C₄)-Alkylaminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N,N-Di((C₁-C₄)-Alkyl)aminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₂-C₈)-Acylaminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N,N-(C₂-C₈)-Diacylaminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(C₂-C₈)-Acyl-N-(C₁-C₄)-alkylaminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(Aryl-(C₁-C₄)-alkyl)aminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe, eine N-(Aryl-(C₁-C₄)-alkyl)-N-(C₁-C₆)-alkylaminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe oder eine N,N-Di(aryl-(C₁-C₄)-alkyl)aminocarbonyl-(C₁-C₄)-alkylgruppe.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn R³ und R⁴ gemäß Formel (GB-II) für ein Wasserstoffatom stehen. Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn R², R³ und R⁴ gemäß Formel (GB-II) für ein Wasserstoffatom stehen. Daher enthalten ganz besonders bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper mindestens eine 2,5-Diketopiperazin-Verbindung gemäß Formel (GB-Ila)
worin R¹ und R⁵ wie unter Formel (GB-II) (vide supra) definiert sind.
Es hat sich als bevorzugt herausgestellt, wenn der Rest R¹ gemäß Formel (GB-II) und gemäß Formel (GB-Ila) in para-Position des Phenylringes bindet. Daher sind im Sinne der vorliegenden Erfindung solche erfindungsgemäßen Formkörper bevorzugt, die mindestens eine 2,5-Diketopiperazin-Verbindung gemäß Formel (GB-Ilb) enthalten,
worin R¹ und R⁵ wie zuvor unter Formel (GB-II) (vide supra) definiert sind. Die an den Ringatomen in Formel (GB-Ilb) positionierten Ziffern 3 und 6 markieren zur Veranschaulichung lediglich die Positionen 3 und 6 des Diketopiperazinringes, wie sie generell im Rahmen der Erfindung für die Namensgebung aller erfindungsgemäßen 2,5-Diketopiperazine genutzt werden.
Die 2,5-Diketopiperazinverbindungen der Formel (GB-II) weisen zumindest an den Kohlenstoffatomen der Positionen 3 und 6 des 2,5-Diketopiperazinringes Chiralitätszentren auf. Die Nummerierung der Ringpositionen 3 und 6 wurde exemplarisch in Formel (GB-Ilb) illustriert. Die 2,5-Diketopiperazin-Verbindung der Formel (GB-II) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist bevorzugt bezogen auf die Stereochemie der Kohlenstoffatome an 3- und 6-Position des 2,5-Diketopiperazinringes das Konfigurationsisomere 3S,6S , 3R,6S , 3S,6R , 3R,6R oder Mischungen daraus, besonders bevorzugt 3S,6S.
Bevorzugte Gelkörper enthalten mindestens eine 2,5-Diketopiperazin-Verbindung der Formel (GB-II) als Gelbildner, ausgewählt aus 3-Benzyl-6-carboxyethyl-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-carboxymethyl-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-(p-hydroxybenzyl)-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-iso-propyl-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-(4-aminobutyl)-2,5-diketopiperazin, 3,6-Di(benzyl)-2,5-diketopiperazin, 3,6-Di(p-hydroxybenzyl)-2,5-diketopiperazin, 3,6-Di(p-(Benzyloxy)benzyl)-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-(4-imidazolyl)methyl-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-methyl-2,5-diketopiperazin, 3-Benzyl-6-(2-(benzyloxycarbonyl)ethyl)-2,5-diketopiperazin oder Mischungen daraus. Dabei sind wiederum Verbindungen mit den vorgenannten Konfigurationsisomeren bevorzugt zur Auswahl geeignet.
Es ist ebenso möglich, dass die erfindungsgemäßen Gelkörper als Gelbildner a) mindestens eine Diarylamidocystin-Verbindung der Formel (GB-III) enthalten

worin
X⁺ unabhängig voneinander für Wasserstoffatom oder ein äquivalent eines Kations steht,
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine C₁-C₄-Alkoxygruppe, eine C₂-C₄-Hydroxyalkylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe, eine N-(C₁-C₄-Alkyl)aminogruppe, eine N,N-Di(C₁-C₄-Alkyl)aminogruppe, eine N-(C₂-C₄-hydroxyalkyl)aminogruppe, eine N,N-Di(C₂-C₄-hydroxyalkyl)aminogruppe oder R¹ mit R² oder R³ mit R⁴ einen 5- oder 6-gliedrigen annelierten Ring bildet, der wiederum jeweils mit mindestens einer Gruppe aus C₁-C₄-Alkylgruppe, C₁-C₄-Alkoxygruppe, C₂-C₄-Hydroxyalkylgruppe, Hydroxylgruppe, Aminogruppe, N-(C₁-C₄-Alkyl)aminogruppe, N,N-Di(C₁-C₄-Alkyl)aminogruppe, N-(C₂-C₄-hydroxyalkyl)aminogruppe, N,N-Di(C₂-C₄-hydroxyalkyl)aminogruppe substituiert sein kann.
Jedes der in der Verbindung der Formel (GB-III) enthaltenen Stereozentren kann unabhängig voneinander für das L- oder D-Stereoisomer stehen. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn sich die besagte Cystinverbindung der Formel (GB-III) vom L-Stereoisomer des Cysteins ableitet.
Besagte Gelkörper können mindestens eine Verbindung der Formel (GB-III) enthalten, in der R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine C₁-C₄-Alkoxygruppe, eine C₂-C₄-Hydroxyalkylgruppe, eine Hydroxylgruppe, oder R¹ mit R² oder R³ mit R⁴ einen 5- oder 6-gliedrigen annelierten Ring bildet, der wiederum jeweils mit mindestens einer Gruppe aus C₁-C₄-Alkylgruppe, C₁-C₄-Alkoxygruppe, C₂-C₄-Hydroxyalkylgruppe, Hydroxylgruppe substituiert sein kann, stehen. Es sind insbesondere solche Formkörper besonders geeignet, die als Diarylamidocystin-Verbindung der Formel (GB-III) N,N'-Dibenzoylcystin (R¹ = R² = R³ = R⁴ = Wasserstoffatom; X⁺ = unabhängig voneinander für Wasserstoffatom oder ein äquivalent eines Kations), insbesondere N,N'-Dibenzoyl-L-cystin, enthalten.
Die als Gelbildner a) geeigneten N-(C₈-C₂₄)-Hydrocarbylglyconamid-Verbindungen weisen bevorzugt die Formel (GB-IV) auf

wobei
n 2 bis 4, vorzugsweise 3 oder 4, insbesondere 4, ist;
R¹ ausgewählt wird aus Wasserstoff, C₁-C₁₆ Alkylresten, C₁-C₃ Hydroxy- oder Methoxyalkylresten, vorzugsweise C₁-C₃ Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder Methoxyalkylresten, besonders bevorzugt Methyl;
R² ausgewählt wird aus C₈-C₂₄-Alkylresten, C₈-C₂₄-Monoalkenylresten, C₈-C₂₄-Dialkenylresten, C₈-C₂₄-Trialkenylresten, C₈-C₂₄-Hydroxyalkylresten, C₈-C₂₄-Hydroxyalkenylresten, C₁-C₃ Hydroxyalkylresten oder Methoxy-C₁-C₃-alkylresten, vorzugsweise C₈-C₁₈ Alkylresten und Mischungen davon, noch bevorzugter C₈, C₁₀, C₁₂, C₁₄, C₁₆ und C₁₈-Alkylresten und Mischungen davon, am meisten bevorzugt C₁₂ und C₁₄ Alkylresten oder einer Mischung davon.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist der Rest
ein von einer Glycuronsäure, insbesondere der Glycuronsäure einer Hexose (n=4), abgeleiteter Rest. Hierbei ist insbesondere Glucuronsäure als bevorzugter Rest zu nennen. R¹ ist vorzugsweise H oder ein kurzkettiger Alkylrest, insbesondere Methyl. R² ist vorzugsweise ein langkettiger Alkylrest, beispielsweise eine C₈-C₁₈ Alkylrest.
Ganz besonders bevorzugt sind daher Verbindungen der Formel (GB-IV1)
wobei R² die für Formel (GB-IV) angegebenen Bedeutungen hat.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der mindestens eine niedermolekulare Gelbildner der zweiten fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Gruppe der cyclischen Dipeptide, der cyclischen Dipeptidderivate und Dibenzylidensorbitole. Aufgrund seiner technischen Wirkung besonders stärker bevorzugt ist der mindestens eine Gelbildner der zweiten fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung Dibenzylidensorbitol (DBS).
In Schritt iii) des Verfahrens werden die erste und die zweite fließfähige Zusammensetzung der Form zugeleitet. In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung der Form in derselben Leitung zugeleitet. Diese Verfahrensführung ist durch einen verminderten apparativen Aufbau gekennzeichnet. Eine anteilsweise Vermischung der ersten und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung kann bei dieser Verfahrensführung bereits in der zur Form führenden Zuleitung erfolgen. Die Nachteile dieser Verfahrensführung sind eine verringerte Kontrolle des Gelierungsprozesses, sowie, im Falle einer Produktionsunterbrechung, ein erhöhter Reinigungsaufwand vor erneuter Inbetriebnahme der Herstellapparatur.
Aus den letztgenannten Gründen ist es bevorzugt, die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung der Form in voneinander getrennten Leitungen zuzuleiten.
Zur Fertigung der Form eignen sich die dem Fachmann zur Herstellung von Gießformen bekannten Werkstoffe, beispielsweise Werkstoffe aus der Gruppe der Metalle, Polymere oder Gummis. Im Hinblick auf die Ausformung des Gelkörpers aus der Form haben sich Werkstoffe aus der Gruppe der Silikone als besonders geeignet erwiesen.
In Schritt iv) des Verfahrens werden die erste und die zweite fließfähige Zusammensetzung in die Form eingeleitet. In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels eines gemeinsamen Injektors in die Form eingeleitet. Diese Verfahrensführung ist wie bereits im Falle der zuvor beschriebenen gemeinsamen Zuleitung durch einen verminderten apparativen Aufbau gekennzeichnet. Zusätzlich kann auch in diesem Fall eine anteilsweise Vermischung der ersten und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung bereits in dem gemeinsamen Injektor erfolgen. Die Nachteile dieser Verfahrensführung sind jedoch, wenn auch in geringerem Maße, wie im Falle der gemeinsamen Zuleitung, eine verringerte Kontrolle des Gelierungsprozesses, sowie, im Falle einer Produktionsunterbrechung, ein erhöhter Reinigungsaufwand vor erneuter Inbetriebnahme der Herstellapparatur.
Aus den letztgenannten Gründen ist es bevorzugt, die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels voneinander getrennter Injektoren in die Form einzuleiten.
Ein Injektor bezeichnet eine Vorrichtung, welche geeignet ist, eine fließfähige Zusammensetzung in eine Form einzubringen. Bei dem Injektor handelt es sich beispielsweise um einen Füllstutzen oder eine Düse.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante werden die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in Schritt iv) gleichzeitig in die Form eingeleitet werden. Diese Verfahrensweise verbessert die angestrebte Durchmischung der beiden Zusammensetzungen aufgrund turbulenter Strömung.
Die erfindungsgemäße Verfahrensführung eignet sich insbesondere für Prozesse, in deren Verlauf fließfähige Zusammensetzungen in stark voneinander abweichenden Gewichtsanteilen vermischt werden. So werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in der Form vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von 50:1 bis 5:1, bevorzugt von 35:1 bis 8:1 vermischt.
Die Einleitung der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form erfolgt bevorzugt mit einer Füllgeschwindigkeit von 1 ml/s bis 25 ml/s.
Für die Verfahrenseffizienz hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die dynamische Mischvorrichtung vor dem Einleiten der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähige Zusammensetzung in die Form abgesenkt wird. Besonders bevorzugt ist es dabei, die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in den Wirkbereich des Mischelements der dynamischen Mischvorrichtung einzuleiten.
Als Mischer sind beispielsweise Flügelradmischer einsetzbar. Bevorzugte Mischvorrichtungen weisen als Mischelement ein Zahnrad auf. Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz einer dynamischen Mischvorrichtung, welche als Mischelement zwei ineinandergreifende Zahnräder umfasst. Eine entsprechende Anordnung der Mischelemente ermöglicht nicht nur die homogene Mischung der beiden fließfähigen Zusammensetzungen sondern gewährleistet gleichzeitig eine ununterbrochene Abreinigung der beiden als Mischelement eingesetzten Zahnräder.
Das Mischelement füllt vorzugsweise lediglich 1 bis 10 Vol.-%, bevorzugt 2 bis 8 Vol.-% des Innenvolumens der Form aus. Es wird vorzugsweise im Volumenmittelpunkt der Form platziert. Bevorzugt wird weiterhin eine bodennahe Positionierung des Mischelements in der Form, da auf diese Weise die Wirkung des Mischelements auf die beiden Zusammensetzungen bereits früh einsetzt.
Zur Unterstützung des Mischvorgangs können das Mischelement und die Form in Schritt v) relativ zueinander bewegt werden. Eine solche Relativbewegung lässt sich durch die Bewegung des Mischelements, die Bewegung der Form oder die Bewegung von Mischelement und Form realisieren. Mittels der Relativbewegung kann die Vermischung der beiden Zusammensetzungen in der Form verbessert werden
Eine technisch einfach umsetzbare bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, in Schritt v) das Mischelement in der Form zu bewegen. Die Bewegung kann in der Form in horizontaler oder vertikaler oder horizontaler und vertikaler Richtung erfolgen. Bei einer horizontalen Bewegung verläuft die Bewegungsrichtung des Mischelements parallel zur Öffnungsfläche der Form, bei einer vertikalen Bewegung verläuft die Bewegungsrichtung orthogonal zu dieser Fläche.
Alternativ oder in Verbindung mit der Bewegung des Mischelements kann in Schritt v) die Form bewegt werden. Eine entsprechende Relativbewegung kann beispielsweise aus dem Transport der Form auf einem Fließband oder aus einer Rüttelbewegung der Form resultieren. Auch die Bewegung der Form kann in horizontaler oder vertikaler oder horizontaler und vertikaler Richtung erfolgen. Bei einer horizontalen Bewegung verläuft die Bewegungsrichtung der Form parallel zu ihrer Öffnungsfläche, bei einer vertikalen Bewegung verläuft die Bewegungsrichtung orthogonal zu dieser Fläche.
Das Vermischen der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung in Schritt v) erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von 1 bis 20 Sekunden, bevorzugt von 2 bis 10 Sekunden.
In Schritt vi) des Verfahrens erstarrt die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers. Zur Beschleunigung des Erstarrungsvorgangs kann die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung in Schritt vi) gekühlt werden. Die Kühlung erfolgt vorzugsweise unter definierten klimatischen Bedingungen, bei denen neben der Temperatur beispielsweise auch die Luftfeuchte im Prozessraum kontrolliert und geregelt wird.
Abschließend kann der formstabile Gelkörper aus der Form ausgeformt werden.
Zur Herstellung von Waschmittelportionseinheiten, welche neben dem Gelkörper weitere Bestandteile umfassen, eignet sich ein Vorgehen, bei welchem der Gelkörper mit einem vorgefertigten Formkörper verbunden wird.
In einer ersten bevorzugten Verfahrensweise ist die Form, in welche die erste und zweite fließfähige Zubereitung in Schritt iv) eingeleitet werden, anteilsweise mit einem vorgefertigten Formkörper befüllt. Dabei bedeckt der vorgefertigte Formkörper die Bodenfläche der Form, in welche die erste und zweite fließfähige Zubereitung in Schritt iv) eingeleitet werden, vorzugweise wenigstens anteilsweise, besonders bevorzugt vollständig.
In einer alternativen oder in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Verfahrensweise zweiten bevorzugten Verfahrensweise wird die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung vor, während oder nach dem Erstarren lassen in Schritt vi) in der Form mit einem vorgefertigten Formkörper bedeckt. Hierbei ist es bevorzugt, die in der Form sichtbare Oberfläche der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung vollständig mit einem vorgefertigten Formkörper bedeckt wird.
Wird die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung in die Form auf einen ersten vorgefertigten Formkörper eingeleitet und die der mit dem ersten vorgefertigten Formkörper bedeckten Seite entgegengesetzte Seite mit einem zweiten vorgefertigten Formkörper bedeckt, so wird eine in Handhabung und Optik besonders vorteilhafte sandwichartige Waschmittelportionseinheit erhalten.
Eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassend

a) einen formstabilen Gelkörper
b) zwei Formkörper

i) Bereitstellen einer ersten fließfähigen tensidhaltigen Zusammensetzung;
ii) Bereitstellen einer zweiten, von der ersten fließfähigen Zusammensetzung verschiedenen fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung;
iii) Zuleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung zu einer Form;
iv) Einleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form, deren Bodenfläche wenigstens anteilsweise mit einem ersten vorgefertigten Formkörper bedeckt ist;
v) Vermischen der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in der Form mittels einer dynamischen Mischvorrichtung unter Ausbildung einer tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung;
vi) Bedecken der der mit dem ersten vorgefertigten Formkörper bedeckten Seite entgegengesetzten Seite des formstabilen Gelkörpers mit einem zweiten vorgefertigten Formkörper;
vii) Erstarren lassen der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers;
viii) Ausformen des Gelkörpers unter Ausbildung einer einen Gelkörper sowie den ersten und den zweiten vorgefertigten Formkörper umfassenden Waschmittelportionseinheit.

Bevorzugte Formkörper füllen 5 bis 45 Vol.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Vol.-% der Form aus.
Der Formkörper kann auf unterschiedliche Weise konfektioniert werden. Als technisch ein einfacher Weise umsetzbar hat sich der Einsatz von Gießkörpern erwiesen. Die Herstellung des Formkörpers durch Gießverfahren hat den Vorteil, dass unterschiedlichste Geometrien herstellbar sind. Bei den Gießkörpern handelt es sich mit besonderem Vorzug um erstarrte Schmelzen.
Aufgrund ihrer einfachen großtechnischen Herstellbarkeit werden Presskörper, insbesondere Tabletten als Formkörper besonders bevorzugt.
Unabhängig von dem zu ihrer Herstellung eingesetzten Verfahren weist der Formörper vorzugsweise eine Bruchfestigkeit von 50 N bis 300 N, insbesondere von 50 N bis 150 N auf. Diese Bruchfestigkeit gewährleistet zum einen eine ausreichende Stabilität des Formkörpers bei Produktion, Transport und Handhabung durch den Verbraucher und stellt zum anderen ein zufriedenstellendes Auflösungsverhalten des Formkörpers in einer wässrigen Flotte sicher. Die Härte des Formkörpers wird durch Verformung bis zum Bruch gemessen, wobei die Kraft auf die Seitenflächen des Formkörpers einwirkt und die maximale Kraft, der diese standhält, ermittelt wird. Zur Bestimmung der Formkörperhärte eignet sich beispielsweise ein Tablettenprüfgerät der Firma Sotax.
Bevorzugte Formkörper weisen eine Bedruckung auf.
Wird der Gelkörper wie zuvor beschrieben mit einem Formkörper kombiniert, so wird der anteilsweise von einem Formkörper bedeckte formstabile Gelkörper zum Abschluss aus der Form ausgeformt. Der Gelkörper und der Formkörper sind vorzugsweise haftend miteinander verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Waschmittelportionseinheiten trägt auch der Formkörper zur wasch- und reinigungsaktiven Wirkung bei. Entsprechende Waschmittelportionseinheiten umfassen einen Formkörper, der, bezogen auf sein Gesamtgewicht, mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 80 Gew.% wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff enthält.
Eine erste Gruppe in den Formkörper integrierter wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoffe bilden die Duftstoffe. Deren Einarbeitung in den Formkörper stellt ein für den Verbraucher wahrnehmbares Dufterleben sicher, welches bei Einarbeitung der Duftstoffe in den Gelkörper nicht in gleicher Weise gewährleistet werden kann.
Eine weitere Gruppe bevorzugt in der Hüllsubstanz eingearbeiteter wasch- oder reinigungsaktiver Inhaltsstoffe bilden die Gerüststoffe, insbesondere die Citrate, Zeolithe, Silikate und Carbonate, besonders bevorzugt insbesondere die Citrate und Zeolithe. Der Gewichtsanteil dieser Aktivstoffe am Gesamtgewicht der Hüllsubstanz beträgt vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 50 Gew.-%. Besonders bevorzugt werden Hüllsubstanzen, welche, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 50 Gew.-% Citrat und/oder Zeolith enthalten. Diese Aktivstoffe tragen nicht nur zur bestimmungsgemäßen Wasch- und Reinigungswirkung bei, sondern verbessern im Falle einer Bedruckung der Formkörperoberfläche auch die Konturschärfe und Beständigkeit des Druckbildes.
Für die Konturschärfe und Beständigkeit des Druckbildes ist weiterhin auch der Einsatz von Aktivstoff aus der Gruppe der polymeren wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff, vorzugsweise aus der Gruppe der Cellulosen und Cellulosederivate und der anionischen oder nichtionischen aromatischen Polyester, vorzugsweise aus der Gruppe der Cellulosen, mikrokristallinen Cellulosen und Carboxymethylcellulosen und der anionischen oder nichtionischen aromatischen Polyester von Vorteil. Der Gewichtsanteil dieser Cellulose basierten Aktivstoffe am Gesamtgewicht der Hüllsubstanz beträgt vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-%.

Die Zusammensetzung einiger bevorzugter Waschmittelportionseinheiten kann den folgenden Tabellen entnommen werden (Angaben in Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gelkörpers bzw. der Hüllsubstanz sofern nicht anders angegeben).

	Formel 1	Formel 2	Formel 3	Formel 4
Gelkörper
Tensid insgesamt	30 bis 70	40 bis 60	40 bis 60	45 bis 55
Aniontensid	20 bis 40	20 bis 40	25 bis 35	25 bis 35
Alkylethoxylat	15 bis 30	15 bis 30	20 bis 30	20 bis 30
Enzymzubereitung	0,2 bis 8	0,3 bis 6	0,3 bis 6	0,3 bis 6
organisches Lösungsmittel	5 bis 30	5 bis 30	10 bis 28	10 bis 28
Wasser	< 20	1 bis 15	2 bis 14	3 bis 13
Gelbildner	0,1 bis 5	0,1 bis 5	0,1 bis 2,5	0,1 bis 2,5
Misc	ad 100	ad 100	ad 100	ad 100
Formkörper
Gerüststoff aus der Gruppe der Citrate, Zeolithe, Silikate und Carbonate	5 bis 90	50 bis 90	50 bis 80	50 bis 80

	Formel 6	Formel 7	Formel 8	Formel 9
Gelkörper
Tensid insgesamt	30 bis 70	40 bis 60	40 bis 60	45 bis 55
Aniontensid	20 bis 40	20 bis 40	25 bis 35	25 bis 35
Alkylethoxylat	15 bis 30	15 bis 30	20 bis 30	20 bis 30
Enzymzubereitung	0,2 bis 8	0,3 bis 6	0,3 bis 6	0,3 bis 6
organisches Lösungsmittel	5 bis 30	5 bis 30	10 bis 28	10 bis 28
Wasser	< 20	1 bis 15	2 bis 14	3 bis 13
Gelbildner	0,1 bis 5	0,1 bis 5	0,1 bis 2,5	0,1 bis 2,5
Misc	ad 100	ad 100	ad 100	ad 100
Hüllsubstanz
Gerüststoff aus der Gruppe der Citrate, Zeolithe, Silikate und Carbonate	5 bis 90	50 bis 90	50 bis 80	50 bis 80
Cellulose und Cellulosderivate	0,5 bis 10	1,0 bis 8,0	1,0 bis 5,0	1,0 bis 5,0

	Formel 11	Formel 12	Formel 13	Formel 14
Gelkörper
Tensid insgesamt	30 bis 70	40 bis 60	40 bis 60	45 bis 55
Aniontensid	20 bis 40	20 bis 40	25 bis 35	25 bis 35
Alkylethoxylat	15 bis 30	15 bis 30	20 bis 30	20 bis 30
Enzymzubereitung	0,2 bis 8	0,3 bis 6	0,3 bis 6	0,3 bis 6
organisches Lösungsmittel	5 bis 30	5 bis 30	10 bis 28	10 bis 28
Wasser	< 20	1 bis 15	2 bis 14	3 bis 13
Gelbildner	0,1 bis 5	0,1 bis 5	0,1 bis 2,5	0,1 bis 2,5
Misc	ad 100	ad 100	ad 100	ad 100
Hüllsubstanz
Gerüststoff aus der Gruppe der Citrate und Zeolithe	10 bis 70	20 bis 60	20 bis 60	30 bis 50

	Formel 15	Formel 16	Formel 17	Formel 18
Gelkörper
Tensid insgesamt	30 bis 70	40 bis 60	40 bis 60	45 bis 55
Aniontensid	20 bis 40	20 bis 40	25 bis 35	25 bis 35
Alkylethoxylat	15 bis 30	15 bis 30	20 bis 30	20 bis 30
Enzymzubereitung	0,2 bis 8	0,3 bis 6	0,3 bis 6	0,3 bis 6
organisches Lösungsmittel	5 bis 30	5 bis 30	10 bis 28	10 bis 28
Wasser	< 20	1 bis 15	2 bis 14	3 bis 13
Gelbildner	0,1 bis 5	0,1 bis 5	0,1 bis 2,5	0,1 bis 2,5
Misc	ad 100	ad 100	ad 100	ad 100
Hüllsubstanz
Gerüststoff aus der Gruppe der Citrate und Zeolithe	10 bis 70	20 bis 60	20 bis 60	30 bis 50
Cellulose und Cellulosderivate	0,5 bis 10	1,0 bis 8,0	1,0 bis 5,0	1,0 bis 5,0

Zusammenfassend werden durch diese Anmeldung u.a. die folgenden Gegenstände bereitgestellt:

1. Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassend
1. a) einen formstabilen Gelkörper, umfassend die Schritte:
  1. i) Bereitstellen einer ersten fließfähigen tensidhaltigen Zusammensetzung;
  2. ii) Bereitstellen einer zweiten, von der ersten fließfähigen Zusammensetzung verschiedenen fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung;
  3. iii) Zuleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung zu einer Form;
  4. iv) Einleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form;
  5. v) Vermischen der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in der Form mittels einer dynamischen Mischvorrichtung unter Ausbildung einer tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung;
  6. vi) Erstarren lassen der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers.
2. Verfahren nach Punkt 1, wobei der Gelkörper ein Gewicht von 14 g bis 42 g, vorzugsweise von 18 g bis 38 g, insbesondere von 20 g bis 34 g aufweist.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine flache Unterseite aufweist, deren größte Diagonale größer ist als die Höhe des Gelkörpers.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine flache Unterseite aufweist, deren größte Diagonale mehr als das 1,5-fache, vorzugsweise mehr als das 2-fache der Höhe des Gelkörpers beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine ovale Unterseite aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine ellipsoide oder runde, vorzugsweise eine runde Unterseite aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine eckige, Unterseite aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine dreieckige, viereckige oder sechseckige Unterseite aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine eckige Unterseite mit abgerundeten Ecken aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine zur Unterseite planparallele Oberseite aufweist.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite aufweist, welche die gleiche geometrische Form aufweisen und wobei die Unterseite und die Oberseite die gleiche Flächengröße aufweisen.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite aufweist, welche die gleiche geometrische Form aufweisen und wobei die Unterseite und die Oberseite unterschiedliche Flächengrößen aufweisen.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite aufweist, welche durch eine zylindrische Mantelfläche miteinander verbunden sind.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der Gelkörper eine Unterseite und eine Oberseite aufweist und die Fläche der Unterseite 80 bis 100%, vorzugsweise 90 bis 100% und insbesondere 98 bis 100% der Oberseite beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung der Form in voneinander getrennten Leitungen zugeleitet werden.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Form aus einem Werkstoff aus der Gruppe der Metalle, Polymere oder Gummis gefertigt ist.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Form aus einem Werkstoff aus der Gruppe der Silikone gefertigt ist.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels eines gemeinsamen Injektors in die Form eingeleitet werden.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels voneinander getrennter Injektoren in die Form eingeleitet werden.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung gleichzeitig in die Form eingeleitet werden.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in der Form in einem Gewichtsverhältnis von 50:1 bis 5:1, vorzugsweise von 35:1 bis 8:1 vermischt werden.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mit einer Füllgeschwindigkeit von 1 ml/s bis 25 ml/s in die Form eingeleitet wird.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei das Mischelement der dynamischen Mischvorrichtung vor dem Einleiten der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähige Zusammensetzung in die Form abgesenkt wird.
24. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in den Wirkbereich des Mischelements der dynamischen Mischvorrichtung eingeleitet werden.
25. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die dynamische Mischvorrichtung als Mischelement ein Zahnrad umfasst.
26. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die dynamische Mischvorrichtung als Mischelement zwei ineinandergreifende Zahnräder umfasst.
27. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei das Mischelement 1 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Vol.-% des Innenvolumens der Form ausfüllt.
28. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei sich das Mischelement der dynamischen Mischvorrichtung im Volumenmittelpunkt der Form befindet.
29. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt v) das Mischelement und die Form relativ zueinander bewegt werden.
30. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt v) das Mischelement in der Form bewegt wird.
31. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt v) das Mischelement in der Form in horizontaler und/oder vertikaler Richtung bewegt wird.
32. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt v) die Form bewegt wird.
33. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei in Schritt v) die Form in horizontaler und/oder vertikaler Richtung bewegt wird.
34. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei das Vermischen der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung in Schritt v) über einen Zeitraum von 1 bis 20 Sekunden, vorzugsweise von 2 bis 10 Sekunden erfolgt.
35. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung in Schritt vi) gekühlt wird.
36. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der formstabile Gelkörper im Anschluss an Schritt vi) aus der Form ausgeformt wird.
37. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die Form, in welche die erste und zweite fließfähige Zubereitung in Schritt iv) eingeleitet werden, anteilsweise mit einem vorgefertigten Formkörper befüllt ist.
38. Verfahren nach Punkt 37, wobei die Bodenfläche der Form, in welche die erste und zweite fließfähige Zubereitung in Schritt iv) eingeleitet werden, wenigstens anteilsweise, vorzugsweise vollständig mit einem vorgefertigten Formkörper bedeckt ist.
39. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die tensidhaltige und gelbildnerhaltige Mischung vor, während oder nach dem Erstarren lassen in Schritt vi) mit einem vorgefertigten Formkörper bedeckt wird.
40. Verfahren nach Punkt 39, wobei die Oberfläche der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung vollständig mit einem vorgefertigten Formkörper bedeckt wird.
41. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 40, wobei der vorgefertigte Formkörper 5 bis 45 Vol.%, vorzugsweise 10 bis 25 Vol.-% der Form ausfüllt.
42. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 41, wobei der Formkörper als Gießkörper vorliegt.
43. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 41, wobei der Formkörper als Presskörper, vorzugsweise als Tablette vorliegt.
44. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 43, wobei der Formkörper eine Bruchfestigkeit von 30 N bis 300 N, vorzugsweise von 50 N bis 150 N aufweist.
45. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 44, wobei der Formkörper eine Bedruckung aufweist.
46. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 45, wobei der anteilsweise von einem Formkörper bedeckte formstabile Gelkörper im Anschluss an Schritt vi) aus der Form ausgeformt wird.
47. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die erste fließfähige tensidhaltige Zusammensetzung, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% und insbesondere 45 bis 55 Gew.-% Tensid enthält.
48. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei der formstabile Gelkörper, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 15 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% eines wässrigorganischen Lösungsmittels enthält.
49. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung niedermolekularen Gelbildner mit einer molaren Masse bis 2000 g/mol enthält, wobei dessen Gewichtsanteil am Gesamtgewicht des Gelkörpers vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 2,5 Gew.-% beträgt.
50. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung niedermolekularen Gelbildner ausgewählt aus der Gruppe der cyclischen Dipeptide, der cyclischen Dipeptidderivate und Dibenzylidensorbitole enthällt.
51. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung als niedermolekularen Gelbildner Dibenzylidensorbitol enthält.
52. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung weiterhin ein organisches Lösungsmittel enthält.
53. Verfahren nach einem der vorherigen Punkte, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung Gelbildner und organischen Lösungsmittel in einem Gesamtgewichtsanteil oberhalb 50 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb 70 Gew-% und insbesondere oberhalb 90 Gew.-% enthält.
54. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 53, wobei der Formkörper bezogen auf sein Gesamtgewicht, mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 80 Gew.-% wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff enthält.
55. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 54, wobei der Formkörper einen wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff aus der Gruppe der Duftstoffe enthält.
56 Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 55, wobei der Formkörper einen wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff aus der Gruppe der Gerüststoffe, insbesondere mindestens einen Aktivstoff aus der Gruppe der Citrate, Zeolithe, Silikate und Carbonate, vorzugsweise aus der Gruppe der Citrate und Zeolithe enthält.
57. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 56, wobei der Formkörper einen polymeren wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff, vorzugsweise einen polymeren wasch- oder reinigungsaktiven Inhaltsstoff aus der Gruppe der Cellulosen und Cellulosederivate und der der anionischen oder nichtionischen aromatischen Polyester, vorzugsweise aus der Gruppe der Cellulosen, mikrokristallinen Cellulosen und Carboxymethylcellulosen und der anionischen oder nichtionischen aromatischen Polyester enthält.
58. Verfahren nach einem der Punkte 37 bis 57, wobei der Gelkörper und der Formkörper haftend miteinander verbunden sind.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1032642 B1 [0008]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Waschmittelportionseinheit, umfassend a) einen formstabilen Gelkörper, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen einer ersten fließfähigen tensidhaltigen Zusammensetzung; ii) Bereitstellen einer zweiten, von der ersten fließfähigen Zusammensetzung verschiedenen fließfähigen gelbildnerhaltigen Zusammensetzung; iii) Zuleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung zu einer Form; iv) Einleiten der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in die Form; v) Vermischen der ersten und zweiten fließfähigen Zusammensetzung in der Form mittels einer dynamischen Mischvorrichtung unter Ausbildung einer tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung; vi) Erstarren lassen der tensidhaltigen und gelbildnerhaltigen Mischung in der Form unter Ausbildung eines formstabilen Gelkörpers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels eines gemeinsamen Injektors in die Form eingeleitet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung mittels voneinander getrennter Injektoren in die Form eingeleitet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste fließfähige Zusammensetzung und die zweite fließfähige Zusammensetzung in der Form in einem Gewichtsverhältnis von 50:1 bis 5:1, vorzugsweise von 35:1 bis 8:1 vermischt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die dynamische Mischvorrichtung als Mischelement zwei ineinandergreifende Zahnräder umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt v) das Mischelement und die Form relativ zueinander bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Vermischen der ersten fließfähigen Zusammensetzung und der zweiten fließfähigen Zusammensetzung in Schritt v) über einen Zeitraum von 1 bis 20 Sekunden, vorzugsweise von 2 bis 10 Sekunden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Form, in welche die erste und zweite fließfähige Zubereitung in Schritt iv) eingeleitet werden, anteilsweise mit einem vorgefertigten Formkörper befüllt ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste fließfähige tensidhaltige Zusammensetzung, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% und insbesondere 45 bis 55 Gew.-% Tensid enthält.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite fließfähige gelbildnerhaltige Zusammensetzung niedermolekularen Gelbildner mit einer molaren Masse bis 2000 g/mol enthält, wobei dessen Gewichtsanteil am Gesamtgewicht des Gelkörpers vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 2,5 Gew.-% beträgt.