EP1136246B1 - Verfahren zur Herstellung von Muldenformkörpern - Google Patents

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EP1136246B1
EP1136246B1 EP01105728A EP01105728A EP1136246B1 EP 1136246 B1 EP1136246 B1 EP 1136246B1 EP 01105728 A EP01105728 A EP 01105728A EP 01105728 A EP01105728 A EP 01105728A EP 1136246 B1 EP1136246 B1 EP 1136246B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
embossing element
die
lower punch
depression
tablets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01105728A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1136246A2 (de
EP1136246A3 (de
Inventor
Thomas Dr. Holderbaum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP1136246A2 publication Critical patent/EP1136246A2/de
Publication of EP1136246A3 publication Critical patent/EP1136246A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1136246B1 publication Critical patent/EP1136246B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/065—Press rams

Definitions

  • the present invention relates to a method for the production of hollow molded articles, to an apparatus for the production of hollow molded articles and to the use of a device according to the invention for the production of molded articles.
  • Moldings are usually produced by embossing in the upper side of a bulky shaped body, usually a tablet, a trough, which can be filled in a subsequent confectioning with another material, in particular, poured out.
  • Molded articles are produced, in particular, from substances which become active in combination with other substances. Frequently, the situation is given that the different substances then unfold their effect most advantageous when they go in a well-defined sequence during the application in solution in order to work together in dissolved form.
  • a common field of application for this type of agent addition is machine dishwashing.
  • the quantities added to the machine capacity are pressed into shaped bodies, in particular tablets.
  • Powdery or granular active ingredients which are to be added separately because of the above-described more effective effect unfolding, are pressed together in discrete layers on top of each other.
  • the combination drugs are originally in pasty or liquid, for example molten form, which is unsuitable for compression, the indentation of a trough in the molding surface is a proven form for the design of all desired substances of a combination of active agent receiving shaped body. In this trough, the liquid, molten and / or pasty active agent can be entered and solidify therein after filling.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method for the production of hollow moldings, which avoids the overpressing of portions of the Muldenform stressess.
  • the embossing element usually consists essentially of a hard and durable durable material. Corresponding materials are known to the person skilled in the art and can be selected as a function of the material to be compacted.
  • the embossing element made of metal, in particular steel; made of ceramic materials; or in a preferred embodiment of the invention consist of a hard plastic.
  • plastics in the context of the present invention characterizes materials whose essential constituents consist of such macromolecular organic compounds which are formed synthetically or by modification of natural products. In many cases they are meltable and malleable under certain conditions (heat and pressure). Plastics are therefore in principle organic polymers and can be classified according to their physical properties (thermoplastics, thermosets and elastomers), the nature of the reaction of their preparation (polymers, polycondensates and polyadducts) or their chemical nature (polyolefins, polyesters, polyamides, polyurethanes, etc.).
  • Hard plastics in particular meet the requirement profile that the embossing element at the same time be hard and resistant to high surface loads, but on the other hand should also have friction-reducing or lubricating properties.
  • hardness is in the context of the present invention, the term for the resistance that opposes a solid body to the penetration of another body.
  • a common dynamic method of hardness determination is the return method.
  • the Shore hardness determined in this way is determined in the case of steel by the ball impact test as rebound hardness or, in the case of rubber and other elastomers, as a penetration resistance against a truncated cone.
  • harder plastics e.g. for hard thermoplastics and especially for thermosets
  • the ball hardness is measured as the quotient of the test load and the surface of the impression of a steel ball (5 mm diameter) after 10, 30 or 60 seconds under load.
  • Polyolefins preferably polyethylene or polypropylene, have proved to be particularly suitable as plastic materials for the embossing element.
  • Polyethylene (PE) are polymers belonging to the polyolefins with groupings of the type - [CH 2 -CH 2 ] - as a characteristic basic unit of the polymer chain.
  • Polyethylenes are made by polymerizing ethylene according to two fundamentally different methods, the high pressure and the low pressure process. The resulting products are accordingly often referred to as high pressure polyethylene and low pressure polyethylene, respectively; they differ mainly in their degree of branching and, consequently, in their degree of crystallinity and their density. Both methods can be used as solution polymerization, Emulsion polymerization or gas phase polymerization.
  • the high pressure process produces branched low density polyethylenes (about 0.915-0.935 g / cc) and degrees of crystallinity of about 40-50%, referred to as LDPE types.
  • LDPE types branched low density polyethylenes (about 0.915-0.935 g / cc) and degrees of crystallinity of about 40-50%, referred to as LDPE types.
  • HMW-LDPE high molecular weight.
  • LLD-PE linear low density polyethylene
  • the macromolecules of the polyethylenes from low-pressure process are largely linear and unbranched.
  • These polyethylenes (HDPE) have degrees of crystallinity of 60-80% and a density of about 0.94-0.965 g / cm3. They are particularly suitable as stamping element materials.
  • Polypropylene (PP) are thermoplastic polymers of propylene with repeat units of the type - [CH (CH 3 ) -CH 2 ] -
  • Polypropylenes can be prepared by stereospecific polymerization of propylene in the gas phase or in suspension to give highly crystalline isotactic or less crystalline syndiotactic or amorphous atactic polypropylenes, respectively. Of particular technical importance is the isotactic polypropylene, in which all methyl groups are located on one side of the polymer chain. Polypropylene is characterized by high hardness, resilience, stiffness and heat resistance and is thus a suitable embossing element material in the context of the present invention. An improvement in the mechanical properties of the polypropylenes is achieved by reinforcement with talc, chalk, wood flour or glass fibers, and also the application of metallic coatings is possible.
  • polyamides in the context of the present invention are preferably insertable embossing element materials.
  • Polyamides are high molecular compounds that consist of blocks linked by peptide bonds.
  • Polyamides (PA) are, with a few exceptions, thermoplastic, chain-like polymers with recurring acid amide groups in the main chain. According to the chemical structure, the so-called homopolyamides can be divided into two groups: the aminocarboxylic acid types (AS) and the diamine-dicarboxylic acid types (AA-SS); where A is amino groups and S is carboxy groups.
  • the former are formed from one building block by polycondensation (amino acid) or polymerization ( ⁇ -lactam), the latter from two building blocks by polycondensation (diamine and dicarboxylic acid).
  • the polyamides are coded from unbranched aliphatic building blocks according to the number of carbon atoms.
  • PA 6 is the polyamide composed of ⁇ -aminocaproic acid or ⁇ -caprolactam
  • PA 12 is a poly ( ⁇ -laurolactam) from ⁇ -laurolactam.
  • PA 66 polyhexamethylene adipamide
  • PA 610 polyhexamethylene sebacinamide
  • PA 612 polyhexamethylenedodecanamide
  • the polyamide types mentioned are preferred materials for the embossing element in the context of the present invention.
  • Polyurethanes are polymers (polyadducts) which can be obtained by polyaddition from dihydric and higher alcohols and isocyanates with groupings of the type - [CO-NH-R 2 -NH-CO-OR 1 -O] - as characteristic basic units of the basic macromolecules, in which R 1 stands for a low molecular weight or polymeric diol residue and R 2 stands for an aliphatic or aromatic group.
  • PVC polyvinyl chloride
  • Rigid PVC polyvinyl chloride
  • Polyvinyl chlorides are the polymers obtained in the homopolymerization of vinyl chloride (VC).
  • VC vinyl chloride
  • S-PVC suspension polymerization
  • E-PVC micro-suspension polymerization
  • M-PVC bulk or bulk polymerization
  • S-PVC suspension polymerization
  • E-PVC micro-suspension polymerization
  • M-PVC bulk or bulk polymerization
  • the macromolecules of PVC are not strictly linear; they have u depending on the monomer conversion. the polymerization temp. about 3-20 short side chains per 1000 C-atoms. Techn. PVC have molecular weights of about 30000-130000 g / mol, which correspond to K values of 45-80.
  • very small PVC primary particles initially accumulate, which at higher monomer conversion combine to form substantially larger secondary particles.
  • the desired morphology of the PVC particles eg smooth, compact, irregularly shaped or porous, is set via the polymerization aids used (protective colloids, emulsifiers) and stirring conditions.
  • the VC polymerization is initiated by free radicals and is usually stopped at monomer conversions of 75-90%.
  • the unreacted vinyl chloride is removed by distillation as far as possible from the polymerization and lowered by intensive degassing to allowable lowest residual contents.
  • PVC is processed by extrusion, calendering, blow molding, injection molding, pressing or sintering and indeed for the production of embossing elements according to the invention with contents of plasticizers of 0-12% (hard PVC).
  • the plasticizer capacity of the PVC increases with increasing molecular weight u. Porosity of the PVC particles too.
  • the thermal lability of PVC requires the addition of auxiliary agents (stabilizers, lubricants, etc.) during processing.
  • Hard PVC is resistant to water, acids, alkalis, alcohols, gasoline and the like. Oils resistant.
  • stabilizers which bind the hydrogen chloride liberated and at the same time act as antioxidants; Suitable stabilizers are inorganic heavy metal salts, metal soaps, in particular of Ba, Cd, Pb, Zn, Ca, further dibutyl and dioctyltin compounds and epoxidized soybean oil.
  • plastics mentioned can be used alone as embossing element materials, but they can also be provided with coatings or laminations of metals or other materials or even be used as a coating agent for embossing elements made of other materials.
  • Glass reinforced plastics are composites of a combination of a matrix of polymers and glass fibers acting as amplifiers.
  • the glass materials used for fiber reinforcement are present in the GRP as fibers, yarns, rovings (glass fiber strands), nonwovens, fabrics or mats.
  • thermosets such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenolic and furan resins
  • thermoplastics such as polyamides, polycarbonates, polyacetals, polyphenylene oxides and sulfides, polypropylenes and styrene copolymers
  • the weight ratio between the reinforcing material and the polymer matrix is usually in the range from 10:90 to 65:35, with the strength properties of the GRP generally increasing to an amplifier content of about 40% by weight.
  • the manufacture of the GRP is predominantly in compression molding; Further important manufacturing processes are hand lamination, fiber spraying, continuous impregnation, winding and spin coating processes. In many cases, one starts from so-called prepregs, preimpregnated with fiberglass fiber materials, which are cured under application of pressure in the heat.
  • the GFK are distinguished from the non-reinforced matrix polymers by increased tensile, flexural and compressive strength, impact resistance, dimensional stability and Stability to the influence of heat, acids, salts, gases or solvents.
  • glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene and glass fiber reinforced polyamides have been proven as embossing element materials.
  • the embossing element does not have to be made of a homogeneous material. It may also have a preferably disc-shaped insert of a different material. According to the invention, the use of an embossing element made of one of the abovementioned hard materials, which has an insert made of a reversibly deformable material, is preferred.
  • the reversibly deformable material is preferably a material having a hardness of about 40 to 99 Shore A according to DIN 53505, preferably a polyurethane material, for example in particular Vulkollan®, or a polyvinyl chloride (PVC), for example in particular Mipolam®.
  • Such an embossing element, which has an insert made of a reversibly deformable material is particularly preferably used as a fixed embossing element.
  • the dimension of the embossing element can be adapted to the dimension of the shaped article to be produced, so that the trough resulting in the shaped article has suitable dimensions compared to the shaped article volume.
  • Preferred bowl depths are in the range of about 5 to about 8 mm, especially about 6 to about 7 mm.
  • the embossing element has a volume of 0.5 to 5 ml, preferably from 0.6 to 3 ml and in particular from 0.8 to 2 ml.
  • the volume of the embossing element is to be understood as the volume that impresses the embossing element as a trough in the molding.
  • the dimension of the base of the lower punch is adapted to the dimension of the shaped body to be produced, so that the base and top of the molded body in comparison to the molding body volume has suitable dimensions.
  • the base of the press ram is 5 to 30 cm 2 , preferably 5 to 20 cm 2 and in particular 8 to 12 cm 2 .
  • a fixed embossing element is used in the method according to the invention, this preferably has a curved dome shape, whereby the detachment of the shaped body is facilitated.
  • the upper punch touches the material to be pressed (premix) and further lowers in the direction of the lower punch (lower punch).
  • the particles of the premix are pressed closer to each other, with the void volume within the filling between the punches decreasing continuously. From a certain position of the upper punch (and thus from a certain pressure on the premix) begins the plastic deformation, in which the particles flow together and it comes to the formation of the molding.
  • some of the premix particles are also crushed, and even higher pressures cause sintering of the premix.
  • the method according to the invention also makes it possible to produce multilayer moldings by preparing two or more layers of material to be pressed (premixes) which are pressed together and which may be the same or different from one another and / or the first layer.
  • the first-filled premix is slightly pre-pressed in order to obtain a smooth upper side, and after filling of the second premix in step c) the final molded article endverpreßt.
  • a further pre-compression takes place after each premix addition, before the shaped article is end-pressed after the last premix has been added. Due to the increasing technical complexity in practice maximum two-layered moldings are preferred.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention comprises the production of two-layer moldings containing washing or cleaning agents by pressing two different particulate premixes on each other, one of which contains one or more bleaching agents and the other one or more enzymes. Not only can this separation of bleach and enzymes bring advantages, but also the separation of bleaches and optional bleach activators can be advantageous, so that process variants according to the invention are preferred in which in steps b) and c) two-layer moldings which have a depression, are prepared by pressing together two different particulate premixes, one of which contains one or more bleaches and the other one or more bleach activators.
  • the weight and shape of the resulting mold cavity are determined by the position of the lower punch and the shape of the press tool.
  • the upper punch is inventively preferably planar, but may also be designed raised for the purpose of imprinting patterns, letters or inscriptions.
  • the constant metering in steps a) and c), even at high molding throughputs, is preferably achieved via a volumetric metering of the premix.
  • the hollow moldings can be made in a predetermined spatial form and predetermined size. As a form of space practically all useful manageable configurations come into consideration, which are consistent with the formation of a depression in the molding; for example, the training as a blackboard, the bar or bar shape, cubes, cuboids and corresponding space elements with flat side surfaces and special cylindrical configurations with a circular or oval cross-section. This last embodiment covers the presentation form of the tablet up to compact cylinder pieces with a ratio of height to diameter above 1.
  • the finished molded body is pushed out of the die by the lower punch and optionally transported away by subsequent stripping and transport devices.
  • the pressing takes place in suitable presses, preferably in commercial tablet presses, which can be equipped in principle with single or double punches.
  • suitable presses preferably in commercial tablet presses, which can be equipped in principle with single or double punches.
  • the lower punch moves during the pressing on the upper punch, while the upper punch presses down.
  • eccentric tablet presses are preferably used in which the die or punches are attached to an eccentric disc, which in turn is mounted on an axis at a certain rotational speed.
  • the movement of these punches is comparable to the operation of a conventional four-stroke engine.
  • the compression can be done with a respective upper and lower punch, but it can also be attached more stamp on an eccentric disc, the number of Matrizenbohritch is extended accordingly.
  • the throughputs of eccentric presses vary depending on the type of a few hundred to 3000 tablets per hour.
  • rotary tablet presses are selected in which a larger number of dies are arranged in a circle on a so-called die table.
  • the number of matrices varies between 6 and 55 depending on the model, although larger matrices are commercially available.
  • Each die on the die table is assigned an upper and lower punch, in turn, the pressing pressure active either only by the upper or. Lower stamp, or can be built by both stamp.
  • the die table and the punches move about a common vertical axis, the punches are brought by means of rail-like cam tracks during the circulation in the positions for filling, compression, plastic deformation and ejection.
  • Concentric presses can be provided to increase the throughput with two filling shoes, which only a semicircle must be run through to produce a shaped body.
  • Even rotary tablet presses can be equipped with single or multiple tools, so that, for example, an outer circle with 50 and an inner circle with 35 holes are used simultaneously for pressing.
  • the throughputs of modern rotary tablet presses amount to over one million moldings per hour.
  • suitably convertible tabletting machines are available, for example, the company Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH, Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, KILIAN, Cologne, KOMAGE, Kell am See, KORSCH Pressen GmbH, Berlin, Mapag Maschinenbau AG , Bern (CH) and Collrtoy NV, Halle (BE / LU).
  • the hydraulic double pressure press HPF 630 from LAEIS, D. is particularly suitable.
  • a further subject of the present invention is an apparatus for producing hollow molded bodies in a press, according to independent claim 6.
  • the embossing element consists of a hard material, in particular of ceramic, metal or a hard plastic, preferably polyethylene, in particular HDPE, polypropylene, polyamide, polyurethane, rigid PVC, glass fiber reinforced plastics, in particular of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene or glass fiber reinforced Polyamide and / or it is provided with a coating of one of the aforementioned substances.
  • a hard material in particular of ceramic, metal or a hard plastic, preferably polyethylene, in particular HDPE, polypropylene, polyamide, polyurethane, rigid PVC, glass fiber reinforced plastics, in particular of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene or glass fiber reinforced Polyamide and / or it is provided with a coating of one of the aforementioned substances.
  • the embossing element may also have a preferably disc-shaped insert made of a reversibly deformable material, preferably of a material having a hardness of about 40 to 99 Shore A according to DIN 53505, more preferably of a polyurethane material, in particular of Vulkollan®, or a polyvinyl chloride ( PVC), in particular of Mipolam®.
  • a reversibly deformable material preferably of a material having a hardness of about 40 to 99 Shore A according to DIN 53505, more preferably of a polyurethane material, in particular of Vulkollan®, or a polyvinyl chloride ( PVC), in particular of Mipolam®.
  • the die-forming embossing element (3) is fixedly integrated in the lower punch (2), as shown in Figure 2.
  • An embossing element having an insert made of a reversibly deformable material is particularly preferably used as a fixed embossing element.
  • a rotary press which is equipped with at least one filling shoe having a tunnel-like channel through which the protruding when lifting the lower punch over the rotating die table embossing element can slide through without contact. Presses in which the device according to the invention can be used have already been described in detail above. Advantageously usable embossing elements and materials for their production have also already been described in detail above.
  • Another object of the present invention is the use of a device according to the invention for the production of moldings in the pharmaceutical industry, in the chemical industry, in or for the food, animal food and confectionery industry; for the production of charcoal molded bodies or in particular for the production of washing, rinsing, cleaning or WaschosffenformMechn.
  • Advantageously compressible materials and mixtures according to the invention for the production of washing, rinsing, cleaning or washing aid shaped articles are described in the patent application DE 198 31 704.2, to which reference is hereby made in its entirety
  • the premix was pressed under identical pressing conditions with reversed upper and lower punches.
  • the two tablets, produced with stamping element in the upper punch (tablet 1) or embossing element in the lower punch (tablet 2) were simultaneously placed in a beaker with 2 liters of water at 50 ° C and dissolved with stirring. A largely identical solubility of the annular area around the trough was observed. The area under the well of tablet 1, however, resolved much slower than that of tablet 2.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Muldenformkörpern, eine Vorrichtung zur Herstellung von Muldenformkörpern sowie die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern.
  • Vorrichtungen zur Herstellung solcher Formkörper sind aus den Dokumenten US-A-4 057 381, US-A-1 624 904, JP-A-02 240 201 and GB-A-1 303 197 bekannt.
  • Muldenformkörper werden üblicherweise hergestellt, indem man in die obere Seite eines großvolumigen Formkörpers, meistens einer Tablette, eine Mulde einprägt, die in einem anschließenden Konfektioniergang mit einem anderen Material befüllt, insbesondere ausgegossen werden kann.
  • Muldenformkörper werden insbesondere aus Substanzen hergestellt, die in Kombination mit anderen Substanzen wirksam werden. Häufig ist dabei die Situation gegeben, daß die unterschiedlichen Substanzen dann ihre Wirkung am vorteilhaftesten entfalten, wenn sie in genau definierter Folge während der Anwendung in Lösung gehen, um in gelöster Form zusammenwirken zu können. Ein häufiges Anwendungsgebiet für diese Art der Wirkmittelzugabe ist das maschinelle Geschirrspülen. Um dem Anwender das Portionieren der Spülhilfsmittel oder allgemeiner der Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Waschhilfsmittel zu erleichtern, werden die auf die Maschinenkapazität abgestimmten Zugabemengen zu Formkörpern, insbesondere Tabletten, verpreßt.
  • Pulverförmige oder körnige Wirkmittel, die wegen der vorbeschriebenen effektiveren Wirkungsentfaltung getrennt zugegeben werden sollen, werden dabei in diskreten Lagen übereinander verpreßt. Wenn eines oder mehrere der Kombinations-Wirkmittel ursprünglich in pastöser oder flüssiger, beispielsweise geschmolzener Form vorliegen, die für eine Verpressung ungeeignet ist, stellt die Einformung einer Mulde in die Formkörperoberfläche eine bewährte Form für die Gestaltung eines sämtliche gewünschten Substanzen einer Wirkmittel-Kombination aufnehmenden Formkörpers dar. In diese Mulde können die flüssigen, geschmolzenen und/oder pastösen Wirkmittel eingegeben werden und darin nach der Befüllung verfestigen.
  • Bei der üblichen Einformung einer Mulde in die Formkörperoberfläche, wie sie beispielsweise in den Patentanmeldungen DE 198 38 103.4 und PCT/EP 99/05863 beschrieben wird, kann es jedoch nachteiligerweise zu einer Überpressung des Formkörperbereichs unterhalb des die Mulde formenden Prägeelements kommen. Diese Überpressung führt zu einer ungleichmäßigen Dichteverteilung innerhalb des Formkörpers und zu einer verringerten Löslichkeit des überpreßten Bereiches bei Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Waschhilfsmittelformkörpern. Dergleiche Effekt tritt bei solchermaßen hergestellten pharmazeutischen Produkten in Tablettenform oder bei Süßwarentabletten auf. Auch bei Muldenformkörpern, bei denen die Löslichkeit keine Rolle spielt, ist eine Überpressung von Nachteil. Der überpreßte Bereich einer entsprechend hergestellten Grillkohletablette brennt beispielsweise schlechter als die nicht überpreßten Bereiche.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Muldenformkörpern bereitzustellen, das die Überpressung von Teilbereichen des Muldenformkörpers vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Muldenformkörpern in einer Presse, wobei man
    • a) das zu verpressende Material in eine Matrize (1) füllt, deren Boden durch einen unteren Preßstempel (2) gebildet wird, der ein feststehendes Prägeelement (3) aufweist,
    • b) das Material in der Matrize zwischen dem unteren Preßstempel und einem vorzugsweise planen oberen Preßstempel zu einem Muldenformkörper (4) preßt,
    • c) gegebenenfalls eine weitere Schicht oder mehrere weitere Schichten zu verpressenden Materials auf die Oberseite des Muldenformkörpers (4) aufbringt und wie in Schritt b) zu einem mehrschichtigen Muldenformkörper verpreßt sowie
    • d) den Muldenformkörper durch Anheben des unteren Preßstempels aus der Matrize entfernt.
    dadurch gekennzeichnet, dass man in den Schnitten a) und c) einen Füllschuh einsetzt, der einen tunnelähnlichen Kanal aufweist, durch den das beim Anheben des unteren Preßstempels über den rotierenden Matrizentisch vorstehende Prägeelement hindurchgleiten kann. Das zu verpressende, meist pulverförmige oder feinkörnige Material wird beim Einfüllen in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Preßmatrize ungleichmäßig verteilt. Über dem Prägeelement befindet sich weniger Material als über den anderen Bereichen des unteren Preßstempels. Dies hat zur Folge, daß das Material an den Stellen, an denen das Profil des Preßstempels die höchsten Erhebungen aufweist - nämlich über dem Prägeelement - nicht oder nur unwesentlich stärker komprimiert werden muß als über den anderen Bereichen des Preßstempels. Da außerdem das zu verpressende Material den höchsten Druckspitzen zumindest teilweise durch eine Bewegung in Richtung der weniger hoch beanspruchten Bereiche auszuweichen vermag, treten in den Bereichen der höchsten Profilerhebungen keine Überpressungseffekte auf.
  • Das Prägeelement besteht in der Regel im wesentlichen aus einem harten und dauerhaft belastbaren Material. Entsprechende Materialien sind dem Fachmann bekannt und können in Abhängigkeit von dem zu verpressenden Gut ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Prägeelement aus Metall, insbesondere Stahl; aus Keramischen Werkstoffen; oder in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem harten Kunststoff bestehen.
  • Der Begriff "Kunststoffe" charakterisiert dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Abwandeln von Naturprodukten entstehen. Sie sind in vielen Fällen unter bestimmten Bedingungen (Wärme und Druck) schmelz- und formbar. Kunststoffe sind also prinzipiell organische Polymere und können entweder nach ihren physikalischen Eigenschaften (Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere), nach der Art der Reaktion ihrer Herstellung (Polymerisate, Polykondensate und Polyaddukte) oder nach ihrer chemischen Natur (Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polyurethane usw.) klassifiziert werden.
  • Harte Kunststoffe erfüllen dabei insbesondere das Anforderungsprofil, daß das Prägeelement zugleich hart und widerstandsfähig gegen hohe Flächenbelastungen sein, zum anderen aber auch reibungsmindernde oder schmierende Eigenschaften aufweisen soll.
  • Der Begriff "Härte" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung für den Widerstand, den ein Festkörper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. Ein übliches dynamisches Verfahren zur Härtebestimmung ist das Rücksprung- Verfahren. Die auf diese Weise ermittelte Shore-Härte wird bei Stahl durch die Kugelfallprobe als Rückprallhärte bestimmt bzw. bei Gummi und anderen Elastomeren als Eindring- Widerstand gegen einen Kegelstumpf gemessen. Bei härteren Kunststoffen, z.B. bei harten Thermoplasten und besonders bei Duroplasten, mißt man die Kugeldruckhärte als Quotient aus Prüfkraft und Oberfläche des Eindrucks einer Stahlkugel (5 mm Durchmesser) nach 10, 30 od. 60 Sekunden unter Last.
  • Als Kunststoffmaterialien für das Prägeelement haben sich insbesondere Polyolefine, vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen, bewährt. Polyethylene (PE) sind dabei zu den Polyolefinen gehörende Polymere mit Gruppierungen des Typs

            -[CH2-CH2]-

    als charakteristischer Grundeinheit der Polymerkette. Polyethylene werden durch Polymerisation von Ethylen nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Methoden, dem Hochdruck- und dem Niederdruck-Verfahren hergestellt. Die resultierenden Produkte werden entsprechend häufig als Hochdruck-Polyethylen bzw. Niederdruck-Polyethylen bezeichnet; sie unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich ihres Verzweigungsgrades und damit verbunden in ihrem Kristallinitätsgrad und ihrer Dichte. Beide Verfahren können als Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation durchgeführt werden.
    Beim Hochdruck-Verfahren fallen verzweigte Polyethylene mit niedriger Dichte (ca. 0,915-0,935 g/cm3) und Kristallinitätsgraden von ca. 40-50% an, die man als LDPE-Typen bezeichnet. Produkte mit höherer Molmasse und dadurch bedingter verbesserter Festigkeit und Streckbarkeit tragen die Kurzbezeichnung HMW-LDPE (HMW=high molecular weight). Durch Copolymerisation des Ethylens mit längerkettigen Olefinen, insbesondere mit Buten und Octen, kann der ausgeprägte Verzweigungsgrad der im Hochdruck-Verfahren hergestellten Polyethylene reduziert werden; die Copolymere haben das Kurzzeichen LLD-PE (linear low density polyethylene). Die Makromoleküle der Polyethylene aus Niederdruck-Verfahren sind weitgehend linear und unverzweigt. Diese Polyethylene (HDPE) haben Kristallinitätsgrade von 60-80% und eine Dichte von ca. 0,94-0,965 g/cm3. Sie sind als Prägeelementmaterialien besonders geeignet.
  • Polypropylene (PP) sind thermoplastische Polymere des Propylens mit Grundeinheiten des Typs

            -[CH(CH3)-CH2]-

  • Polypropylene können durch stereospezifische Polymerisation von Propylen in der Gasphase oder in Suspension zu hochkristallinen isotaktischen oder zu weniger kristallinen syndiotaktischen bzw. zu amorphen ataktischen Polypropylenen hergestellt werden. Technisch wichtig ist insbesonderee das isotaktische Polypropylen, bei dem alle Methylgruppen auf einer Seite der Polymerkette lokalisiert sind. Polypropylen zeichnet sich durch hohe Härte, Rückstellfähigkeit, Steifheit und Wärmebeständigkeit aus und ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit ein geeignetes Prägeelementmaterial.
    Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Polypropylene erreicht man durch Verstärkung mit Talkum, Kreide, Holzmehl oder Glasfasern, und auch das Aufbringen metallischer Überzüge ist möglich.
  • Neben den Polyolefinen sind Polyamide im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbare Prägeelementmaterialien. Polyamide sind hochmolekulare Verbindungen, die aus durch Peptid-Bindungen verknüpften Bausteinen bestehen. Die synthet. Polyamide (PA) sind bis auf wenige Ausnahmen thermoplastische, kettenförmige Polymere mit wiederkehrenden Säureamid-Gruppierungen in der Hauptkette. Nach dem chemischen Aufbau lassen sich die sogenannten Homopolyamide in zwei Gruppen einteilen: den Aminocarbonsäure-Typen (AS) und den Diamin-Dicarbonsäure-Typen (AA-SS); dabei bezeichnen A Amino-Gruppen und S Carboxy-Gruppen. Erstere werden aus einem Baustein durch Polykondensation (Aminosäure) oder Polymerisation (ω-Lactam), letztere aus zwei Bausteinen durch Polykondensation (Diamin und Dicarbonsäure) gebildet. Codiert werden die Polyamide aus unverzweigten aliphatischen Bausteinen nach der Anzahl der C-Atome. So ist die Bezeichnung PA 6 beispielsweise das aus ε-Aminocapronsäure oder ε-Caprolactam aufgebaute Polyamid und. PA 12 ist ein Poly(ε-laurinlactam) aus ε-Laurinlactam. Beim Typ AA-SS werden zuerst die Kohlenstoff-Anzahl des Diamins und dann die der Dicarbonsäure genannt: P A 66 (Polyhexamethylenadipinamid) entsteht aus Hexamethylendiamin (1,6-Hexandiamin) und Adipinsäure, PA 610 (Polyhexamethylensebacinamid) aus 1,6-Hexandiamin und Sebacinsäure, PA 612 (Polyhexamethylendodecanamid) aus 1,6-Hexandiamin und Dodecandisäure. Die genannten Polyamid-Typen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Materialien für das Prägeelement.
  • Polyurethane (PUR) sind durch Polyaddition aus zwei- und höherwertigen Alkoholen und Isocyanaten zugängliche Polymere (Polyaddukte) mit Gruppierungen des Typs

            -[CO-NH-R2-NH-CO-O-R1-O]-

    als charakteristische Grundeinheiten der Basis-Makromoleküle, bei denen R1 für einen niedermolekularen oder polymeren Diol-Rest und R2 für eine aliphatische oder aromatische Gruppe steht. Technisch wichtige PUR werden hergestellt aus Polyester- und/oder Polyetherdiolen und beispielsweise aus 2,4- bzw. 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI, R2=C6H3-CH3), 4,4'-Methylendi(phenylisocyanat) (MDI, R2=C6H4-CH2-C6H4) oder Hexamethylendiisocyanat [HMDI, R2=(CH2)6]. Tablettierstempel, deren Prägeelement aus einem Polyurethan besteht, sind erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Prägeelementmaterial ist Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Hart-PVC. Als Polyvinylchloride bezeichnet man die bei der Homopolymerisation von Vinylchlorid (VC) anfallenden Polymere. PVC wird technisch durch Verfahren der Suspensionspolymerisation (S-PVC), der Mikro-Suspensionspolymerisation, der Emulsionspolymerisation (E-PVC) oder der Substanz- bzw. Massepolymerisation (M-PVC) hergestellt. Die weitaus größte Bedeutung haben Suspensionspolymerisations-Verfahren. Die anfallenden Polymere haben die allg. Grundstruktur

            -CH2-CH(Cl)-CH2-CH(Cl)-

    die aus der Kopf/Schwanz-Polymerisation des Monomeren resultiert. Die Makromoleküle der PVC sind nicht streng linear; sie haben in Abhängigkeit vom Monomer-Umsatz u. der Polymerisations-Temp. ca. 3-20 kurze Seitenketten pro 1000 C-Atome. Techn. PVC haben Molmassen von ca. 30000-130000 g/mol, die K-Werten von 45-80 entsprechen. Bei allen Polymerisations-Verfahren fallen zunächst sehr kleine PVC-Primärteilchen an, die sich bei höherem Monomer-Umsatz zu wesentlich größeren Sekundärteilchen zusammenlagern. Die gewünschte Morphologie der PVC.-Teilchen, z.B. glatt, kompakt, unregelmäßig geformt oder porös, wird über die verwendeten Polymerisations-Hilfsmittel (Schutzkolloide, Emulgatoren) und Rühr-Bedingungen eingestellt. Die VC-Polymerisation wird radikalisch initiiert und in der Regel bei Monomer-Umsätzen von 75-90% abgebrochen. Das nicht umgesetzte Vinylchlorid wird destillativ weitestgehend aus den Polymerisationsansätzen entfernt und durch Intensiventgasung auf zulässige niedrigste Restgehalte abgesenkt. PVC wird durch Extrudieren, Kalandrieren, Blasformen, Spritzgießen, Pressen oder Sintern verarbeitet und zwar zur Herstellung erfindungsgemäß einsetzbarer Prägeelemente mit Gehalten an Weichmachern von 0-12% (Hart-PVC). Die Weichmacher-Aufnahmefähigkeit der PVC nimmt mit steigender Molmasse u. Porosität der PVC-Teilchen zu. Die thermische Labilität der PVC erfordert den Zusatz von Hilfsmitteln (Stabilisatoren, Gleitmittel u.a.) bei der Verarbeitung. Hart-PVC ist gegen Wasser, Säuren, Laugen, Alkohole, Benzine u. Öle beständig. Viele Lösungsmittel (Benzol, Treibstoff-Gemische) wirken jedoch quellend. Um der Alterung des PVC vorzubeugen setzt man Stabilisatoren zu, die den bei freiwerdenden Chlorwasserstoff binden und gleichzeitig als Antioxidantien wirken; als Stabilisatoren eignen sich anorganische Schwermetall-Salze, Metall-Seifen insbesondere von Ba, Cd, Pb, Zn, Ca, ferner Dibutyl- und Dioctylzinn-Verbindungen und epoxidiertes Sojaöl. Um die Schlagzähigkeit von Hart-PVC in der Kälte zu steigern, wird es mit Kautschuk, Acrylatkautschuk, Methacrylat/Butadien/Styrol-Copolymeren (MBS), AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymeren (ABS) oder chloriertem Polyethylen modifiziert. Zur besseren Verarbeitbarkeit und Wärmeform-Beständigkeit können außerdem Polymere wie Poly(α-methylstyrol), MMA- und Acrylat-haltige Copolymere, verschiedene Pfropfcopolymere etc. eingearbeitet werden.
  • Die genannten Kunststoffe können allein als Prägeelementmaterialien eingesetzt werden, sie können aber auch mit Beschichtungen oder Laminierungen aus Metallen oder anderen Stoffen versehen oder selber als Beschichtungsmittel für Prägeelemente aus anderen Materialien eingesetzt werden.
  • Besonders bewährt hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Einsatz glasfaserverstärkter Kunststoffe als Prägeelementmaterial. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind Verbundwerkstoffe aus einer Kombination von einer Matrix aus Polymeren und als Verstärker wirkenden Glasfasern. Die zur Faserverstärkung verwendeten Glasmaterialien liegen in den GFK als Fasern, Garne, Rovings (Glasseidenstränge), Vliese, Gewebe oder Matten vor. Als polymere Matrixsysteme für GFK sind sowohl Duroplaste (wie beispielsweise Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Phenol- u. Furanharze), als auch Thermoplaste (wie beispielsweise Polyamide, Polycarbonate, Polyacetale, Polyphenylenoxide und -sulfide, Polypropylene und Styrolcopolymere) geeignet. Das Gewichtsverhältnis zwischen Verstärkerstoff und Polymermatrix liegt üblicherweise im Bereich von 10:90-65:35, wobei die Festigkeitseigenschaften der GFK in der Regel bis zu einem Verstärkergehalt von ca. 40 Gew .-% zunehmen.
    Die Herstellung der GFK erfolgt vorwiegend in Preßverfahren; weitere wichtige Fertigungsverfahren sind Handlaminier-, Faserspritz-, kontinuierliche Imprägnier-, Wickel- und Schleuderverfahren. Vielfach geht man auch von sogenannten Prepregs, mit Harzen vorimprägnierten Glasfasermaterialien, aus, die unter Anwendung von Druck in der Wärme gehärtet werden. Die GFK zeichnen sich gegenüber den nicht verstärkten Matrixpolymeren durch erhöhte Zug-, Biege- und Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, Formbeständigkeit und Stabilität gegenüber dem Einfluß von Wärme, Säuren, Salzen, Gasen oder Lösungsmitteln aus. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich insbesondere glasfaserverstärktes Polytetrafluoethylen und glasfaserverstärkte Polyamide als Prägeelementmaterialien bewährt.
  • Das Prägeelement muß nicht homogen aus einem Material bestehen. Es kann auch eine vorzugsweise scheibenförmige Einlage aus einem anderen Material aufweisen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Einsatz eines Prägeelementes aus einem der zuvorgenannten harten Materialien, das eine Einlage aus aus einem reversibel verformbaren Material aufweist. Das reversibel verformbare Material ist vorzugsweise ein Material mit einer Härte von etwa 40 bis 99 Shore A nach DIN 53505, vorzugsweise ein Polyurethan-Werkstoff, zum Beispiel insbesondere Vulkollan® , oder ein Polyvinylchlorid (PVC), zum Beispiel insbesondere Mipolam® .
    Ein solches Prägeelement, das eine Einlage aus aus einem reversibel verformbaren Material aufweist, wird besonders bevorzugt als feststehendes Prägeelement eingesetzt.
  • Die Dimension des Prägeelements kann der Dimension des herzustellenden Formkörpers angepaßt werden, so daß die im Formkörper resultierende Mulde im Vergleich zum Formkörpervolumen geeignete Ausmaße aufweist. Bevorzugte Muldentiefen liegen im Bereich von etwa 5 bis etwa 8 mm, insbesondere von etwa 6 bis etwa 7 mm. Für übliche Formkörpergeometrien und -größen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Prägeelement ein Volumen von 0,5 bis 5 ml, bevorzugt von 0,6 bis 3 ml und insbesondere von 0,8 bis 2 ml aufweist. Das Volumen des Prägeelementes ist dabei als das Volumen zu verstehen, das das Prägeelement als Mulde in den Formkörper hineinprägt.
  • Auch die Dimension der Grundfläche des unteren Preßstempels wird der Dimension des herzustellenden Formkörpers angepaßt, so daß die Grund- und Oberseite der Formkörper im Vergleich zum Formkörpervolumen geeignete Ausmaße aufweist. Für übliche Formkörpergeometrien und -größen von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Grundfläche des Preßstempels 5 bis 30 cm2, bevorzugt von 5 bis 20 cm2 und insbesondere 8 bis 12 cm2 beträgt.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist auch der in der Patentanmeldung PCT/EP 99/05863 beschriebene Tablettierstempel.
  • Wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein feststehendes Prägeelement eingesetzt, 30 weist dieses vorzugsweise eine gewölbte Kuppelform auf, wodurch die Ablösung des Formkörpers erleichtert wird.
  • Im Verlauf des Preßvorgangs in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens berührt der obere Preßstempel (Oberstempel) das zu verpressende Material (Vorgemisch) und senkt sich weiter in Richtung des unteren Preßstempels (Unterstempels) ab. Bei dieser Verdichtung werden die Partikel des Vorgemisches näher aneinander gedrückt, wobei das Hohlraumvolumen innerhalb der Füllung zwischen den Stempeln kontinuierlich abnimmt. Ab einer bestimmten Position des Oberstempels (und damit ab einem bestimmten Druck auf das Vorgemisch) beginnt die plastische Verformung, bei der die Partikel zusammenfließen und es zur Ausbildung des Formkörpers kommt. Je nach den physikalischen Eigenschaften des Vorgemisches wird auch ein Teil der Vorgemischpartikel zerdrückt und es kommt bei noch höheren Drücken zu einer Sinterung des Vorgemischs.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet auch die Herstellung mehrschichtiger Muldenformkörper, indem man zwei oder mehrere Schichten zu verpressenden Materials (Vorgemische) bereitet, die aufeinander verpreßt werden und die gleich oder voneinander und/oder der ersten Schicht verschieden sein können. Hierbei wird in Schritt b) das zuerst eingefüllte Vorgemisch leicht vorverpreßt, um eine glatte Oberseite zu erhalten, und nach Einfüllen des zweiten Vorgemischs in Schritt c) zum fertigen Formkörper endverpreßt. Bei drei- oder mehrschichtigen Formkörpern erfolgt nach jeder Vorgemisch-Zugabe eine weitere Vorverpressung, bevor nach Zugabe des letzten Vorgemischs der Formkörper endverpreßt wird. Aufgrund des zunehmenden technischen Aufwands sind in der Praxis maximal zweischichtige Formkörper bevorzugt. Hierbei können aus der Aufteilung bestimmter Inhaltsstoffe auf die einzelnen Schichten Vorteile erzielt werden.
    Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Herstellung zweischichtiger Muldenformkörper, enthaltend Wasch- oder Reinigungsmittel, indem zwei unterschiedliche teilchenförmige Vorgemische aufeinander gepreßt werden, von denen eines ein oder mehrere Bleichmittel und das andere ein oder mehrere Enzyme enthält. Nicht nur diese Trennung von Bleichmittel und Enzymen kann Vorteile bringen, auch die Trennung von Bleichmitteln und optional einzusetzenden Bleichaktivatoren kann vorteilhaft sein, so daß erfindungsgemäße Verfahrensvarianten bevorzugt sind, bei denen in den Schritten b) und c) zweischichtige Formkörper, die eine Mulde aufweisen, hergestellt werden, indem zwei unterschiedliche teilchenformige Vorgemische aufeinander gepreßt werden, von denen eines ein oder mehrere Bleichmittel und das andere ein oder mehrere Bleichaktivatoren enthält.
  • Gewicht und Form des entstehenden Muldenformkörpers werden durch die Stellung des unteren Preßstempels und die Form des Preßwerkzeugs bestimmt. Der obere Preßstempel ist erfindungsgemäß vorzugsweise planar, kann jedoch auch zum Zwecke der Einprägung von Mustern, Buchstaben oder Schriftzügen erhaben ausgebildet sein.
  • Die gleichbleibende Dosierung in den Schritten a) bzw. c), auch bei hohen Formkörperdurchsätzen, wird vorzugsweise über eine volumetrische Dosierung des Vorgemischs erreicht. Die Muldenformkörper können dabei in vorbestimmter Raumform und vorbestimmter Größe gefertigt werden. Als Raumform kommen praktisch alle sinnvoll handhabbaren Ausgestaltungen in Betracht, die mit der Einformung einer Mulde in den Formkörper vereinbar sind; beispielsweise also die Ausbildung als Tafel, die Stab- bzw. Barrenform, Würfel, Quader und entsprechende Raumelemente mit ebenen Seitenflächen sowie besondere zylinderförmige Ausgestaltungen mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt. Diese letzte Ausgestaltung erfaßt dabei die Darbietungsform von der Tablette bis zu kompakten Zylinderstücken mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser oberhalb 1.
  • Im letzten Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der fertige Muldenformkörper durch den Unterstempel aus der Matrize herausgedrückt und gegebenenfalls durch nachfolgende Abstreif- und Transporteinrichtungen wegbefördert.
  • Die Verpressung erfolgt in geeigneten Pressen, vorzugsweise in handelsüblichen Tablettenpressen, die prinzipiell mit Einfach- oder Zweifachstempeln ausgerüstet sein können. Im letzteren Fall wird nicht nur der Oberstempel zum Druckaufbau verwendet, auch der Unterstempel bewegt sich während des Preßvorgangs auf den Oberstempel zu, während der Oberstempel nach unten drückt. Für kleine Produktionsmengen werden vorzugsweise Exzentertablettenpressen verwendet, bei denen der oder die Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sind, die ihrerseits an einer Achse mit einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit montiert ist. Die Bewegung dieser Preßstempel ist mit der Arbeitsweise eines üblichen Viertaktmotors vergleichbar. Die Verpressung kann mit je einem Ober- und Unterstempel erfolgen, es können aber auch mehrere Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sein, wobei die Anzahl der Matrizenbohrungen entsprechend erweitert ist. Die Durchsätze von Exzenterpressen variieren ja nach Typ von einigen hundert bis 3000 Tabletten pro Stunde. Für größere Durchsätze wählt man vorzugsweise Rundlauftablettenpressen, bei denen auf einem sogenannten Matrizentisch eine größere Anzahl von Matrizen kreisförmig angeordnet ist. Die Zahl der Matrizen variiert je nach Modell zwischen 6 und 55, wobei auch größere Matrizen im Handel erhältlich sind. Jeder Matrize auf dem Matrizentisch ist ein Ober- und Unterstempel zugeordnet, wobei wiederum der Preßdruck aktiv entweder nur durch den Ober- bzw . Unterstempel, oder auch durch beide Stempel aufgebaut werden kann. Der Matrizentisch und die Stempel bewegen sich um eine gemeinsame senkrecht stehende Achse, wobei die Stempel mit Hilfe schienenartiger Kurvenbahnen während des Umlaufs in die Positionen für Befüllung, Verdichtung, plastische Verformung und Ausstoß gebracht werden. An den Stellen, an denen eine besonders gravierende Anhebung bzw. Absenkung der Stempel erforderlich ist (Befüllen, Verdichten, Ausstoßen), werden diese Kurvenbahnen durch zusätzliche Niederdruckstücke, Niederzugschienen und Aushebebahnen unterstützt. Die Befüllung der Matrize erfolgt über eine starr angeordnete Zuführeinichtung, den sogenannten Füllschuh, der mit einem Vorratsbehälter für das Vorgemisch verbunden ist. Der Preßdruck auf das Vorgemisch ist über die Preßwege fur Ober- und Unterstempel individuell einstellbar, wobei der Druckaufbau durch das Vorbeirollen der Stempelschaftköpfe an verstellbaren Druckrollen geschieht.
  • Rundlaufpressen können zur Erhöhung des Durchsatzes auch mit zwei Füllschuhen versehen werden, wobei zur Herstellung eines Formkörpers nur noch ein Halbkreis durchlaufen werden muß. Zur Herstellung zwei- und mehrschichtiger Formkörper werden vorzugsweise mehrere Füllschuhe hintereinander angeordnet, ohne daß die leicht angepreßte erste Schicht vor der weiteren Befüllung ausgestoßen wird. Auch Rundlauftablettenpressen sind mit Einfach- oder Mehrfachwerkzeugen ausrüstbar, so daß beispielsweise ein äußerer Kreis mit 50 und ein innerer Kreis mit 35 Bohrungen gleichzeitig zum Verpressen benutzt werden. Die Durchsätze moderner Rundlauftablettenpressen betragen über eine Million Formkörper pro Stunde. Bei hohen Durchsätzen besteht insbesondere beim Einsatz eines feststehenden Prägeelementes im Unterstempel die Gefahr einer Kollision zwischen dem in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens über die Oberfläche des rotierenden Matrizentisches hinausragenden Prägeelement und dem Füllschuh. Eine solche Kollision kann erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß man in den Schritten a) und c) mindestens einen Füllschuh einsetzt, der einen tunnelähnlichen Kanal aufweist, durch den das beim Anheben des unteren Preßstempels über den rotierenden Matrizentisch vorstehende Prägeelement berührungsfrei hindurchgleiten kann.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig umrüstbare Tablettiermaschinen sind beispielsweise erhältlich bei den Firmen Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH, Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, KILIAN, Köln, KOMAGE, Kell am See, KORSCH Pressen GmbH, Berlin, Mapag Maschinenbau AG, Bern (CH) sowie Collrtoy N.V., Halle (BE/LU). Besonders geeignet ist beispielsweise die Hydraulische Doppeldruckpresse HPF 630 der Firma LAEIS, D.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Muldenformkörpern in einer Presse, gemäß dem unabhängigen Anspruch 6.
  • Vorzugsweise besteht das Prägeelement aus einem harten Werkstoff, insbesondere aus Keramik, Metall oder einem harten Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, insbesondere aus HDPE, Polypropylen, Polyamid, Polyurethan, Hart-PVC, glasfaserverstärkte Kunststoffen, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoethylen oder glasfaserverstärktem Polyamid und/oder es ist mit einer Beschichtung aus einem der vorgenannten Stoffe versehen. Das Prägeelement kann auch eine vorzugsweise scheibenförmige Einlage aus einem reversibel verformbaren Material aufweisen, vorzugsweise aus einem Material mit einer Härte von etwa 40 bis 99 Shore A nach DIN 53505, besonders bevorzugt aus einem Polyurethan-Werkstoff, insbesondere aus Vulkollan® , oder einem Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere aus Mipolam®.
  • Das die Mulde formende Prägeelement (3) ist feststehend in den unteren Preßstempel (2) integriert , wie in Figur 2 dargestellt. Ein Prägeelement, das eine Einlage aus aus einem reversibel verformbaren Material aufweist, wird besonders bevorzugt als feststehendes Prägeelement eingesetzt.
  • Man setzt eine Rundlaufpresse ein, die mit mindestens einem Füllschuh bestückt ist, der einen tunnelähnlichen Kanal aufweist, durch den das beim Anheben des unteren Preßstempels über den rotierenden Matrizentisch vorstehende Prägeelement berührungsfrei hindurchgleiten kann.
    Pressen, in denen die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen kann, sind oben bereits ausführlich beschrieben worden. Vorteilhaft einsetzbare Prägeelemente und Materialien zu deren Herstellung sind ebenfalls oben bereits ausführlich beschrieben worden.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern in der pharmazeutische Industrie, in der chemischen Industrie, in der oder für die Nahrungsmittel-, Tiemahrungsmittel- und Süßwarenindustrie; zur Herstellung von Grillkohleformkörpern oder insbesondere zur Herstellung von Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Waschhilfsmittelformkörpern. Erfindungsgemäß vorteilhaft verpreßbare Materialien und Gemische zur Herstellung von Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Waschhilfsmittelformkörpern sind in der Patentanmeldung DE 198 31 704.2 beschrieben, auf die hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird
  • Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie jedoch darauf einzuschränken:
    Eine handelsübliche Rundlauf-Tablettenpresse wurde mit folgendem Presswerkzeug bestückt:
    • a) Oberstempel rund, d=34 mm, mit feststehendem, zylindrischen, konzentrischen Prägeelement, h= 5 mm, d=15 mm
    • b) Matrize rund, d=34 mm
    • c) Unterstempel rund, d=34 mm, plane Oberfläche, beschichtet mit Vulkollan 80 Shore A
    und ein Vorgemisch folgender Zusammensetzung verpresst:
    52,0% Natriumtripolyphosphat
    32,0% Natriumcarbonat
    10,0% Natriumperborat
    2,5% TAED (Tetraacetylendiamin)
    1,0% Benzotriazol
    2,5% C12-Fettalkohol mit 3 EO
  • Zum Vergleich wurde das Vorgemisch unter identischen Pressbedingungen mit vertauschtem Ober- und Unterstempel verpresst. Die beiden Tabletten, hergestellt mit Prägeelement im Oberstempel (Tablette 1) bzw. Prägeelement im Unterstempel (Tablette 2) wurden gleichzeitig in eine Becherglas mit 2 Liter Wasser bei 50°C gegeben und unter Rühren gelöst.
    Man beobachtete eine weitgehend identische Löslichkeit des ringförmigen Bereichs um die Mulde. Der Bereich unter der Mulde von Tablette 1 löste sich allerdings deutlich langsamer als der von Tablette 2.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Matrize
    2
    Ringstempel
    3
    Mittendorn
    4
    Muldenformkörper (einschichtig)

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von Muldenformkörpern in einer Presse, bei welchem man
    a) das zu verpressende Material in eine Matrize (1) füllt, deren Boden durch einen unteren Preßstempel (2) gebildet wird, der ein feststehendes Prägeelement (3) aufweist,
    b) das Material in der Matrize zwischen dem unteren Preßstempel und einem oberen Preßstempel zu einem Muldenformkörper (4) preßt,
    c) gegebenenfalls eine weitere Schicht oder mehrere weitere Schichten zu verpressenden Materials auf die Oberseite des Muldenformkörpers (4) aufbringt und wie in Schritt b) zu einem mehrschichtigen Muldenformkörper verpreßt sowie
    d) den Muldenformkörper durch Anheben des unteren Preßstempels aus der Matrize entfernt,
    dadurch gekennzeichnet, daß man in den Schritten a) und c) einen Füllschuh einsetzt, der einen tunnelähnlichen Kanal aufweist, durch den das beim Anheben des unteren Preßstempels über den rotierenden Matrizentisch vorstehende Prägeelement berührungsfrei hindurchgleiten kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Prägeelement einsetzt, das im wesentlichen aus einem harten Werkstoff, insbesondere aus Keramik, Metall oder einem harten Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, insbesondere aus HDPE, Polypropylen, Polyamid, Polyurethan, Hart-PVC, glasfaserverstärkte Kunststoffen, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoethylen oder glasfaserverstärktem Polyamid besteht und/oder mit einer Beschichtung aus einem der vorgenannten Stoffe versehen ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Prägeelement einsetzt, das eine vorzugsweise scheibenförmige Einlage aus einem reversibel verformbaren Material aufweist, vorzugsweise aus einem Material mit einer Härte von etwa 40 bis 99 Shore A nach DIN 53505, besonders bevorzugt aus einem Polyurethan-Werkstoff, insbesondere aus Vulkollan® , oder einem Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere aus Mipolam®.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in Schritt b) einen planar ausgebildeten oberen Preßstempel einsetzt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Presse eine Rundlaufpresse einsetzt.
  6. Vorrichtung zur Herstellung von Muldenformkörpern in einer Rundlaufpresse, mit einer Matrize (1), deren Baden durch einen nuteren Preßstempel (2) gebildet wird und mit einem oberen Preßstempel, wobei das Material in der Matrize zwishen dem unteren Preßstempel und dem oberen Preßstempel zu einem Muldenformkörper gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Preßstempel (2) ein die Mulde formendes feststehendes Prägeelement (3) aufweist und die Rundlaufpresse mit einem Füllschuh bestückt ist, der einen tunnelähnlichen Kanal aufweist, durch den das beim Anheben des unteren Preßstempels über den rotierenden Matrizentisch vorstehende Prägeelement berührungsfrei hindurchgleiten kann.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägeelement im wesentlichen aus einem harten Werkstoff, insbesondere aus Keramik, Metall oder einem harten Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, insbesondere aus HDPE, Polypropylen, Polyamid, Polyurethan, Hart-PVC, glasfaserverstärkte Kunststoffen, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoethylen oder glasfaserverstärktem Polyamid besteht und/oder mit einer Beschichtung aus einem der vorgenannten Stoffe versehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägeelement eine vorzugsweise scheibenförmige Einlage aus einem reversibel verformbaren Material aufweist, vorzugsweise aus einem Material mit einer Härte von etwa 40 bis 99 Shore A nach DIN 53505, besonders bevorzugt aus einem Polyurethan-Werkstoff, insbesondere aus Vulkollan®, oder einem Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere aus Mipolam®.
  9. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, zur Herstellung von Formkörpern in der pharmazeutische Industrie, in der chemischen Industrie, in der oder für die Nahrungsmittel-, Tiernahrungsmittel- und Süßwarenindustrie; zur Herstellung von Grillkohleformkörpern oder insbesondere zur Herstellung von Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Waschhilfsmittelformkörpern.
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