CS223116B1 - Materiál pro výrobu folií a nebo tvarovaných výrobků z plaatů - Google Patents

Abstract

Vynálea ee týká problematiky výroby folií a tvarovaných nádobek z platů, které ee po použití rozkládají, a? již v půdě nebo na deponiích. Účelem vynálezu je zvý­ šit degradabilitu z biodegradabilitu plastových folií a zemědělekých nádobek poté, kdy skončila jejich užitná funkce. Uvedeného účelu se podle vynálezu dosahuje tím, že plantu, z nichž jsou fólie z nádobky vyráběny, sestávají ze 40 až 80 hmotnostních procent polyetylénu nebo pelyvinylchloridu a 20 až 60 hmotnostních procent biopolymeru a obsahem dusíku v molekule, respektive směsi takových biopolymerů, v případné kombinaci s živočišnými lipidy nebo dřevěnými pilinymi. Tyto biopolymery s obsahem dusíku zahrnují bíkovinné látky, které vznikají v kožedělném průmyslu jako odpad, zejména nečiněnou kolagenní hmotou, želatinu, klíhu, hydrolyzáty z nečiněných i činěných odpadů, brusný prach z usní, činěné postružiny, sušený aktivovaný kal z čistírny koželužských odpadních vod, popří­ padě aktivovaný kal z čistírny městských odpadních vod.

Description

Vynález řeší materiál pro výrobu folií a/nebo tvarovaných výrobků z plastů, obsahující přísadu látek, které zvyšují degradabilitu a biodegradabilitu plastů·

Obecně je známo, Se výrobky z plastických hmot mimo své výborné užitné vlastnosti jsou charakterizovány i tím, že po splnění své funkce přetrvávají dlouhodobě bez zjevné degradace např. na skládkách odpadů ale i v zemědělsky obdělávané půdě apod· Tato vlastnost je typická pro plastické hmoty, poněvadž na rozdíl od přírodních organických látek, nejsou plasty tak snadno degradovány mikroorganismy, tj· nejsou rozkládány systémem enzymů a metabolizovány.

Tato odolnost a houževnatost je na jedné straně výhodnou užitnou vlastností plastických hmot, na druhé straně jsou však hledány možnosti a způsoby jejich vhodné a účinné degradace po splnění užitné funkce· Doposud se pro zvýšení degradace používá jednak fyzikálních metod, spočívajících ve zvýšení degradability přídavkem fotooXidačních a termooxidačních komponent do plastu jako příklad přídavkem oxidů železa, chinonu^ dithiokarbamátů a podobně nebo je snaha zvýšit degradabilitu, resp· biodegradabilitu například přídavkem škrobu k plastovému polymeru (Japan Kokai 75,101442)·

Nevýhodou některých výše zmíněných přísad je, že sice napomáhají fyzikální člegradaci, avšak inhibičním vlivem na rozvoj mikroorganismů brzdí do určité míry následný proces biologické degradace, což je zejména případ dithiokarbamátů z vyšších koncentrací sloučenin železa· V případě škrobu může dále vzrůstat deficit mezi množstvím uhlíkatých látek, které jsou v přebytku a dusíku, kterého je nedostatek.

- 2 223 US

Uvedené nedostatky řeší materiál pro výrobu fo^zli£ a/nebo tvarovaných výrobků z plastů, obsahující přísadu látek, kteiá zvyšují degradabilitu a biodegradabilitu plastů, který podle vynálezu sestává ze 40 až 80 hmotnostních procent polyetylénu nebo polyvinylchloridu, v němž je zamícháno 20 až 60 hmotnostních procent biopolymeru s obsahem dusíku v molekule, respektive směsi takových biopolymerů, v případné, kombinaci s živočišnými lipidy nebo dřevěnými pilinami· Účinek podle vynálezu se zvyšuje, když biopolymery s obsahem dusíku v molekule zahrnújí bílkovinné látky, které vznikají v kožedělném průmyslu jako odpad, zejména nečiněnou kolagpnní hmotu, želatinu, klíh, hydrolyzáty z nečiněných i činěných odpadů, brusný prach·z usní, činěné postružiny, sušený aktivovaný kal z čistírny městských odpadních vod·

Technicko-ekonomický účinek vynálezu dlužno spatřovat v tom, že do základních plastů jsou zabudovány přísady, které mají pozitivní vliv jak na fyzikální degradabilitu, probíhající při venkovní exposici plastů, tak na biologickou degradaci, probíhající a£ už v deponiích odpa&ů nebo u zemědělských folií v půdě po skončení jejich užitné funkce.

V materiálu podle vynálezu se používá 40 až 80 hmotnostních procent polyetylénu nebo polyvinylchloridu, v němž je zamícháno 20 až 60 hmotnostních procent přísad na bázi biopolymerů s obsahem dusíku, v případné kombinaci s živočišnými lipidy nebo dřevěnými, pilinami.

U zmíněných přísad se jedná o přísady na bázi biopolymerů s obsahem dusíku. Například při výrobě zemědělských folií s řízenou životností jsou jako vhodné přísady bílkovinné látky, které vznikají v kožedělném průmyslu jako odpad při zpracování kůží na useň. Je to jednak nečiněná kolagenová hmota, želatina, klíh, hydrolyzát z činěných i nečiněných odpadů například pod označením hydrolyzát glutinu, případně i brusný prach z usní, respárfcive činěné postružiny. Jako doplněk lze využít i kožní tuk, který představuje vhodné stimulans pro rozvoj plísní, respektive i jemně mleté dřevěné piliny.

- 3 223 11β

Vhodným substrátem se jeví i sušený aktivovaný kal z čistírny i koželužských odpadních vod, popřípadě aktivovaný kal z čistírny městských odpadních vod· Přídavek těchto komponent je vhodný zejména jako doplněk k použitému bílkovinnému substrátu*

Při tomto komplexním doplňku k polymeru plastu dochází k optimálním vlastnostem materiálu* lak například přídavkem sušeného aktivovaného kalu získá folie tmavé zbarvení a vysoký skbn k fragmentaci v průběhu venkovní to je sezónní exposice a přídavkem biopolymeru s obsahem dusíku a jiných biogenních prvků se zaručuje vyhovující biologická napadnutelnost tohoto typu folie*

Z materiálu podle vynálezu lze vyrobit například zemědělskou nebo školkařskou folii, respektive nádobky, které mimo to, že v průběhu sezónního použití zkřehnou a rozpadávají se, jsou napadány komplexní půdní mikroflorou, která stráví téměř dvě třetiny hmoty výrobku, poněvadž je tvořena přísadou biopolymerů, především bílkovin·

Následujících několik příkladů ilustruje materiálová složení pro folie či nádobky z plastů a obsahem biopolymerů podle vynálezu* ¹ Příklad 1 i

Při přípravě technologické směsi, to je při zpracovávání v hnětiči, bylo smícháno 8 kg polyetylenového polymeru včetně změkčovadel a dalších technologicky vhodných přísad, s jedním kilogramem jemně rozemletého nečiněného kožního prášku a jedním kilogramem jemně mletých dřevěných pilin,

I tedy dřevní moučky· Směs byla míchána při teplotě kolem 180^0 po dobu asi 15 minut, kdy došlo k jejímu roztavení a zhomogenizování·

Polie vyrobená z této směsi byla napadena mikroflorou již v průběhu venkovní expozice v údobí od května do října·

Původně průhledná folie nabývala postupně matného vzhledu, její povrch zdrsněl a ztrácela se její pevnost· V další sezóně pokračoval její biologický rozpad prognivně·

- 4 223 11S

Příklad 2

Ve válcovém hnětiči bylo homogenizováno 6 kg; technologické směsi polyvinylchloridu, k němuž byly přidány 4 kg práškového klihu· Směs byla míchána a homogenizována a po roztavení zpracována známým způsobem na folii a lisováním upravena do tvaru školkařských nádobek·

Do těchto školkařských nádobek byla vložena zemina· Ve styku s tímto substrátem a s mikroflorou došlo během expozice od března do listopadu ke zkřehnutí a postupnému rozlamování nádobkové hmoty·

Příklad 3

Za podmínek uvedených v příkladu 1 bylo ke 40 kg technologické směsi polyetylenového polymeru přidáno 30 kg rozemletého, sušeného aktivovaného kalu z čistírny koželužských odpadních vod a 30 kg práškové technické želatiny·

Folie vyrobená ze směsi obsahující aktivovaný kal má tmavé zbarvení· Tato folie byla vystavena atmosférickému působení za podmínek uvedených v příkladu 1; byla intenzivně napadána mikroorganismy, maximálně křehla a rozpadla se na fragmenty, které byly dále napadány mikroorganismy, obsaženými v zemině· Folie s obsahem sušeného aktivovaného kalu patří všeobecně k nejvíce degrádabilním ze skupiny fólií podle vynálezu·

Příklad 4

Za podmínek uvedených v příkladu 1, tedy v průběhu zpracovávání polyetylenového polymeru v hnětiči, bylo k 50 kg technologické směsi navíc přidáno 25 kg práškového hydrolyzátu z nečiněných a vyčiněných kožních odpadů, tzv. hydrolyzát Glutinu. Při podrobení expozici podle příkladu 1 se chovala fólie shodným způsobem·

Příklad 5

Za podmínek uvedených v příkladu 1 byla v hnětiči zhomogenizována technologická směs polyetylenového polymeru v množství 40 kg s 25 kg práškového klihu, 25 kg práškového, sušeného aktivovaného kalu z čistírny městských odpadních vod, za současného přilévání 10 kg kožního tuku ve formě tekutiny do hnětiče.

223 1U

- 5 Výsledná folie podle tohoto příkladu se chovala analogicky s fólií podle příkladu 3·

V tabulkách jsou .přehledně shrnuty výsledky některých srovnávacích měření u polyetylenových fólií a u polyetylenových fólií s přísadami podle vynálezu·

Ťab. 1 Přírůstky karbonylových skupin zjištěné IR spektrofotometrií u fólií z polyetylénu s degradabilními přísadami v přirozených povětrnostních podmínkách /jakoAA.s“¹, t.j. podíl absorbance při 1710 cm·¹· a tloušíky fólie v mm/·

exposice	Polyetylenová folie(100 hmotnostních dílů)
dní	kJ.cnT1	bez přísad	10 želatina	10 kožní prášek+10 aktivovaný kal	lOželatins +10 aktive váný kal+ 0*3 PegO^
			hmotnostní díly
48		90	0,375	0,50	0,41	1,07
80		159	0,930	1,47	1,78	—
137		255	2,720	3,04	5,08	5,25
175		300	3,360	4,16	6,00	—
tloušťka mm	0,155	0,160	‘ 0,135	0,190

Přírůstek karbonylových skupin v makromolekule polyetylenové fólie s přídavkem biopolyínerů podle vynálezu dokládá dosažení vyššího oxidačního stupně polymeru během expozice v povětrnostních podmínkách a tak charakterizuje, ve srovnání se vzorkem bez přídavků, vyšší sklon fólie k degradabilitě·

223 118

Tah· 2 Tažnost vzorků a biologická napadnutelnost po exposici v atmosférické stanici

	-—-.m— ctí Jd ^d '>> q q -p Sh + ř>>M Xj-H O			m		porostlé
	•H P Jd					Ctí	e
	r-l Jd					rd
	2d Ctí O M					Φ
					o
	OO					ta
	min +			+»
			•H
				>
				q
	cf			ctí
	CD			P
	_·>			OT
rd	Ctí o				•rd
	q s»			Φ	a
•rl «rl			tšj	>©	1
	•P -P			rd	q	o
•	ctíjd			Φ	OT	Qi
p	r-l Ctí			q	Ή	_'Φ
ca	Φ			m	ι—1	cd rd
o	O			<*> «·	O.	<—1 P
q				'©		Φ OT	s
+»	O Ctí			jd	Φ	O O
o	U3 + Jd	rd		Xj	•rl	ta q
a	Ή		φ	r-l
a				... }£□	xo
	Jd		Vt	2d	<P
o	q	Μ
o	-P	q	í>	>OT	q	|
rd	+	P		•H	xS	P
X»	q*d	OT	P	í—1	o	co ro
	M q	O	OT	m	q	ι-l o
<D	h>n	q	O	>q	>	Φ q	; S
•rl	Jd o	P	q	CO CM	o	O Ο*Φ
. rd	jd	o	>ta	Oi	« Oi r-|
\o	O	a	cd
	mm		-P		-P
				OT
'Ctí					O	1	1
s*	as				q	_+»
o	r-l			oo m	O	ctí ro
a	Φ			e-	Oi	rd O
φ	>CŠJ Ctí			rd	\	φ q
rd	q					o ο*Φε
>»	O td				P	1a OiH
P	Η -P				OT
φ				—“O-	O
>>				q	q	Ve
c—1	43			φ	rd	Ve
o	O			ό s>	Φ
O,				H O	P	O	o
			5>>q	q	rd	CM
•	>(Q			43 Ctí	q
				Φ P		o	O
P	O			q n	ctí	•q	T3
rd				Ol
w					ctí
2d					q
Φ	rtí				'Ctí
«4	ctí
O	ca				Jd
ta	Ή				o		ve
	>q O·				•<d ee	ve
			KO «Φ	o	m	o
	ta			m oo	rd		rd
	φ			m	o	o
	43				•rl	Ό	Q
							•q
φ
o
•H
ro
o Ql'r	1			o o		O	o
Η 1				m			m
©i	3	;-		rd			H

Mimoto dochází u folie se škrobem jenom k vyhledávání zrníček škrobu na povrchu folie a biodegradace neprostupuje do hloubky.

Claims (1)

1. Ρ Π DMÉ I VYNÁLEZU

   Materiál pro výrobu fólií a/nebo tvarovaných výrobků z plastů, obsahující přísadu látek, které zvyšují degradabilitu a biodegradabilitu plastů, vyznačený tím, že sestává ze 40 až 80 hmotnostních dílů polyetylénu nebo póly vinylchloridu, v němž je zamícháno 20 až 60 hmotnostních dílů bílkovinné látky, které vznikají v kožedělném průmyslu jako odpad, zejména nečiněné kolagenní hmoty, želatiny, klihu, hydrolyzátu z nečiněných i činěných odpadů, brusného prachu z usní, činěných postružin, sušeného aktivovaného kalu z čistírny koželužských odpadních vod, popřípadě aktivovaného kalu z čistírny městských odpadních vod, respektive směsi takových bílkovinných látek, v případné kombinaci s živočišnými lipidy nebo dřevěnými pilinami·