CS259860B2

CS259860B2 - Composition for injection shaping

Info

Publication number: CS259860B2
Application number: CS832125A
Authority: CS
Inventors: Fritz Wittwer; Ivan Tomka
Original assignee: Warner Lambert Co
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1988-11-15
Also published as: NZ203783A; NO161570C; CS212583A2; JPS58185648A; PT76443A; DD210293A5; EG16027A; NO161570B; ZA832104B; IN159315B; IL68234A; FI77050C; ES520961A0; FI77050B; PT76443B; NO831062L; DK134183D0; ES8404848A1; AU1277683A; KR910003739B1

Description

Vynález se týká kompozice pro injekční tvarování, zejména pro výrobu farmaceuticky přijatelných tobolek injekčním tvarováním, kdy se používá hydrofilních polymerů.

Hydrofilní polymery jsou polymery s molekulovou hmotností asi 10³ až 10⁷ atomových hmotnostních jednotek, které nejsou v jejich hlavním řetězci a/nebo v jejich bočním řetězci molekulové skupiny a které jsou schopné vytvářet a/nebo zúčastnit se vytváření vodíkových můstků. Takové hydrofilní polymery mají adsorpční isothermu vody, která vykazuje (v teplotním rozmezí asi 0 až 200 °C) inflexní bod v oblasti aktivitního bodu vody 0,5. Hydrofilní polymery jsou odlišitelné od skupiny nazývané hydrokoloidy jejich molekulovou disperzitou.

Existují i další hydrokoloidy, které jsou ve smyslu uvedené definice nehydrofilními polymery a které obsahují více nebo méně sférické nebo vláknité částice, přičemž tyto částice jsou tvořeny několika mrakromolekulami hydrofilního polymeru s molekulovou hmotností v rozmezí 10³ až 10⁷ atomových hmotnostních jednotek a mají velikost 0,01 až 10 mikrometrů, což je typická velikost koloidních částic.

Jak je známo, byly vyvinuty stroje na výrobu tobolek z polymerů, které využívají, technologie tváření máčením. Při této technologii se kolík tvarovaný do tvaru tobolky namočí do roztoku polymeru, načež se tento kolík z roztoku polymeru odstraní, polymer utkvělý na kolíku se vysuší, vysušený polymer ve tvaru tobolky se z kolíku sejme, seřízne na správnou délku a obě strany tobolky se spojí. Takovéto dosud známé stroje na výrobu tobolek používají kombinaci mechanických a pneumatických prvků, přičemž dosahují výkonu až 1 200 tobolek velikosti 0 za minutu.

I když jsou výše popsané stroje pro daný účel v podstatě dostačující, přesto je žádoucí vyrábět tobolky značně vyšší rychlostí přesahující i 15 000 tobolek velikosti 0 za minutu, přičemž je současně nezbytné důkladně kontrolovat vlastnosti použitého polymeru z hlediska toho, aby výroba tobolek probíhala hygienicky a aby vyrobené tobolky měly minimální rozměrové odchylky a mohly být plněny ve vysokovýkonných plnících zařízeních.

Základní požadavek kladený na materiál, který má být tvarován injekčním vstřikováním, spočívá v tom, aby tento materiál byl schopen přechodu za teplotu přechodu do skelného stavu při teplotách, při kterých ještě nedochází к jeho tepelné degradaci ani к tepelnému poškození vstřikovacího lisu a které jsou v možnostech použitého vstřikovacího lisu.

Shirai et al. popisuje v patentu US 4 216 240 postup injekčního vstřikování, kterého se používá к výrobě orientovaného vláknitého proteinového produktu. Při tomto tvarovacím procesu se musí použitá proteinová směs za účelem převedení na teku tou hmotu denaturovat, čímž ztrácí do značné míry schopnost rozpouštět se. Navíc se tímto postupem nezískají transparentní produkty.

Nakatsuka et al. popisuje v patentu US 4 076 846 použití binárních směsí škrobu se solemi proteinových materiálů к získání jedlého tvarovaného produktu postupem injekčního vstřikování. Heusdens et al. popisují v patentu US 3 911 159 tvorbu vláknité proteinové struktury použitelné к získání jedlých produktů zlepšené měkkosti.

Cílem vynálezu je vyvinout novou a zlepšenou tvarovatelnou kompozici hydrofilních polymerů, která by byla použitelná ve vstřikovacím lisu opatřeném mikroprocesorem a která by neměla výše uvedené nedostatky kompozic podle známého stavu techniky, tzn. že by na rozdíl od kompozice popsané v patentu US 4 216 240 poskytovala transparentní sklovité tobolky, na rozdíl od kompozice popsané v patentu US 4 076 846 by poskytovala tobolky bez přísady škrobu, na rozdíl od kompozice popsané v patentu US 3 911 159 by poskytovala tobolky bez vláknité proteinové struktury a zejména by poskytovala tobolky, které by po vyhození z formy vykazovaly menší deformaci než dosud vyráběné tobolky.

Dalším cílem je vyvinout novou a zlepšenou tvarovatelnou kompozici hydrofilních polymerů, která by byla použitelná ve vstřikovacím lisu opatřeném mikroprocesorem při způsobu formování tobolek kontinuálním snímáním a regulováním provozních parametrů za účelem zabránění degradace formované kompozice hydrofilních polymerů a deformace vyráběných tobolek.

Konečně posledním cílem vynálezu je vyvinout tvarovatelnou kompozici hydrofilních polymerů, která by byla použitelná ve vstřikovacím lisu opatřeném mikroprocesorem při způsobu tvarování tobolek vysokou rychlostí a s vysokou přesností, aby bylo možné plnit tyto tobolky ve vysokovýkonném plnicím zařízení.

Předmět vynálezu je kompozice pro injekční tvarování při teplotě 50 až 190 °C a tlaku 60 až 300 MPa, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje vodný roztok hydrofilního polymeru zvoleného ze skupiny zahrnující želatinu mající distribuci molekulové hmotnosti v rozmezí 10 000 až 2 000 000 atomových hmotnostních jednotek a v rozmezí 10 000 až 2 000 000 a 10 000 000 až 20 000 000 atomových hmotnostních jednotek, celulosoftalátové deriváty a agar a obsahující vodu v množství 5 až 25 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost hydrofilního polymeru.

S výhodou obsahuje kompozice podle vynálezu 5 až 95 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho nastavovadla zvoleného, popřípadě zvolených ze skupiny zahrnující rostlinné proteiny, jako například slunečnicové proteiny, proteiny bavlníko vých semen, podzemnicové proteiny a proteiny řepkových semen, laktózu, arabskou gumu, akryláty, methakryláty, celulózu a ve vodě rozpustné deriváty celulózy, jako například hydroxyethylcelulózu, celulózoacetátoftalát, hydroxypropylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózoftalát, methylcelulózu, sodnou sůl karboxymethylcelulózy a hydroxymethylcelulózu, polymery kyseliny akrylové, polyvinylpyrrolidon, šelak, bentonit, vinylacetátové polymery, polyvinylacetátoftalát, ftalátovanou želatinu, sukcinátovanou želatinu, kyselinu krotonovou a polysacharidy, jako například agar.

S výhodou obsahuje kompozice podle vynálezu zesilující činidlo, přidané bezprostředně před injekčním tvarováním, jako například soli vícemocných kovů, zejména hlinité soli, aldehydy a ketony, zejména formaldehyd, kyseliny a anhydridy kyselin, chloridy organických kyselin a anhydridy tetrakarboxylových kyselin, sloučeniny s více než dvěma snadno odštěpitelnými heterocyklickými 3-člennými kruhy, zejména ethylenoxid, estery polyfunkčních methansulfonových kyselin, bezdusíkové polyfunkční sloučeniny, zejména epichlorhydrin, dusík — obsahující polyfunkční sloučeniny, zejména hexamethylendiisokyanát, karbodiimidy, sulfobetainkarbodiimidy, karbamoyloxypyridiniové soli, karbamoyloniové soli, isoxazoliové soli, bis-isoxazoliové soli a diisokyanáty.

S výhodou obsahuje kompozice podle vynálezu 0,5 až 40 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydroxilní polymer-voda, alespoň jednoho změkčovadla zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující polyethylenglykol, glycerín, sorbit, dloktylsulfosukcinát sodný, triethylcitrát, tributylcitrát, 1,2-propylenglykol a mono-, di- a triacetát glycerinu.

S výhodou kompozice podle vynálezu obsahuje 0,1 až 10 °/o hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho maziva zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující stearát hlinitý, stearát vápenatý, stearát hořečnatý, talek a silikony.

S výhodou kompozice podle vynálezu obsahuje 0,001 až 10 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho barviva zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující azobarviva, oxidy železa, oxid titaničitý a přírodní barviva.

Metoda stanovení distribuce molekulové hmotnosti rozličných typů želatiny, použitelných jako součástí kompozice podle vynálezu, je popsána v I. Tomka, Chimia. 30, 534—540 (1976) a v I. Tomka, et al., Phot. Sci. 23, 97 (1975).

Použití vstřikovacího lisu pro výrobu želatinových tobolek a tobolek z tvarovatelných hydrofilních polymerů obdobných vlastností je nové a nebylo dosud v odborné literatuře popsáno. Vynález se liší od známého stavu techniky, který byl popsán v předcházející části popisu, jednak charakterem použitých kompozic a jednak poznáním, že želatina a ostatní uvedené hydrofilní polymery mají teplotu tání v teplotním rozmezí použitelném pro postup injekčního vstřikování a to za předpokladu, že obsah vody v želatině nebo v jiném uvedeném hydrofilním polymeru leží ve vymezeném rozmezí, což umožňuje zabránit jakémukoliv podstatnému vysušení nebo zvlhčení tobolek.

Vynález se týká tvarovatelné hydrofilní polymerní kompozice, s výhodou želatiny, použitelné pro výrobu tobolek v zařízení tvořeném kombinací vstřikovacího lisu a mikroprocesoru. Při aplikaci tohoto vynálezu se používá rozličných typů želatiny, jako například z kysele nebo alkalicky zpracovaného osseinu, z kysele zpracované vepřovice nebo z alkalicky zpracované hověziny.

I když se počítá s tím, že se ve vstřikovacím lisu kombinovaném s mikroprocesorem budou vyrábět tobolky z rozličných typů kvalitní želatiny, bylo zjištěno, že v tomto vstřikovacím lisu mohou být rovněž vyrobeny tobolky za použití želatiny, která má s výhodou nižší kvalitu a která je bezprostředně před vstřikováním modifikována kovalentními a/nebo nekovalentními zesíťovacími činidly, které jsou tvořeny například:

— solemi vícemocných kovů, jakými jsou například hlinité a vápenaté soli, kyselinou boritou, kamencem draselným a kamencem amonným;

— solemi chrómu, hliníku nebo zirkonu (octan chromitý, kamenec chromitý), které jsou popsány v patentech DT 24 39 553 Al, DT 26 26 026 Al, DT 21 48 428 a DT 25 05 746;

— aldehydy a ketony, jakož i jejich halogenovanými deriváty, jakými jsou formaldehyd, paraformaldehyd, 2,4,6-trinitrobenzaldehyd, chinony (benzochinon), 1,2 a 1,3-dikarbonylové sloučeniny, jako glyoxal, 1,2-cyklohexandion;, — 1,5-dialdehyd glutaraldehyd);

— kyselinami a anhydridy kyselin, jakými jsou například kyselina chlormukonová, chloridy organických kyselin a anhydridy tetrakarboxylových kyselin;

— sloučeninami s výce než dvěma snadno odštěpitelnými heterocyklickými 3-člennými kruhy, jakými jsou například ethylenoxid a ethylenimin;

— estery polyfunkčních methansulfonových kyselin;

— bezdusíkovými polyfunkčními sloučeninami včetně ethylenglykoldimethakrylátu, diepoxybutanu, epichlorhydrinu, dichlorpropanolu, diethylenglykoldimethakrylátu a dichlormethyl- a dichloroktyletheru;

— dusík obsahujícími polyfunkčními sloučeninami, jakými jsou například hexamethylendiisokyanát, dimethyladipimát, bisdiazobenzidin, Woodvvardovo činidlo K, N,N‘-[l,3-fenylen)bismaleinimid, N,N‘-ethyleu-bis-( jodacetamid), močovina, kyselina trichlorisokyanurová, ethylen-bis-methakrylamid, tetrachlorpyrimidin, dimethylolmočovina, dimethylolethylenmočovina, methylol- a dimethylolakrylamid, stejně jako zesíťovací činidla popsaná v patentech DE 23 38 294 B2, DT 24 39 553 AI, DT 25 05 746 AI, DT 26 25 026 AI, EUR 0 021 108, US 3 321 213 a DT 21 48 428;

— - karbodiimidy;

— sulfobetainkarbodiimidy;

— karbamoyloxypyridiniovými solemi;

— karbamoyloniovými solemi;

— l-N-ethoxykarboxy-2-ethoxydihydrochinolinem;

— isoxazoliovými solemi;

— bis-isoxazoliovými solemi a — diisokyanáty.

Pro výrobu tobolek z výše popsaných hydrofilních polymerů lze kvalitu těchto tobolek optimalizovat použitím změkčovadel, maziv a barviv, které mají výhodně farmaceutický stupeň čistoty.

Farmaceuticky přijatelná změkčovadla, kterými jsou například polyethylenglykol nebo s výhodou změkčovadla s nízkou molekulovou hmotností, jako glycerin, sorbit, dioktylsulfosukcinát sodný, triethylcitrát, tributylcitrát, 1,2-propylenglykol, mono-, dia tri-acetáty glycerinu a podobně, se používají v množství 0,5 až 40 °/o hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda.

Farmaceuticky přijatelná maziva, jakými jsou například stearát hlinitý, stearát vápenatý a stearát hořečnatý, talek, silikony a podobně, se používají v množství 0,1 až 10 procent, s výhodou 0,1 až 5 %, hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda.

Farmaceuticky přijatelná barviva, kterými jsou například azobarviva a ostatní barvivá a pigmenty, jako například oxidy železa, oxid titaničitý, přírodní barviva a podobně, se používají v množství 0,001 až 10 procent, s výhodou 0,001 až 5 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda.

V následující části popisu bude blíže popsána výroba tobolek za použití želatiny, jakožto zástupce hydrofilních polymerů podle vynálezu, s odkazy na připojené výkresy, na kterých:

— obr. 1 zobrazuje uspořádání šnekového vstřikovacího lisu pro výrobu tobolek;

— obr. 2 zobrazuje schéma pracovního cyklu injekčního vstřikování, při kterém se vyrábí uvedené tobolky;

— obr. 3 zobrazuje schéma vstřikovacího lisu pro výrobu tobolek kombinovaného s mikroprocesorem;

— obr. 4 zobrazuje detailně výstupní stranu vstřikovacího lisu pro výrobu tobolek;

— obr. 5 zobrazuje graf závislosti viskozity ve smyku (shear viscosity) na rychlosti smykové deformace při výrobě želatinových tobolek;

— obr. 6 zobrazuje tvářecí diagram pro tváření želatiny v závislosti na čase, teplotě, tlaku a obsahu vody v želatině;

— obr. 7 zobrazuje graf závislosti teploty želatiny na obsahu vody v želatině, ve kterém jsou vyznačeny pásmo teplot skelného přechodu a pásmo teplot přechodu želatiny do taveniny;

— obr. 8 zobrazuje graf diferenční tepelné analýzy, ve kterém je vynesena závislost rychlosti spotřeby tepla na stoupající teplotě želatinového vzorku podle vynálezu;

— obr. 9 zobrazuje graf závislosti logaritmu modelu objemové pružnosti želatiny na teplotě podle vynálezu;

— obr. 10 zobrazuje graf závislosti rovnovážného obsahu vody v želatině na celkové aktivitě vody (a_w) a — cbr. 11 zobrazuje graf diferenční tepelné analýzy adsorpce vody v závislosti na obsahu vody v želatině podle vynálezu.

Z obrázku 1 je patrné, že vstřikovací lis 27 sestává ze tří částí: ze zásobníkové jednotky 5, ze vstřikovací jednotky 1 a z formovací jednotky 2.

Funkce zásobníkové jednotky 5 spočívá v tom, že se sem přivádí želatina 4, která se zde přechovává při konstantní teplotě a udržuje se v ní konstantní obsah vody, načež se podle potřeby tato želatina 4 odvádí do vstřikovací jednotky 1. Tato zásobníková jednotka sestává z vertikálního válce 30, který je v horní části 31 uzavřen a zde opatřen vstupním otvorem 32 pro přivádění želatiny 4 do zásobníkové jednotky 5. Uvedený vertikální válec 30 je ve spodní části uzavřen kónickou nálevkou 33, která je opatřena výpustním otvorem 34 pro vypouštění želatiny 4 ze zásobníkové jednotky 5 do vstřikovací jednotky 1.

Vertikální válec 30 je rovněž opatřen vzduchovým potrubím 35, které spojuje horní část 31 s kónickou nálevkou 33 a ve kterém cirkuluje vzduch, nucený к cirkulaci dmychadlem 36. Teplota vzduchu je regulována tyristorem 37 a relativní vlhkost tohoto vzduchu je regulována parním injektorem 38.

Funkce vstřikovací jednotky 1 spočívá v tom, že se želatina 4, přiváděná ze zásobníkové jednotky 5 skrze napájecí otvor 54 vstřikovacího lisu 27, v bubnu 17 roztaví, rozpustí ve vodě a takto se změkčí a převe de na změkčenou želatinu 14, která se potom vede do formovací jednotky 2.

Funkce formovací jednotky 2 spočívá v tom, že v ní dochází к automatickému otevírání a uzavírání formy 6, která zahrnuje dutiny 1.9 formované ve tvaru vyráběných tobolek, а к vyhazování již hotových tobolek 7 z formy 6.

V bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 vstřikovací jedootky 1 je uspořádán šnek 8, který se může jed otáčet a jednak konat posuvný pohyb dopředu a dozadu. V případě, že se ·ο’.ΐο hmk 8 otáčí, plní funkci roztavení, rozpi-šimií ve vodě a změkčení želatiny 4. V případě, že se tento šnek 8 posouvá ve směru své osy, potom plní funkci, spočívající v transportu změkčené želatiny 14 do formy 6 injekčním vstřikováním.

Šnek 8 je poháněn kapalinovým motorem 9 s řízenou rychlostí otáčení přes převod 10.

- Axiální posun šneku 3 dopředu nebo dozadu je zprostředkován duplexním hydraulickým válcem 11.

Hromadění změkčené želatiny 14 před čelem otáčejícího se šneku 8 způsobuje, že šneková soustava 20, obsahující šnek 8, převod 10 a kapalinový motor 9, je tlačena směrem dozadu až dospěje к meznímu spínači 12. Posun soustavy se zastaví a po uplynutí času, který je nezbytný к tomu, aby se želatina 4 dostala do stavu změkčené želatiny 14, se přivádí hydraulická kapalina do duplexního hydraulického válce 11, čímž se dosáhne toho, že šneková soustava 20 se pohybuje směrem dopředu a čelo šneku 8, které působí jako píst, vytlačuje změkčenou želatinu 14 skrze tělo 50 ventilové soustavy, zíihrnojící jednoccstný ventil 15, jehlový ventil 23, trysku 22 a výstupní otvor 21, do formovací jednotky.

Jednncestný ventil 15 brání tomu, aby změkčená želatina 14 unikala zpět přes šroubovicové lopatky 16 šneku 8.

Roben Í7 vstřikovacího lisu 27 je vybaven parními topnými hady 18, které ohřívají želatinu 4 během jejího stlačování šnekem 8 a převádění do stavu změkčené želatiny 14, Přitom je žádoucí, aby změkčená želatina 14 byla zahřívána na pokud možno co nejnižší teplotu a aby byla transportována při pokv/d možno co nejnižší rychlosti šneku 8.

Rychlost šneku 8 a zahřívání změkčené želatiny 14 v bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 prostřednictvím parních topných hadů 18 regulují kvalitu a výstupní rychlost změkčené želatiny 14 vstřikované do formovací jednotky 2. Formovací jednotka 2 obsahuje formu 6, která je tvořena dutinami 19 majícími tvar vyráběných tobolek. Do těchto dutin 19 je vstřikována změkčená želatina 14, která je zde potom udržována pod tlakem. Formu 6 obklopuje chladicí potrubí 24, které ochlazuje vstříknutou změkčenou želatinu 14 ve formě 6 a když je tato želatina dostatečně ztuhlá, formovací jednotka se otevře, forma 6 se separuje a vy robené tobolky jsou z formy В vyhozeny.

Na obrázku 2 je zobrazen pracovní cyklus injekčního vstřikování pro želatinu 4, obsahující přibližně 17 % hmotnosti vody, v závislosti na čase, teplotě a tlaku. Obecně probíhá tento pracovní cyklus ve vstřikovacím lisu 27 podle nás» cd v jící ho schématu:

a) želatina 4 se převede do zásobníkové jednotky 5, kde se uschovává pří teplotě okolo 100 °C a tlaku 0,1 až 0,5 MPa, přičemž se zdo udržuje obsah vody v želatině v rozmezí 5 až 25 % hmotnosti;

b) tato želatina se roztaví při regulované teplotě v- rozmezí 10 až 190 °C a tlaku 60 až 300 MPa při zachování obsahu vody v želatině 5 až 25 % hmotnosti;

c) roztavená želatina se potom rozpustí ve vodě při teplotě 50 až 190 °C a tlaku 60 až 300 MPa a při obsahu vody v želatině 5 až 25 % hmotnosti;

d) rozpuštěná želatina se změkčí za teploty 50 až 190 °C a tlaku 60 až 300 MPa. při obsahu vody v želatině 5 až 25 % hmotnosti;

e) změkčená želatina se injekčně vstřikuje do formy 6 při teplotě nižší než 50 °C a vstřikovacím tlaku 60 až 300 MPa, přičemž se udržuje upínací tlak formy Ώ mžží než asi 600 kN a

f) hotové tobolky 7 se vvhazují z formy 6.

Jestliže se v grafu praemmího cyklu na obrázku 2 vychází z bodu A, potom se od tohoto okamžiku šnek 8 posouvá směrem dopředu a plní formu 6 změkčenou želatinou 14, což trvá do okamžiku, který je na grafu vymezen bodem B; od tohoto okamžiku až do okamžiku, který je na grafu označen písmenem C, se vstříknutá změkčená želatina 14 udržuje ve formě 6 pod vysokým tlakem. Tento časový úsek, který se na grafu nachází mezi body В a C, se nazývá výdrž. Od bodu В brání jednocestný ventil 15, nacházející se v tomto okamžiku v úrovni konce šneku 8, tomu, aby změkčená želatina 14 proudila zpět skrze trysku 22 do oblasti šneku 8.

Během časového úseku, který byl označen jako výdrž, se do formy 6 mjikuje určité dodatečné množství změkčené želatiny 14, čímž se vyrovná kontrakce ocshlazené a ztuhlé změkčené želatiny 14. Později se výstupní otvor 21, který představuje úzký vstup do formovací jednotky 2, uzavře, čímž se formovací jednotka 2 izoluje od vstřikovací jednotky 1. Změkčená želatina 14 je ve formě 6 stále pod vysokým tlakem,

V okamžiku, kdy změkčená želatina 14 je ochlazena a ztuhlá, poklesne tlak na hodnotu, která je ještě dostatečně vysoká, aby se zabránilo vzniku propadlin v tobolkách, avšak která již není tak vysoká, aby bylo obtížné odstranit tobolky 7 z dutin 19, tvarovaných do tvaru vyráběných tobolek, vytvořených ve formě 6.

V okamžiku, kdy se uzavře výstupní otvor 21 (tento okamžik je na uvedeném grafu označen bodem C), začne se otáčet šnek

8. Přitom se změkčená želatina 14 ukládá ve válcovém prostoru před čelem šneku 8, vytvořeném zpětným axiálním posuvem šneku 8, což trvá až do okamžiku, který je na uvedeném grafu označen písmenem D. Rychlost toku změkčené želatiny je regulována rychlostí šneku 8 a tlak je regulován zpětným tlakem (tzn. hydraulickým tlakem působícím na šnekovou soustavu 20), který zase stanovuje ve změkčené želatině 14 v trysce 22 nacházející se před šnekem 8.

Když je v prostoru před čelem šneku 8 dostatečné množství změkčené želatiny 14 pro další vstřik, šnek 8 se přestane otáčet a tento okamžik je na uvedeném grafu označen bodem D. V časovém úseku, který se na grafu nachází mezi body D a E se želatina 4 (šnek 8 je ve stacionárním stavu) dále taví teplem přiváděným z parních topných hadů 18, uspořádaných na bubnu 17 vstřikovacího lisu 27. Tento časový úsek je označen jako prohřívací doba. Mezitím dojde к vyhození ztuhlých tobolek 7, vyrobe ných při předcházejícím vstřiku, z formy 6.

Potom se forma 6 uzavře, aby byla připravena přijmout další vstřik změkčené želatiny 14.

Všechny tyto operace jsou automatizovány a regulovány mikroprocesorem.

Z obrázku 3 je patrné, že pracovní cyklus injekčního vstřikování, který je schematicky zobrazen na obrázku 2, je realizován ve vstřikovacím lisu 27 pomocí hydraulických a elektrických složek a odpovídajících obvodů řízených mikroprocesorem 28.

Při použití obvodů v pevné fázi, jakož i rychlostních, limitních, teplotních a tlakových spínačů pro elektrické a hydraulické systémy, používá mikroprocesor 28 podle vynálezu příkazové řídicí signály, které jsou uloženy v paměti 51 a které slouží к nastavení Časových, tlakových a teplotních podmínek uvedených v následující tabulce 1 pro pracovní cyklus injekčního vstřikování, schematicky zobrazený na obrázku 2 a realizovaný ve vstřikovacím lisu 27, zobrazeným na obrázku 3, pro výrobu želatinových tobolek 7.

Tabulka 1

Rozmezí času, teploty a tlaku pro pracovní cyklus injekčního vstřikování Body

	A	В	c	D	D
Čas (s)	10²— 1	10^-2— 1	10^-2— 1	10²—1	10~²—1
Teplota (°C)	okolí až 100	50—190	50—190	50—190	501—190
Tlak (MPa)	0,1-0,5	60-300	60-300	0—300	60—300

Na obrázku 3 je zobrazen vstřikovací lis 27, který je za účelem provádění injekčního vstřikování podle vynálezu spojen s mikroprocesorem 28.

Kombinace injekčního vstřikovacího lisu 27 s mikroprocesorem 28 obsahuje šest kontrolních obvodů, přičemž pět z těchto obvodů je tvořeno uzavřenými zcela analogovými obvody a zbývající jeden obvod je dvoupolohový obvod.

Jestliže se vychází v pracovním cyklu injekčního vstřikování, který je schematicky zobrazen na obrázku 2, z bodu A, ve kterémžto okamžiku začíná injekční vstřikování změkčeného vstřikovacího materiálu do formy 8, potom kontrola pracovního cyklu probíhá následujícím způsobem:

Jestliže se před čelem šneku 8 nahromadí dostatečné množství změkčené želatiny 14 (čas к tomu potřebný je kontrolován mikroprocesorem) a jestliže se šneková soustava 20, obsahující šnek 8, kapalinový motor 9 a převod 10, posune dostatečně dozadu proti konstantnímu zpětnému tlaku regulovanému kontrolním obvodem 2, vyšle mezní spínač 12 signál do snímacího obvodu 14. Po splnění uvedených dvou podmínek řídí řídicí obvod 4 přítok hydraulické tekutiny do přední části duplexního hydraulického válce 11. To způsobí pohyb šnekové soustavy 20 směrem dopředu, v důsledku čehož se vstřikuje změkčená želatina 14 do formy 6 až do okamžiku, zobrazeném na grafu pracovního cyklu z obrázku 2 bodem B; potom zůstane šnek 8 až do okamžiku, zobrazeném na uvedeném grafu bodem C, v klidové poloze, čímž udržuje změkčenou želatinu 14 ve formě 6 pod vysokým tlakem. Čas této prodlevy, označené jako výdrž, je kontrolován také mikroprocesorem 28.

Během tohoto formovacího cyklu, počínajícího v bodě B, proudí změkčená želatina 14 do formy 6 a výstupní otvor 21 se uzavře až v bodě C tvářecího cyklu.

V bodě C pracovního cyklu injekčního vstřikování se šnek 8 začíná opět otáčet a hydraulický tlak v přední části duplexního hydraulického válce 11 se sníží na tlak, který je jen o trochu nižší než tlak v zadní části duplexního hydraulického válce 11.

Uvedený šnek 8 je tedy udržován pod konstantním tlakem vůči formě 6 prostřednictvím tlaku v zadní části duplexního hydraulického válce 11. Toho se dosáhne pomocí kontrolního obvodu 2, ve kterém obvod

259360 s tlakovým čidlem 12 ovládá hydraulický ventil.

Když se tedy šnek 9 opětovně otáčí přivádí se znovu želatina 4 do bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 ze zásobníkové jednotky 5. Za určitou dobu, která je vymezená rychlostí otáčení šneku 8, kontrolovanou kontrolním obvodem 3, je do bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 přivedeno přesné množství želatiny 4. Kontrolní obvod 3 je buzen rychlostním čidlem v obvodě 1з, měřícím rychlost otáčení šneku 8, a ovládá hydraulický proporcionální ventil 93, čímž se zajistí konstanlní rychlost otáčení kapalinového motoru 9 a to bez ohledu na změny točivého momentu vznikajícího v důsledku nerovnoměrného zavádění vsázky želatiny 4 do bubnu 17 vstřikovacího lisu 27.

Když je přivádění želatiny 4 do bubnu 17 ukončeno, šnek 8 se přestane otáčet, což v pracovním cyklu injekčního vstřikování z obrázku 2 odpovídá bodu D. Během prohřívací doby pracovního cyklu injekčního vstřikování, vyznačené na obrázku 2 úsekem mezi bědy D až A, se želatina 14 zcela změkčí za teplotních podmínek kontrolovaných kontrolním obvodem 1.

Teplotní čidlo obvodu h dává signály tyristorovému regulátoru Ol tepla, regulujícímu vyhřívání bubnu 17 vstřikovacího stroje 27 pod kontrolou kontrolního obvodu 1.

Během časového intervalu mezi body II až E pracovního cyklu injekčního vstřikování z obrázku 2 se forma 6 ochladí do té míry, že hotové želatinové tobolky 7 mohou být vyhozeny z formy 6.

Po vyhození želatinových tobolek 7 z formy 6 se pracovní cyklus injekčního vstřikování vrátí opět do bodu A, ve kterémžto okamžiku již došlo к nahromadění určitého objemu změkčené želatiny 14 před čelem šneku 8 (je uveden v činnost snímací obvod 14) a pracovní cyklus injekčního vstřikování podle obrázku 2 může být opakován.

je důležité poznamenat, že uzavřené kontrolní obvody 5 a 9 udržují přesný obsah vody v. želatině v zásobníkové jednotce 5, což je nezbytné pro průběh vlastní vstřikovací operace požadovanou rychlostí.

Mikroprocesor 28 obsahuje paměť 51, ve které jsou uloženy požadované provozní parametry; dále obsahuje snímací a signální sekci 52, která přijímá signály z čidel charakterizující okamžité provozní podmínky, udržuje odchylku mezi požadovanými a skutečnými provozními podmínkami a vysílá signály do řídicí sekce 53, která aktivuje tyristory a ventily za účelem korekce provozních podmínek.

Na obrázku 4 je zobrazeno tělo 50 ventilové soustavy s výstupním otvorem 21, tryskou 22, jehlovým ventilem 23 a jednocestným ventilem 15. Tyto prvky pracují následujícím způsobem:

V okamžiku, odpovídajícím bodu A na grafu pracovního cyklu injekčního vstřikování z obrázku 2, je jehlový ventil vytažen z výstupního otvoru 21 a jednocestný ventil 15 je odtažen z těla 50 ventilové soustavy a vytváří takto vstupní otvor 55 pro změkčenou želatinu 14 do trysky 22, která vymezuje nabíjecí komoru pro změkčenou želatinu. Změkčená želatina 14 se vstřikuje tryskou 22 do formy 6 v časovém úseku, který se v pracovním cyklu vstřikovacího procesu na obrázku 2 nachází mezi body A a B.

V okamžiku, odpovídajícím v grafu pracovního cyklu vstřikovacího procesu bodu C, se jehlový ventil 23 posune dopředu a uzavře výstupní otvor 21, který zůstane uzavřen po dobu, která na grafu pracovního cyklu vstřikovacího procesu odpovídá úseku mezi body С a E; forma 6 je uzavřena a iobolky 7 ve formě 8 se ochlazují. Jehlový veni.il 23 zůstane mezi body E a A pracovního cyklu injekčního vstřikování uzavřen a během této doby dochází к vyhození tobolek 7 z formy 6.

Celkový čas mezi okamžiky odpovídajícími bodům В a A musí být kratší než 5 sekund, aby nedocházelo к tuhnutí změkčené želatiny 14 v trysce 22. To je důležitý znak vynálezu, neboť:

a) se tím umožní vyšší rychlost výroby tobolek a zvýší se tedy výkon zařízení;

b) nedochází ke ztrátám změkčené želatiny 14 během pracovního cyklu injekčního vstřikování v důsledku toho, že nedochází ke ztuhnutí změkčené želatiny v trysce 22;

c) je zde pouze minimální riziko degradace změkčené želatiny 14, neboť prochází pracovním cyklem jen po velmi krátkou dobu a je v každém pracovním cyklu použita jen jednou, neboť změkčená želatina tuhne až v dutinách 19 tvarovaných do tvaru vyráběných tobolek a nikoliv už v trysce 22.

Jednocestný ventil 15 a jehlový ventil 23 jsou ovládány s pružinou spojenou pákou 25, která normálně uzavírá jak výstupní 0tvor 21, tak i trysku 22, dokud není páka 25 posunuta proti tlaku uvedené pružiny vačkou na pokyn signálu z mikroprocesoru 28.

Termomechanické vlastnosti želatiny, tj. modul objemové pružnosti a ztrátový modul při rozličných teplotách, jsou silně závislé na obsahu vody v želatině. Injekční vstřikování podle vynálezu může být použito pro želatinu s obsahem vody s výhodou v rozmezí 5 až 25 %. Spodní mez obsahu vody je dána maximální provozní teplotou 190 °C, která nemůže být překročena, neboť by jinak došlo к degradaci želatiny. Horní mez je dána lepkavostí vyrobených tobolek, ke které by došlo, kdyby želatina obsahovala více než 25 % hmotnosti vody.

V následující tabulce 2 jsou shrnuty zkratky, kterých je použito v následujícím textu přihlášky vynálezu.

259060

Tabulka 2

Zkratky použitých fyzikálních podmínek

Zkratka	Jednotka	Popis
Ta, Pa	°C Pa	Okolní teplota a tlak
H (T,P)	kj. kg¹	Entalpie hydrofilního systému polymer-voda při daném tlaku a teplotě.
x (T, P)	N^_1 . m²	Stlačltelnost hydrofilního polymeru při daném tlaku a teplotě; její numerickou hodnotou je relativní změna objemu v důsledku změny tlaku
' 1		na jednotku množství.
α (T, P)	o_C-i	Teplotní koeficient objemové roztažnosti hydrofilního polymeru při dané teplotě a tlaku; jeho numerickou hodnotou je relativní změna objemu v důsledku změny teploty na jednotku množství.
V [g, T, P)	kg . s¹	Rychlost tečení hydrofilního polymeru při dané teplotě, tlaku a rychlosti smykové deformace; její numerickou hodnotou je objem taveniny opouštějící výstupní průřez vstřikovacího lisu za jednotku času při použité rychlosti smykové deformace.
T_GI. T_G2 (X)	°C	Teplotní rozmezí skelného přechodu hydrofilního polymeru.
Tmi, T_m2 (X)	°C	Teplotní rozmezí tání částečně krystalického hydrofilního polymeru
Те (t)	°C	Teplota hydrofilního polymeru v trysce vstřikovací jednotky.
Tm (t)	°C	Teplota hydrofilního polymeru ve formě.
Pm	Pa	Tlak hydrofilního polymeru ve formě.
Pe X	Pa	Tlak hydrofilního polymeru v trysce. Obsah vody v hydrofilním polymeru, vyjádřený jako hmotnostní frakce v systému hydrofilní polymer-voda, jehož hmotnost je rovna 1.

Pro kontrolu a regulaci procesu injekčního vstřikování je zapotřebí znát:

1. spotřebu tepla při tavícím procesu:

H (T_E, P,.J - H (T_a, PJ;

2. rychlost zahřívání hydrofilního polymeru ve vstřikovacím lisu. К výpočtu této veličiny je zapotřebí znát součinitel prostupu tepla hydrofilního polymeru a součinitel přestupu tepla v soustavě hydrofilní polymer — konstrukční materiál bubnu vstřikovacího lisu, který je ve styku s hydrofilním polymerem. Z rychlosti zahřívání hydrofilního polymeru a z uvedené spotřeby tepla je možné určit minimální dobu nezbytnou к přípravě hydrofilního polymeru к injekčnímu vstřikování a nutnou vyhřívací kapacitu vstřikovacího lisu.

3. Hodnota T_E závisí na hodnotě X hydrofilního polymeru. Jestliže je obsah vody v hydrofilním polymeru příliš nízký, bude rezultující hodnota T_E příliš vysoká, což může mít za následek degradaci použitého hydrofilního polymeru. Za účelem udržení hodnoty T_E pod 190 °C je zapotřebí, aby hydrofilní polymer obsahoval minimálně alespoň 5 % hmotnosti vody.

4. Rovněž rychlost tečení V (T, P) je silně závislá na obsahu vody v hydrofilním polymeru. Za účelem urychlení injekčního vstřikování jo třeba vysoké rychlosti tečení V (T, P), které může být dosaženo při vysokém obsahu vody v hydrofilním polymeru.

Horní hranice obsahu vody v hydrofilním polymeru je dána lepkavostí a mechanickým poškozením vyrobených tobolek, ke kterému by dóšlo, kdyby obsah vody v hydrofilním polymeru přesahoval tuto horní mez; vzhledem к tomu by neměl obsah vody v hydrofilním polymeru přesahovat hodnotu 0,25.

Při ochlazování a tuhnutí taveniny hydrofilního polymeru dochází ke zmenšení jeho objemu úměrně teplotní změně T_M — T_a. Uvedená objemová změna může mít za následek vznik dutin ve stěně vyrobené tobolky nebo zmenšení velikosti vyráběné tobolky a tedy především nepřijatelnou kvalitu těchto tobolek.

Obligatorním požadavkem při výrobě tobolek je vymezení maximálně přípustné rozměrové odchylky, která v daném případě činí 1 %. Aby se kompenzovalo toto smrštění, ke kterému dochází při uvedené změně teploty, musí být forma plněna při určitém tlaku P_M. Tento tlak je dán hodnotami veličin (T, P) a (T, P). Vstřikovací tlak P_E je závislý na teplotě T_E, která je zase, jak již bylo uvedeno, silně závislá na obsahu vody v hydrofihiím polymeru X.

Nq obrázku 5 je zobrazena závislost viskozitv ve smyku (shear viscosity) na rychlosti smykové deformace želatiny s obsahem vody X rovným 0,17 při teplotě 90 °C. Kapilára měla průměr d = 1,05 mm a délku 5 milimetrů. Poměr délky kapiláry к jejímu průměru L/d byl tedy roven 4,75.

Na obrázku 6 je zobrazen tvářecí diagram pro želatinu s obsahem vody 0,17. Během injekčního vstřikování je změkčená želatina diskontinuálně vstřikována do formy a bezprostředně v této formě ve tvaru tobolky chlazena. Tvarovatelnost želatiny závisí na vlastnostech této želatiny a na provozních podmínkách, přičemž nejdůležitějšími jsou termomechanické vlastnosti želatiny, jakož i teplota a tlak, při kterých tváření probíhá, a geometrie formy.

Z tvářecího diagramu zobrazeného na obrázku jsou patrné tlakové a teplotní meze pro zpracování želatiny ve vstřikovacím lisu kombinovaným s mikroprocesorem podle vynálezu. Maximální teplota 190 C je dána skutečností, že nad tuto teplotu dochází к viditelné degradaci želatiny. Spodní hranice teploty 50 °C je vymezena skutečností, že pod tuto teplotu má želatina příliš vysokou viskozitu a elasticitu taveniny při doporučeném obsahu vody X od 0,05 do 0,25.

Nejvyšší tlaková mez 300 MPa je dána skutečností, že při tlacích vyšších než je uvedená horní mez, již dochází к zatékání roztavené želatiny do mezer mezi jednotlivými díly formy, což vede к tomu, že hotové tobolky mají v místech, odpovídajících místům spojení dílů formy, žebra, která tobolku znehodnocují. Spodní tlaková mez, tvořená tlakem asi 60 MPa je dána tím, že při tlacích nižších než je tato mez jsou jed- ₄notlivé střiky želatiny příliš krátké na to, aby forma byla zcela vyplněna želatinou.

Tabulka 3

Provozní podmínky pro proces injekčního vstřikování

Hustota

Krystalinita

H (T_E, P_E) — H (T_a, Pa)

Čistý tepelný výkon pro 10 kg taveniny za hodinu, odpovídající 10⁶ tobolek za hodinu

Součinitel prostupu tepla (20°C) pro želatinu

Stlačitelnost x (T,_;, Pe) (T_a, P_a)

Kontrakce v důsledku krystalizace Kritická rychlost smykové deformace

1,3-1,2 . 10³ kg . m^-3 %

0,32 kj . kg’¹

3,5 . 10⁵ kj kj. m^_1 . h^_1. stupeň^-1 . 10^-1° N^-1 . m²

8.10^-5oC^-1 zanedbatelná

10⁴—10® s^-1

Hydrofilní polymery, výhodně rozličné typy želatiny, se vytlačují a vstřikují za následujících podmínek:

Na obrázku 7 je zobrazen graf ukazující závislost rozmezí teploty skelného přechodu a rozmezí teploty tání hydrofilního polymeru, tvořeného v daném případě želatinou, na obsahu vody v želatině. Část plochy grafu pod rozmezím teploty skelného přechodu představuje želatinu, která je komerčně dostupná a která je částečně krystalickým polymerem obsahujícím přibližně 70 % objemu amorfní frakce a přibližně 30 procent objemu krystalické frakce. Tato část plochy grafu je na obrázku 7 označena jako plocha I. Takováto želatina se zpravidla nazývá za studená vysušenou želatinou.

Jestliže se uvedená želatina s daným obsahem vody zahřeje na vyšší teplotu, po tom tato želatina projde rozmezím teploty skelného přechodu.

К tomuto zahřátí želatiny dojde v bubnu vstřikovacího lisu, kterýžto buben je na obrázku 1 označen vztahovou značkou 17. Na obrázku 2 je toto zahřátí želatiny realizováno v té části pracovního cyklu injekčního vstřikování, která je označena písmenem E. Takto zahřátá želatina se nachází v grafu na obrázku 7 mezi rozmezím teploty skelného přechodu a rozmezím teploty tání a je označena jako plocha 11. Želatina nacházející se na ploše II obsahuje krystalickou frakci a taveninovou frakci.

Skelný přechod nepředstavuje termodynamický přechod nějakého řádu, ale je charakterizován změnou molekulárního pohybu molekul želatiny a změnou modulu objemové pružnosti amorfní želatiny o několik řádů. .

Při přechodu z plochy II do plochy I grafu na obrázku 7 dochází v rozmezí teploty skelného přechodu ke zmražení translačních pohybů molekul želatiny nebo alespoň ke zmražení translačního pohybu podstatné části těchto molekul, což se odrazí ve změně měrného tepla (c_p) a tepelného součinitele objemové roztažnosti (a) v uvedeném teplotním rozmezí.

Při přechodu z plochy II do plochy III grafu na obrázku 7 přejde krystalická želatina rozmezí teploty tání, přičemž dochází к roztavení spirálovitě uspořádané želatiny. К tomuto termickému ději dochází také v bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 zobrazeném na obrázku 1. Pokud jde o graf pracovního cyklu injekčního vstřikování, zobrazený na obrázku 2, dochází к uvedenému termickému ději rovněž v části grafu, která je označena jako etapa E.

Uvedený přechod spirálovitě uspořádané frakce želatiny do roztaveného stavu představuje termodynamický přechod prvého řádu a tento přechod je endotermním dějem.

Oba uvedené přechody mohou být detekovány diferenční tepelnou analýzou nebo měřením změny modulu objemové pružnosti v závislosti na změně teploty.

Na obrázku 8 je zobrazen graf získaný provedením diferenční tepelné analýzy vzorku želatiny v diferenčním kalorimetru. Na ose у je vynesena rychlost spotřeby tepla, ke které dochází při zahřívání vzorku želatiny, v relaci к rychlosti spotřeby tepla, ke které dochází při témže zahřívání referenčního vzorku, kterým je prázdný držák vzorku želatiny. Uvedená rychlost spotřeby tepla je v uvedeném grafu vynesena v závislosti na teplotě vzorku želatiny, která je vynesena na ose x ve stupních Kelvina.

V uvedeném grafu příkřejší stoupání jinak mírně stoupající křivky odpovídá teplotě skelného přechodu a dále následující maximum odpovídá roztavení spirálovitě uspořádané frakce želatiny.

Modul objemové pružnosti E může být měřen při malých sinusoidních smykových deformacích želatinového vzorku. Změny uvedeného modulu objemové pružnosti vzorku želatiny s obsahem vody X = 0,13 jsou vyneseny v závislosti na teplotě želatinového vzorku v grafu zobrazeném na obrázku

9.

Při teplotě skelného přechodu a při teplotě odpovídající roztavení spirálovitě uspořádané frakce želatiny se modul objemové pružnosti změní o několik řádů.

Z /Igrafu na obrázku 9 je zřejmé, že za teplotou tání existuje ještě jeden tepelný přechod a tento přechod je charakterizován dalším poklesem hodnoty uvedeného modulu objemové pružnosti E. Teplotu tohoto tepelného přechodu zde budeme označovat jako rozpouštěcí teplotu.

V teplotním rozmezí Т_й až T_M je želatina v kaučukovítém elastickém stavu a krysta lická frakce nebo fibrily, které tato želatina obsahuje, tvoří aktivní elastické prvky mřížky.

Obdobné mřížky existují i ve změkčeném mikrokrystalickém polyvinylchloridu [PVC). Uvedené krystalické oblasti zvyšují difrakci rentgenových paprsků v uvedeném polyvinylchloridu avšak nikolik u želatiny (I. Tomka, Chimia 30, 534—540 (1976); I. Tomka et al Phot. Sci. 23, 97 (1975)].

V teplotním rozmezí T_M až T_s se želatina nachází ve viskoelastickém kaučukovitém stavu. Elasticky aktivní mřížka v uvedeném stavu želatiny je podobně jako u většiny polymerových tavenin pouze přechodnou mřížkou. Zejména u želatiny přispívají významnou měrou к vytvoření elasticky aktivní dočasné mřížky silné interakce mezi makromolekulami (vodíkové můstky, interakce typu dipól—dipól). Při uvedené rozpouštěcí teplotě se uvedená dočasná mřížka rozruší a molekuly želatiny se rozpustí v přítomné vodě. Při vyšší teplotě než je rozpouštěcí teplota T_s klesne hodnota modulu objemové pružnosti dokonce pod 10 Pa, jak je to patrné z grafu na obrázku 9.

V této souvislosti bylo nyní zjištěno, že zpracování želatiny způsobem podle vynálezu (injekční vstřikování, tvarování vyfukováním atd.) by se mělo provádět při teplotě vyšší než je teplota T_s.

Pokud jde o obrázek 1, probíhá zahřívání želatiny na teplotu vyšší než je teplota T_sv přední části bubnu 17 vstřikovacího lisu 27. К tomuto zahřívání dochází nejenom pomocí tepla dodávaného parou v topných hadech 18, ale zejména, a to významnou měrou, vnitřním třením během vstřikovacího procesu v důsledku vysoké rychlosti smykové deformace.

Kdybychom chtěli tento rozpouštěcí proces lokalizovat do grafu pracovního cyklu injekčního vstřikování, zobrazeného na obrázku 2, potom к tomuto rozpouštění dochází zejména mezi body А а В uvedeného grafu. Bylo také zjištěno, že reverzibilní elastická deformace injekčně tvarované želatiny po otevření formy 6 je zanedbatelná, jestliže teplota želatiny během injekčního vstřikování je vyšší než teplota Т_я.

К chlazení želatiny ve formě, které je nezbytné, aby se zabránilo jakékoliv reversibilní deformaci uvedené želatiny, dochází mezi body В a E grafu pracovního cyklu injekčního vstřikování, zobrazeného na obrázku 2. Snížení výkonu vstřikovacího lisu podmíněné dlouhým přechováváním želatiny ve formě (po dobu delší než 5 sekund) je nežádoucí ze dvou následujících důvodů: dochází к omezení množství vyrobených tobolek a ke ztrátě vody v želatině ve vstřikovacím lisu.

К uvedené ztrátě vody dochází v bubnu 17 vstřikovacího lisu 27 při zvýšené vstřikovací teplotě v důsledku transportu vody z horké želatiny do želatiny chladnější (o tom viz: D. Gehrmann, Thesis, University of Darmstadt 1979). Tento transport vody může být kompenzován transportem želatiny pomocí šneku v opačném směru.

Tento transport želatiny je realizován pomocí šneku 8, zobrazeného na obrázku 1. Pokud jde o graf pracovního cyklu injekčního vstřikování, zobrazený na obrázku 2, к uvedenému transportu želatiny dochází mezi body А а В a dále mezi body C a D uvedeného grafu.

К zajištění konstantního obsahu vody v želatině v oblasti tání bubnu vstřikovacího lisu je nezbytné pracovat při injekční sekvenci, která je kratší než 5 sekund. К zajištění stálého a dostatečně vysokého obsahu vody v želatině je dále nezbytné použít želatinu nebo jiný hydrofilní polymer s vhodným tvarem sorpční isotermy (viz obrázek 10), tak i křivky závislosti diferenční tepelné analýzy sorpce na obsahu vody v želatině (viz obrázek 11).

Obsah vody v želatině během vstřikování musí splňovat tuto podmínku — X musí být vyšší než 0,05; v opačném případě bude T_svyšší než 190 °C, což by mělo za následek nežádoucí degradaci želatiny.

Sorpční isoterma želatiny má tvar S a vykazuje inflexní bod odpovídající asi vodní aktivitě (a_w) 0,5. Křivka závislosti diferenční tepelné analýzy sorpce na obsahu vody v želatině monotónně klesá se vzrůstajícím obsahem vody v želatině. Nezbytnou podmínkou к zabránění rozdělení jediné fáze želatina—voda do dvou kapalných fází, tvořených fázemi želatina—voda a voda, v bubnu vstřikovacího lisu během vstřikování je: vodní aktivita (a_WiM) želatiny musí být při nejvyšší teplotě v bubnu vstřikovacího lisu a při obsahu vody v želatině v rozmezí 0,05 až 0,25 nižší než jedna.

Při provádění způsobu podle vynálezu je možné snížit teplotu zpracování hydrofilního polymeru o alespoň 100 °C, což znamená, že je možné zmenšit provozní teplotu (T_p) inkorporací dostatečného množství vody do želatiny (X je vyšší než 0,05 a nižší než 0,25) během zpracování uvedeného hydrofilního polymeru do rozmezí teplot 50 až 190 ^CC, ve kterémžto teplotním rozmezí nehrozí riziko degradace hydrofilního polymeru v důsledku příliš vysoké teploty.

Rozmezí teploty tání typického vzorku želatiny s obsahem vody X nižším než 0,002 (což je obvyklý obsah vody, se kterým se setkáváme při zpracování polyamidů, které mají obdobnou chemickou strukturu jako želatina (leží mezi 220 a 250°C). Toto rozmezí teploty tání je rovněž srovnatelné s rozmezím teploty tání alifatických polyamidů. .

Polyamidy však vykazují například odlišné chování, pokud jde o jejich kompatibilitu s vodou během zpracování. Tak například sorpční isoterma nylonu 6 nemá inflekční bod. Křivka závislosti diferenční tepelné analýzy sorpce na obsahu vody neklesá se vzrůstajícím obsahem vody. Sorpční isoterma nylonu vykazuje již při teplotě okolí rovnovážnou hodnotu vodní aktivity (a_w) odpovídající vodnímu obsahu 0,05.

Jestliže se do uvedeného polyamidu inkorporuje asi 0,035 vody při teplotě okolí, potom dochází к fázovému rozdělení fáze voda a fáze polyamid—voda již při teplotě pod 100 °C. Vzhledem к tomu, že nylon 6 se při tomto obsahu vody a při teplotě nižší než 100 °C nenachází v roztaveném stavu, je zřejmé, že není za těchto podmínek zpracovatelný. Při obsahu vody 0,035 a teplotě rovné nebo vyšší než 100 °C je však uvedený polyamid rovněž nezpracovatelný v důsledku synereze, ke které dochází u tohoto polyamidu v bubnu vytlačovacího stroje a ve formě. Tento jev je velmi dobře znám z odpovídající literatury (kunstoff Handbuch, sv. 6: Polyamide, nakl. R. Viewegen, A, Muller, Karl Hanser Verlag, Munich, NSR [1966]).

Při zpracování rozvětvených a zesíťovaných hydrofilních polymerů je třeba za účelem jejich získání, tzn. za účelem zesítění hydrofilních polymerů, přidat zesíťovací činidla, zejména kovalentní zesíťovací činidla a to krátce před vstřikováním roztavených hydrofilních polymerů.

Vzhledem к obrázku 9 je třeba poznamenat, že zvýšení molekulové hmotnosti uvedených hydrofilních polymerů zvýší rozpouštěcí teplotu uvedených polymerů.

V důsledku možnosti degradace hydrofilních polymerů při zvýšené provozní teplotě je nežádoucí rozvětvovati nebo zesífovati uvedené hydrofilní polymery před vstřikováním.

Vodný roztok zesíťovacích činidel se injikuje do směšovacího systému, který se nachází někde mezi vstupem želatiny 4 a vstřikovací jednotkou 1. К zesíťovací reakci dojde během vstřikovacího cyklu a doby po vyhození tobolky z formy. Při výše popsaném způsobu rozvětvení a zesíťování nedojde к nežádoucí změně termomechanických vlastností hydrofilních polymerů během tavení a rozpouštění hydrofilních polymerů.

Hydrofilní polypiery, s výhodou rozličné typy želatiny, se vytlačují a vstřikují za podmínek uvedených v následující tabulce 3.

Tabulka 3

Podmínky vstřikování hydrofilních polymerů Vstřikovací jednotka

Průměr šneku (mm)	24	28	32
Vstřikovací tlak (MPa) Vypočtený zdvihový objem	220		160	120
(cm³) Efektivní délka šneku	38		51,7	67,5
(L : D) Změkčovací kapacita —	18,8		16,1	13,5
maximální (kg/h)
la)	13,5		21,2	21,5
11a)	9,2		14,5	15
1b)	23,6		34	36
11b)	17,5		27	27,5
Zdvih šneku —
maximální (mm)	84		84	84
Injekční kapacita (kW) Vstřikovací rychlost —	30		30	30
maximální (mm/s) Kontaktní síla ·	460	'4	60	460
trysky (kN)	41,2	4	1,2	41,2
Rychlost otáčení šneku	Varianta la)			20—280
(min^-1)	Varianta 11a)			20—170
	Varianta lb)			20—600
	Varianta 11b j			20—400
Počet vyhřívacích zón Instalovaný vyhřívací	5		5	5
výkon (kW)	6,1		6,1	6,1

Formovací jednotka

Svírací síla (kN) 600

Vypínací vzdálenost (mm) 100—250

Výše uvedených poznatků může být rovněž použito к výrobě tobolek profilovaným vytlačováním, lisováním, podtlakovým formováním, průtlačným lisováním a odléváním v kombinaci s podtlakovým formováním.

Příklady

1. Série s kostní želatinou č. 1 při různém obsahu vody

Za účelem testování zařízení a způsobu podle vynálezu byly provedeny testy s šaržemi želatiny s různým obsahem vody, přičemž tyto šarže byly upraveny a potom použity ve vstřikovacím lisu při rozličných provozních podmínkách. Uvedená kostní želatina č. 1 má následující střední hodnoty molekulární hmotnosti:

číselný průměr

000 atomových hmotnostních jednotek, viskozitní průměr:

155 000 atomových hmotnostních jednotek, hmotnostní průměr:

258 000 atomových hmotnostních jednotek, odstředivý průměr:

130 000 atomových hmotnostních jednotek, molekulová hmotnost největších molekul:

10⁷ atomových hmotnostních jednotek.

Šarže uvedené želatiny v granulované formě se střední velikostí granulí 2 mm se upraví následujícím způsobem:

želatina, jejíž původní obsah vody byl 0,105, se nasype do bubnu a zvlhčí jemným vodním postřikem к dosažení obsahu vody v želatině, který byl pro každý pokus předem zvolen. Jakožto mazivo se přidá 1 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost želatiny, stearátu vápenatého.

Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu tří dnů při teplotě okolí.

Provede se několik odlišných sérií pokusů, přičemž při každé sérii se použije šarže želatiny s odlišným obsahem vody, jakož i rozličných teplot v jednotlivých místech tavící oblasti.

S odkazem na graf pracovního cyklu injekčního vstřikování, zobrazený na obrázku 2, jsou doby jednotlivých etap tohoto cyklu pro vstřikovací lis kombinovaný s mikroprocesorem následující:

Body pracovního cyklu Doba

А—В proměnná, závislá na teplotě; viz tabulka 3

В—С 1 minuta

C—D (plnicí doba) 1 sekunda

D—E (vyhrívací doba) 1 sekunda

E—A . ·, 1 sekunda

Tlak ve vstřikovací trysce:

194 MPa

Teploty v jednotlivých místech šneku: proměnná; viz níže uvedené tabulky 4 až 12.

Teplota ve vstřikovací trysce: proměnná; viz níže uvedené tabulky 4 až 12.

X obsah vody v želatině

T_M (°C) teplota tání želatiny stanovená diferenční tepelnou analýzou

T|, (°C) teplota na počátku šneku

T_n, (°C) teplota ve středu šneku

T_e (°C) teplota na konci šneku

T_g (°C) teplota v trysce

LFV (mm/s) lineární rychlost proudění L délka proudění

D tloušťka filmu.

Příklad 1

Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 procento hmotnosti stearátu vápenatého připraví za použití provozních podmínek uvedených v následující tabulce 4. Parametry Vzorku: T_M = 92,8 °C; X --= 0,136

V níže uvedených tabulkách 4 až 12 pro jednotlivé série pokusů A až I mají následující zkratky níže uvedené významy:

Tabulka 4

	T_b	T_m	, ^Te	T_g	L	LFV
D
A—1	105	110	110	100	114,3	72,4
A—2	125	130	130	100	142,9	44,1
A—3	135	150	150	100	171,4	40,0
A—4	145	170	170	100	164,3	80,0

Příklad 2

Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 procento hmotnosti stearátu vápenatého se připraví za použití provozních podmínek uvedených v tabulce 5. Parametry vzorku: T_M = 86,8 °C; X =· 0,146.

Tabulka 5

	^ть	T_m	T_e	T	L	LFV
D
B—1	105	110	100	100	45,7	75,0
B—2	125	130	130	100	135,7	28,2
B—3	135	150	150	100	157,1	61,3
B—4 -	145	170	170	100	92,8	88,9

Příklad 3 připraví za použití provozních podmínek uvedených v níže uvedené tabulce 6. ParaPřijatelné želatinové tobolky obsahující 1 metry vzorku: T_M = 85,8 °C; X = 0,166. procento hmotnosti stearátu vápenatého se

Ta b u1 к a 6

T_b T_m T_e T_B ____L__ LFV

Ď

C—1	105	110	110	100	92,9	66,7
C-2	125	130	130	100	171,4	45,2
C—3	135	150	150	100	157,1	24,7
C—4	145	170	170	100	168,5	60,0

Příklad 4

Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 procento hmotnosti stearátu vápenatého se připraví za použití provozních podmínek u vedených v níže uvedené tabulce 7. Para metry vzorku: T_M = 80 °C; X — 0,174.

ΊΊ

Tabulka 7

	T_b	T_m	T_e	Tg	L	LFV
D
D—1	80	70	70	80	28,6	16,7
D—2	85	75	75	80	42,9	18,5
D—3	90	80	80	80	57,1	24,4
D—4	95	85	85	100	64,3	25,0
D—5	100	90	90	100	78,6	26,3
D—6	105	95	95	100	92,8	30,3

Příklad 5 připraví za použití provozních podmínek uvedených v níže uvedené tabulce 8. ParaPřljatelné želatinové tobolky obsahující 1 metry vzorku: T_M — 75 °C; X — 0,193. procento hmotnosti stearátu vápenatého se

Tabulka 8

	T	T	T	T	L	LFV
D
E—1	75	90	95	100	85,7	55,6
E—2	85	95	100	100	100,0	71,4
E—3	100	100	110	100	142,9	41,7
E—4	100	130	120	100	135,7	60,7
E—5	130	150	130	100	157,1	51,9
E—6	145	170	170	100	159,2	66,7

Příklad 6

Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 procento hmotnosti stearátu vápenatého se připraví za použití provozních podmínek shrnutých v níže uvedené tabulce 9. Paramletry vzorku: T_M = 70 °C; X 0,208.

Tabulka 9

	T_b	T_m	T_c	T₈	L D	LFV
F—1	70	85	90	95	57,1	35,6
F—2	75	90	95	100	52,9	30,8
F—3	85	95	100	105	64,3	29,6
F—4	100	100	110	110	100,0	25,8
F—5	100	140	120	100	114,3	27,1

Příklad 7

Kostní želatina č. 1 obsahující přídavek změkčovadla

Za účelem testování zařízení a způsobu podle vynálezu se připraví šarže želatiny s určitým obsahem vody a změkčovadla a tato šarže se potom použije ve vstřikovacím lisu za použití rozličných provoznícho podmínek. Šarže kostní želatiny č. 1 v granulované formě se střední velikostí částic 2 milimetry se zpracuje následujícím způsobem:

želatina, jejíž původní obsah védy byl 10,54 %, se nasype do bubnu, kde se potom zvlhčí jemným postřikem směsi, tvořené vodou a glycerinem jako změkčovadlem, к dosažení požadovaného obsahu těchto látek v želatině. Potom se přidá 1 % hmotnosti stearátu vápenatého jakožto mazivo. Následující postup přesně odpovídá postupu pro příkladovou sérii 1.

Přijatelné želatinové tobolky se připraví za použití provozních podmínek shrnutých v níže uvedené tabulce 10.

Parametry vzorku: T^M = 92 °C; X = 0,15; obsah glycerínu: 3,5 % hmotnosti.

3β

Tabulka 10

	T_b	T_m	T_e	T_g	L	LFV
D
G—1	80	90	90	80	150,0	—
G—2	105	110	110	100	151,4	50,0
G—3	125	130	130	100	171,4	40,0
G—4	135	150	150	100	178,5	53,8
G—5	145	170	170	100	170,0	57,1

Série s vepřovicovou želatinou č. 2 při rojíc nýcli množstvích vody v želatině (níže uvedené příklady 8 a 9)

Vepřovicová želatina č. 2 má následující střední hodnoty molekulové hmotnosti:

číselný průměr:

000 atomových hmotnostních jednotek viskozitní průměr:

000 atomových hmotnostních jednotek hmotnostní průměr:

000 atomových hmotnostních jednotek odstředivý průměr:

450 000 atomových hmotnostních jedno- tek molekulová hmotnost největších molekul:

. 10® atomových hmotnostních jednotek

Příklad 8

Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 procento hmotnosti stearátu vápenatého se připraví za použití provozních podmínek shrnutých v níže uvedené tabulce 11. Parametry vzorku: T_M = 80 °C; X = 0,167.

Tabulka 11

	T_b	T m	Te	T_g	L	LFV
D
H—1	80	90	90	80	135,7	22,8
H—2	105	110	110	100	164,3	52,9

t

Příklad 9 připraví za použití provozních podmínek uvedených v tabulce 12. Parametry vzorku: Přijatelné želatinové tobolky obsahující 1 T_M = 70 °C; X = 0,202.

procento hmotnosti stearátu vápenatého se

Tabulka 12

	T_b	T_m	Te	Tg	L D	LFV
I—1	80	90	90	100	117,1	59,1
1—2	105	110	110	100	135,7	90,0

Je samozřejmé, že rozsah vynálezu nelze omezovat na popsaná příkladná provedení vynálezu. Tato příkladná provedení zde by-, la popsána pouze za účelem bližšího objasnění vynálezu. Skutečný rozsah vynálezu je jednoznačně vymezen následující definicí předmětu vynálezu.

P ř í к 1 a d 10

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu celulózy

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a celulózy) se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu, Uvedená šarže kostní želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a druhá přísada se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody na předem stanovenou vlhkost. Šarže želatiny se potom důkladně promíchá a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 13.

Parametry vzorku:

T_M = 95 °C; X — 0,117.

Složení kompozice: celulóza 9 °/o želatina 150 В 76 % voda 15 °/q

T_b	T_m	Tabulka 13
T_e T₈ (°C)	L/D	LFV (mm/s)
125	135	140 140	60	920

Jakožto nastavovadlo byla přidána celulóza v množství 9 % hmotnosti

Příklad 11

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu celulózoacetátftalátu

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a celulózoacetátftalátuj se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže kostní želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a druhá přísada se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody na předem stanovenou vlhkost. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za pracovních podmínek uvedených v následující tabulce.

Parametry vzorku:

T_M = 95 °C;

X = 0,117.

Složení kompozice* celulózoacetátftalát 43 °/o; želatina 150 В 43 %;

voda 14 %.

T_b

Tabulka 14

T_e T_g (°C)

L/D LFV (mm/s)

125 135 140

140 66 760

Jakožto enterlcký polymer byl přidán celulózoacetátftalát v množství 43 % hmotnosti.

Rezultující tobolky mají enterické vlastnosti, tzn., že jsou po dobu 2 hodin odolné vůči žaludečním šťávám, přičemž jsou během 30 minut dobře rozpustné v Intestinállí šťávě.

Příklad 12

Hydroxypropylmethylcelulózoftalát obsahující přísadu glycerínu, polyethylenglykol a stearátu vápenatého

Šarže hydroxypropylmethylcelulózoftalátu s určitým obsahem vody (a glycerínu, polyethylenglykolu a stearátu vápenatého) se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Šarže uvedeného hydroxypropylmethylcelulózoftalátu v práškové formě se kondicionuje následujícím způsobem:

hydroxypropylmethylcelulózoftalát s obsahem vody 2 % a ostatní přísady se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadované vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Tobolky s přijatelnými vlastnostmi se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 15.

Parametry vzorku:

X = 0,02;

složení kompozice: hydroxypropylmethylcelulózoftalát 89 % glycerín 6,4 °/o polyethylenglykol (10 000) 1,6 °/o stearát vápenatý 3 %.

Tabu

Ть T_m T_c ________________________(°C)

125 135 140

Jako změkčovadlo byl přidán glycerín v množství 6,4 % hmotnosti.

Jako plastifikační činidlo byl přidán polyethylenglykol v množství 1,6 °/o hmotnosti.

Jako mazivo byl přidán stearát vápenatý к a 15

T_g L/D LFV (mm/s)

140 66 820 v množství 3 % hmotnosti.

Rezultující tobolky mají enterické vlastnosti, tzn. že jsou odolné po dobu 2 hodin vůči žaludečním šťávám a během 30 minut jsou dobře rozpustné v intestinální šťávě.

259230

Příklad 13

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu hydroxypropylmethylcelulózoftalátu glycerinu, polyethylenglykolu a stearátu vápenatého

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a hydroxypropylmethylcelulózoftalátu, glycerinu, polyethylenglykolu a stearátu hořečnatého) se připraví kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a ostatní přísady se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení předem stanovené vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí za pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 16.

Parametry vzorku:

T_M - 95 °C;

X — 0,117.

Složení kompozice: hydroxypropylmethylcelulózoftalát 40 %; glycerín 3 °/o;

polyethylenglykol (10 000) 1 %; stearát vápenatý 1 ^c/o;

želatina 150 В 45 °/o;

voda 10 °/o.

T_b T_m

125 135

Tabulka 16

1 i	T	L/D	LFV (mm/s)
140	140	66	820

Jako plastifikační činidlo byl přidán, glycerin v množství 3 % hmotnosti.

Jako další plastifikační. činidlo byl přidán polyethylenglykol v množství 1 % hmotnosti.

Jako mazivo byl přidán stearát vápenatý v množství 1 % hmotnosti.

Jako enterický polymer byl přidán hydroxypropylmethylcelulózoftalát v množství 40 % hmotnosti.

Rezultující tobolky mají enterické vlastnosti, tzn. že jsou odolné po dobu 2 hodin vůči žaludečním šťávám a během 30 minut jsou dobře rozpustné v intestinální š-ávě.

Příklad 14

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu akrylátu

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a akrylátu) se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a uvedená přísada se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadovaného obsahu vody. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za použití pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 17.

Parametry vzorku:

Tm - 95 ^ЭС;

X — 0,117.

Složení kompozice: akrylát-25 °/o; želatina 150 В 59 %; voda 16 %;

Tabulka 17

T_b

T_m

105115

ТеT (°C)

120 120

L/DLFV (mm/s)

66860

Jako enterický polymer byl přidán akrylát v množství 25 °/o hmotnosti.

Příklad 15

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu sójového proteinu). Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a sójového proteinu) se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a uvedená přísada, se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadované vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí za použití pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 18.

259360

	35		36
Parametry vzorku: T_M = 95 °C; X = 0,117.			Složení kompozice: sójový protein 39 %; želatina 150 В 39 °/o; voda 22 %.
		Tabulka 18
T_b	T_m	Te (°C)	T_g L/D	LFV (mm/s)
125	135	140	140 66	780

Jako nastavovadlo byl přidán sójový protein v množství 39 % hmotnosti.

Příklad 16

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu hydroxypropylmethylcelulózy

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a hydroxypropylmethylcelulózy j se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže kostní želatiny 159 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a uvedená přísada se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadované vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za podmínek uvedených v následující abulce 19.

Parametry vzorku:

T_M - 95 °C;

X — 0,117.

Složení kompozice: hydroxypropylmethylcelulóza 8 %; želatina 150 В 75 °/o;

voda 17 %.

Tabulka 19

T_b T_m T_e (°C)

Jako nastavovadlo byla použita hydroxypropylmethylcelulóza v množství 8 % hmotnosti.

Příklad 17

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu póly vinylpyrrolidonu

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a pólyvinylpyrrolidonu) se připraví a kondicionuje a potom testuje v zařízení pro injekční vstřikování. Uvedená šarže želatiny 150 В se potom kondicionuje v granulované formě následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a uvedená přísada se předloží do bubnu a zvlhčí

T_g L/D LFV (mm/s) speciálně jemným posiřikem vody к dosažení požadované vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě kolí. Želatinové tobolky přijatelných vlastností se potom vyrobí ve vstřikovacím lisu za pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 20.

Parametry vzorku:

T,_f == 95 °C;

X = 0,117.

Složení kompozice: nolyvinylpyrrolidon 25 °/o; želatina 150 В 60 %;

voda 15 °/o.

ТьT

125135

Tabulka 20

ТсТ [°C]

140140

L/DLFV (mm/s)

66820

259360

Jako nastavovadlo byl přidán polyvinylpyrrolidon v- množství 25 % hmotnosti

Příklad 18

Agar

Šarže agaru s určitým obsahem vody se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže agaru v práškové formě se kondicionuje následujícím způsobem:

agar s obsahem vody 16 % se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadované, předem stanovené vlhkosti. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Tobolky přijatelných vlastností se vyrobí ve vstřikovacím lisu za použití pracovních podmínek uvedených v následující tabulce 21.

Parametry vzorku:

X 0,16.

Složení kompozice:

agar 75 °/o;

voda 25 °/o.

T_b

110

Т.н

120

T a b u 1 к a 21

Тс Т_я

ГС)____

130 130

L/D LFV (mm/s ]

1 240

Příklad 19

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu agaru

Šarže želatiny s určitým obsahem vody (a agaru) se připraví, kondicionuje a potom testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem:

želatina s obsahem vody 11,7 % a druhá přísada se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody к dosažení požadovaného, předem vypočteného množství vody. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Želatinové tobolky' přijatelných vlastností se vyrobí ve vstřikovacím lisu za použití pracovních podmínek shrnutých v následující tabulce 22.

Parametry vzorku:

T_M = 95 °C;

X — 0,117.

Složení kompozice:

agar 38 %;

želatina 150 В 38 °/o;

voda 24 %.

Tabulka 22

To T_g (°C)

T_m

110 120 130

Jako nastavovadlo byl přidán agar v množství 38 % hmotnosti.

Příklad 20

Hydroxypropylmethylcelulózoftalát obsahující jako přísadu glycerin, polyethylenglykol, stearát vápenatý a celulózu

Připraví se šarže hydroxypropylmethylcelulózoftalátu obsahující určité množství vody (a výše uvedených přísad, tzn. včetně glycerinu, polyethylenglykolu, stearátu vápenatého a mikrojemné celulózy) a tato šarže se potom kondicionuje a testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže hydroxypropylmethylcelulózoftalátu v práškové formě se kondicionuje následujícím způsobem:

hydroxypropylmethylcelulózoftalát s obsahem vody 2 % a výše uvedené přísady se

L/D

LFV (mm/s)

130 66 820 předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody na požadovaný, předem stanovený obsah vody. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Tobolky přijatelných vlastností se vyrobí ve vstřikovacím lisu za podmínek uvedených v následující tabulce 23.

Parametry vzorku:

X = 0,02

Složení kompozice: hydroxypropylmethylcelulózoftalát 57 %; glycerin 4,1 °/o;

polyethylenglykol (10 000) 1 %; stearát vápenatý 2 %;

celulóza 27,6 %;

voda 7,9 %.

25S 360

Tabulka 23
T_b	Tm	Te T_g (°C)	L/D	LFV (mm/s)
110	120	140 140	66	835

Glycerin v množství 4,1 °/o byl přidán jako změkčovadlo.

Polyethylenglykol v množství 1 °/o byl přidán jako plastifikační činidlo.

Stearát vápenatý v množství 2 % byl přidán jako mazivo.

Mikrojemná celulóza v množství 27,6 % byla přidána jako nastavovadlo.

Rezultující tobolky měly enterické vlastnosti, tzn. že jsou po dobu 2 hodin odolné vůči žaludečním šťávám a během 30 minut se dobře rozpouští v intestinální šťávě.

Příklad 21

Kostní želatina 150 В obsahující přísadu zesíťovacího činidla

Připraví se šarže želatiny s určitým obsahem Vody a tato šarže se potom kondicio nuje a testuje ve vstřikovacím lisu. Uvedená šarže želatiny 150 В v granulované formě se kondicionuje následujícím způsobem: želatina s obsahem vody 11,7 % se předloží do bubnu a zvlhčí speciálně jemným postřikem vody na předem stanovenou vlhkost. Šarže se potom důkladně promísí a skladuje v uzavřeném bubnu po dobu poloviny dne při teplotě okolí. Zelatinové tobolky přijatelných vlastností byly vyrobeny následujícím způsobem:

k, roztavené želatině ve vtokovém kanálu bylo v místě ležícím bezprostředně před vstupem přidáno zesíťující činidlo, tvořené glutaraldehydem a formaldehydem. Za účelem dosažení homogenní směsi zesíťovacího činidla a želatiny je vtokový kanál vybaven míchacím zařízením. Testovány byly následující kompozice:

Tabulka 24

Složení kompozice Pracovní podmínky (% hmotnosti) T_b T_m T_e T_g L/D LFV (°C) (mm/s) želatina 150 В 82,6 % glutaraldehyd 0,4 %

voda 17 %	110	120	140	140	66	860
želatina 150 В 82,96 % glutaraldehyd 0,04 % voda 17 %	110	120	140	140	66	860
želatina 150 В 82,90 % formaldehyd 0,1 % voda 17 %	110	120	140	140	66	860

Získané tobolky zůstanou nerozpuštěny ve vodě teplé 37 °C po dobu dvou hodin.

Claims

pRedmět vynalezu

1. Kompozice pro injekční tvarování při teplotě 50 až 190 °C a tlaku 60 až 300 MPa, vyznačená tím, že sestává z vodného roztoku hydrofilního polymeru zvoleného ze skupiny zahrnující želatiny mající distribuci molekulové hmotnosti v rozmezí 10 000 až 2 000 000 a v rozmezí 10 000 až 2 000 000 a 10 000 000 až 20 000 000, celulózoftalátové deriváty a agar a obsahující vodu v množství 5 až 25 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost hydrofilního polymeru.
2. Kompozice podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 95 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho nastavovadla, zvoleného, popřípadě zvolených ze skupiny zahrnující rostlinné proteiny, jako například slunečnicové proteiny, sójové proteiny, proteiny bavlníkových semen, podzemnicové proteiny a proteiny řepkových semen, laktózu, arabskou gumu, akryláty, methakryláty, celulózu a ve vodě rozpustné deriváty celulózy, jako například hydroxyethylcelulózu, ' celulózoacetátoftalát, hydroxypropylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózoftalát, methylcelulózu, sodnou sůl karboxymethylcelulózy a hydroxymethylcelulózu, polymery kyseliny akrylové, polyvinylpyrolidon, šelak, bentonit, vinylacetátové polymery, polyvinylacetátoftalát, reakční produkt kyseliny ftalové a želatiny, reakční produkt želatiny a kyseliny jantarové, kyselinu krotonovou a polysacharidy, jako například agar.
3. Kompozice podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje zesíťující činidlo, jako například soli vícemocných kovů, zejména hlinité soli, aldehydy a ketony, zejména formaldehyd, kyseliny a anhydridy kyselin, chloridy organických kyselin a anhydridy tetrakarboxylových kyselin, sloučeniny s více než dvěma snadno odštěpitelnými heterocyklickými 3-člennými kruhy, zejména elhylenoxid, estery polyfunkčních methansulionových kyselin, bezdusíkové polyfunkční sloučeniny, zejména epichlorhydrm, dusík-obsaliující polyfunkční sloučeniny, zejména hexamethyiendiisokyanát, karbodiimidy, sulfobetainkarbodiimidy, karbamoyloxypyridiniové soli, karbamoyloníové soli, isoxazoliové soli, bis isoxazoliové soli a diisokyanáty.
4. Kompozice podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,5 až 40 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho změkčovadla zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující polyethylenglykol, glycerin, sorbit, dioktylsulfosukcinát sodný, triethylcitrát, tr ibiitylcitrát, 1,2-prcpylenglykol a mono-, dl- a triacetát glycerinu.
5. Kompozice podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,1 až 10 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho maziva zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující stearát hlinitý, stearát vápenatý, stearát hořečnatý, talek a silikony.
6. Kompozice podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,001 až 10 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kompozice hydrofilní polymer-voda, alespoň jednoho barviva zvoleného, popřípadě zvolených například ze skupiny zahrnující azobarviva, oxidy železa, oxid titaničitý a přírodní barviva.
8 listů výkresů