Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania wtryskowego czesci kapsulek z polimerów hydro¬ filowych. N Stosowane w opisie okreslenie „polimer hydro- filowy" obejmuje zelatyne i inne polimery hydro- 5 filowe, nadajace sie dzieki swoim wlasciwosciom na materialy kapsulkowe. Polimerami hydrofilo- wymi sa polimery, których masy czasteczkowe wy¬ nosza w przybliizeniiu od 103 do 107, zawierajace w lancuchu glównym ii/lub w lancuchach bocz- io nych grupy funkcyjne zdolne do tworzenia mo¬ stków wodorowych ii/lub uczestniczenia -w mostkach wodorowych. Takie polimery hydrofilowe wyika- zuja na izotermie 'adsorpcji wody yiw zakresie, tem¬ peratury od okolo 0 do 200°O/ punkt przegiecia 15 w poblizu punktu o aktywnosci wody równym 0,5. Polimery hydroifilowe wyrózniaja sie z grupy okreslanej jako hydrokoloidy swoja dyspersyjno- SGia czasteczkowa. Znane sa inne hydrokoloidy nie bedace polimerami hydrofiiowymi w znacze- 2Q niu 'powyzszej definicji, zawierajace mniej lub bardziej kuliste lub wlókniste czastki, przy czym czastki te zlozone sa z szeregu makroczasteczek polimeru hydrofilowego o masie czasteczkowej 103—ilO7, tak ze sa to czastki o" wielkosci w za- 25 kresie od 0,01 do 10 mm, typowym dla czastek koloidalnych.Od ponad 50 lat kapsulki zelatynowe wytwarza slie w tak zwanych maszynach Coltona metoda maczania. Maszyny te sa bardzo duze /Idlugosc 30 10 metrów, szerokosc 1,24 m/ i waza okolo 10 ton, a ponadto musza pracowac w pomieszczeniach kli¬ matyzowanych i w polaczeniu z suszarkami1. Kom¬ pozycja, w której maczane sa szpilki maszyny Ma których ksztaltuje sie kapsulki/ zawiera 30°/o wagowych zelatyny i 70% wagowych wody i ma postac roztworu. Tak wiec w etaplie suszenia na¬ lezy z uformowanych w maszynie Coltona kap¬ sulek odprowadzic duza ilosc wody, gdyz np. w twardych kapsulkach zelatynowych zawartosc wo¬ dy nie mo zelatyny i wody stosowane w znanej metodzie formowania kapsulek stanowia idealne srodowisko wzrostowe dla drobnoustrojów chorobotwórczych.Dla zmniejszenia zawartosci tych .drobnoustrojów do dopuszczalnego poziomu trzeba po etapie susze¬ nia prowadzic specjalna obróbke chemiczna, np. srodkami baktetf; ostetycznymi.W opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4 216 240 ujiawiniiiono .sposób formiow.aniiia wtryskowe¬ go1 przy wytwarzaniu wyrobu z orientowanych wlókien bialkowych. Wyrób wlóknisty wytwarza¬ ny takim sposobem rózni sie zasadniczo od prze¬ zroczystego szklo'-podobnego .materialu kapsulki o- trzymywanego sposobem wedlug wynailazku. Po¬ nadto, aby uzyskac plynna mase do procesu for¬ mowania, ujawnione mieszaniny bialkowe musza byc poddane denaturacji,, traca wiec zdolnosc do rozpuszczania sie. 143 2823 143 282 4 W opisie patentowym St. Zjedn. Ameryikli nr 4 076 846 ujiawniono zaistosowainiie dwuskladnikowych mlieszanin skrobi i soli produktów bialkowych w celu otrzymaniavjadalnego uksztaltowanego wy¬ robu w procesie formowania wtryskowego. W spo¬ sobie wedlug wynalazku wyroby ksztaltowane z materialów TDlialkowyeh, korzystnie z zelatyny lub innych poldftierów lfydrofilowydh, mozna wytwa¬ rzac bez koniecznosci dodawania skrobi.W opisie patentowym, St. Zjedn. Ameryki nr 3 911159 ujawniono fornuowianie wlóknistych struk¬ tur bialkowych w celu otrzymania jadalnych pro¬ duktów o ulepsizcmei/m&ekkosci. W sposobie we- 'dlug wynalazku ksztaltowane wyroby wytwarza sie bez udzialu wlóknistej struktury bialkowej."Z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 3 851 051 znane jest wytwarzanie miekkich kapsu¬ lek zelatynowych zawierajacych jako wypelnienie sztywny uklad zelowy, w którym zamknieta jest , 'substancja czynna. Korpus kapsulki sporzadza sie z kompozycji zlozonej z 30—-53 czesci zelaityny, 15—48 czesci zmiejkozacza, takiego jak gliceryna i 16—40 czesci wody, stosujac w tym celu mai- ezanie lub inne znane metody. Przykladowo kap¬ sulki mozna otrzymac z wsteg zelatynowych przez ich tloczenie na walcach z wglebieniami^ ewen¬ tualnie z uzyciem podcisnienia. Kapsulki wytwo¬ rzone z- podanej kompozycji maja slabe scianki i wymaga/ja obróbki wstepnie usuwajacej wode z tych scianek Aizialanie goracego powietrza lub srodków ekstrahujacych wodeA Po zakonczeniu tej specjalnej obróbki prowadzi sie jeszcze trady¬ cyjne suszenie. W omawllanym opisie brak jest jakiejkolwiek wzmianki o mozliwosci wtryskiwa¬ nia podanej kompozycji zelatynowej.Koniecznosc dokladnego suszenia kapsulek ze¬ latynowych r uwalniania lioh od drobnoustrojów chorobotwórczych wystepuje zatem w przypadku wszystkich znanych metod. Metody te realizuje sie ponadto, w pomieszczeniach klimatyzowanych, a wiec instalacje produkcyjne oprócz wielkogabary¬ towych urzadzen formujacych kapsulki musza do¬ datkowo zawierac urzadzenia klimatyzacyjne i wielkie suszarki, czyli urzadzenia niezwykle ener¬ gochlonne.Technika formowania wiferyskowego znana jest od wielu , lat, jednak nigdy dotad nie udalo sie zastosowac jej do wytwarzania kapsulek z poUi- merów hydrodiilowyen,, w tym zelatyny. Po pierw- isze, formowanie wtryskowe jest .procesem stawia¬ jacym duze wymagania przetwarzanemu materia¬ lowi. Material taki musi topic sie bez obnizania swej jakosci lub ulegania zniszczeniu, a w sta¬ nie stopionym rnusi byc dostatecznie plynny. Mu¬ si on szybko twardniec w chlodzonej formie przy¬ bierajac trwala postac tak, by przy jego wyrzu¬ caniu z formy odksztalcenia wymiarowe wyno¬ sily ponizej ltyo. Twarde kapsulki z takiego ma¬ terialu musza byc trwale, a grubosc ich scianek musli wynosic okolo 0,2^0,3 cm. Po drugie, maj terial stosowany w wysokowydajnym procesie wtryskowym musi byc termoplastyczny i wykazy¬ wac odpowiednie wlasciwjosci termomechaniczne.Okreslenie „termoplastyczny" oznacza, ze powy¬ zej pewnej wartosci temperatury i korzystnie w pewnym zakresie wartosci temperatury material tworzy jednorodny stop nie ulegajacy rozkladowi.Okreslenie „wlasciwosci termomechaniczne" ozna¬ cza, ze stopiony lepki material- charakteryzuje sie 5 równomliernym rozkladem energii w calej swej masiie, a zatem czas relaksacji: jest dlan minimal¬ ny /czesci sekundy/. Tylko przy spelnieniu tych warunków mozliwe jest otrzymanie trwalego pro¬ duktu z duza precyzja. io Do tej pory sadzono powszechnie iz zelatyna i inne polimery hydrofilowe nie wykazuja -wyzej omówionych wlasciwosci a zatem nie mozna ich formowac witryskowo.Zelatyna jest czystym produktem zlozonym z 15 róznych poliaminokwasów, tak wiec polimerami najbardziej do nie zblizonymi- sa poliamidy. Dla przetwarzania poliamidów metoda formowania wtryskowego konieczne jest dokladne ich osusze¬ nie do zawartosci wody ponizej 0f2Pfa. To samo 20 dotyczy innych polimerów,, takich jak poliwegla¬ ny, polistyren, itd. Wyzsza zawartosc wody po¬ woduje bowiem uszkodzenia! w gotowym produk¬ cie, np. wady powierzchna wzglednie katalitycz¬ nie zmniejsza srednia mase czasteczkowa polime- 25 ru. Przypuszczano do tej pory, ze zelatyna zacho¬ wuje sie analogicznie. Normalnym podejsciem do problemu byloby zatem dokladne wysuszenie zela¬ tyny przed jej formowaniem wtryskowym. Sucha zelatyna nie moze byc jednak formowana wtry- 30 skowo, gdyz okaizalo sie, ze w podwyzszonej tem¬ peraturze ulega rozkladowi. Przyjeto zatem, iz zelatyna jest nieodpowiednia jako material do istoisow^aniiia w procesach formowania wtryskowego.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze przez dodanie do 35 pewnych polimerów hydrofilowych, w tym zelar- tyny, okreslonej ilosci wody nadaje sie tym po¬ limerom dobre wlasciwosci termomechaniczne, przy czym ta okreslona ilosc wody czyni je ter¬ moplastycznymi. Wlasciwosci te polimery hydro- 40 fiilowe wykazuja w okreslonym zakresie warto¬ sci temperatury i pod okreslonym cisnieniem.Cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze kompozycje co najmniej jednego polimeru hy- drofilowego, takiego jak zelatyna, ftalan hydro- 43 ksypropylometylocelulozy, octanoftalan celulozy, hydroksypropylomietyloicefluloza, sól sodowa kar- boksymetylocielulozy, bialko , sojowe, poliwinylopi- rolidon, agar, kwas alginowy i alginian sodowy, oraz wody i ewentualnie zmiekczaczy, srodków 50 smarujacych i wypelniaczy, zawierajaca 5—25% wagowych wody w przeliczeniu na. mase kom¬ pozycji,, topi sie i uplastycznia w temperaturze 50^190°C i pod cisnieniem 600 X 105 — 3000 X 105 Pa, po czym kompozycje o temperaturze 55 50—190°C wtryskuje sie pod cisnieniem 600 X 105 — 3000 X 105 Pa do formy chlodzonej do tem¬ peratury nizszej niz temperatura zeszklenia po- Mimeru hydrofilowego, a nastepnie usuwa sie czes¬ ci kapsulek z formy. oo Nieoczekiwanie' stwierdzono, ze dzieki zastoso¬ waniu sposobu wedlug wynalazku otrzymuje sie kapsulki o znacznie lepszych wlasciwosciach w porównaniu z kapsulkami wytwarzanymi metoda maczania czy formowania) na walcach, które to 65 kapsulki zawieraja okolo 30P/ot segmentów krysta-143 282 6 licznych. Kapsulki zelatynowe otrzymane metoda formowania wtryskowego sa calkowicie ' bezposta¬ ciowe, a zatem maja znacznie lepsza charaktery¬ styke rozpuszczalnosci. Ponadito sa one calkowicie pozbawione drobnoustrojów chorobotwórczych. O- 5 bie te cechy sa niezmiernie wazne w przypadku produktów przeznaczonych do spozycia.Dzieki utrzymaniu w materiaie wtryskiwanym zalozonej zawartosci wody, to jest 5—25f0/o^ ko¬ rzystnie 10—20°/% a zwlaszcza 12—i18io/oi wagowych io w przeliczeniu na mase kompozycji, otrzymuje sie kapsulki nie wymagajace suszenia. Twardy, szklisty material korpusu kapsulki wytworzonej sposobem wedlug wynalazku automatycznie wcho¬ dzi w stan równowagi z otoczeniem, to znaczy 15 ustala sie stan równowagi miedzy woda zawarta w tym materiale i woda obecna w otaczajacym urzadzenie produkcyjne powietrzu. Zbedne sa wiec mie tylko suszarki, ale takze energochlonne urza¬ dzenia, klimatyzacyjne. * 20 Wydajnosc procesu wtrysku realizowanego spo¬ sobem wedlug wynalazku zalezy oczywiscie od budowy formy, lecz ogólnie jest bardzo duza.Przykladowo, z formy o. 32 gniazdach otrzymu¬ je sie 32 czesci co 5 sekund, a wiec ponad pól 25 miliona suchych, jalowych kapsulek dziennie.Wziac tu nalezy pod uwage takze fakt, iz po¬ wierzchnia produkcyjna1 jest w tym procesie nie¬ wspólmiernie mniejsza od potrzebnej w proce¬ sach znanych, urzadzenia wytwórcze maja w po*- 30 równaniu ze znanymi maszynami bardzo male roz¬ miary, a przestawienie produkcji na kapsulki o róznej numeracji wymaga jedynie nieskoinpliko- - wanej wymiany formy.W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac 35 rózne typy zelatyny, przy czym korzystnie stosuje sie zelatyne, otrzymana z oseiny poddanej obróbce kwasowej lub zasadowej, ze skór swinskich podda¬ nych obróbce kwasowej lufo ze skór bydlecych poddanych obróbce alkalicznej. Masa czasteczko- 40 wa róznych typów zelatyny wynosi od 10 000 do 2 000 000 lub od 10 000 do 2 000 000 i od 10 000 000 do 20 000 000. Sposób wyznaczania rozrzutu mas czasteczkowych róznych typów zelatyn przetwarza¬ nych sposobem wedlug' wynalazku opisany jest 45 w nastepujacych pracach: i. Tomka, CMmia. 30, 534—54j0 /fi976/ oraz I. Tomka i inni, Phot. Sci. 23. 91 /l975/. Stwierdzono, ze uzycie zelatyny o masie czasteczkowej w zakresie od 10 000 do 2 000 000 zapewnia mniejsze odksztalcenia czesci 50 kapsulek po ich wypchnieciu z formy do kapsu- lejk.Mozna ewentualnie stosowac takze zelatyne niz¬ szej jakosci, usieeiowana tuz przed operacja wtry¬ sku za pomoca srodków sieciujacych kowalencyj- 55 nie i/lufo niekowalencyjnie, takich jak sole metali wielowartosciowyeh ,/np. sole glinu i sole wapniak, kwas borowy, alun potasowy, alun glinowy, sole chromu, sole glinu lub sole cyrkonu /octan chro¬ mu, alun chromowy/, aldehydy i ketony, a takze 60 ich pochodne chlorowcowane /formaldehyd, para- formaldehyd, 2,4,6Htrójnliitrobenzaldehyd^, chinony /benzochinon/, zwiazki 1,2- i 1,3-dwukarbonylowe, takie jak glioksal i cyklohekisanodion-1,2, 1,5-dwu- aldehydy /aldehyd glutarowy/, kwasy i bezwodniki 65 kwasowe /kwas mukocmorowy/, chlorki dwuzasa- dowych kwasów organicznych, bezwodniki kwasów cziterokarbokisylowych, zwiazki z wiecej niz dwoma trójczlonowymii pierscieniami heterocyklicznymi u- legajacymi latwo rozszczepieniu, takie jak tlenek etylenu i etylenoimina, wielofunkcyjne estry kwa¬ su metanosiulfonowego, wielofunkcyjne zwiazki nie zawierajace azotu, takie jak dwumetakrylan gliko¬ lu etylenowego, dwuepoksybutan, epichlorohydry- na, dwuchloropropanol, dwumetakrylan glikolu dwuetylenowego, eter dwuchlorometylowy i eter dwuchlorcoktylowy, wielofunkcyjne zwiazki zawie¬ rajace azot takie jak dwuizocyjaraiian szesciomety- lenowy, adypinian dwumetylu, bis-diazobenzydyna," odczynnik Woodwarda K, N,N%/l,,3-fenylenoj3isma- leimid, N,N'^etyleno-bisi'jodoacetamid/, mocznik, kwas trójchloroizocyjanurowy, etylenobismetakry- lamid, czterochloropfirymidyna, dwumetylolomocznik, dwumeityloloetylenomoczniilk, metylolóakrylamTd i dwumetylOLoakrylamid, a takze srodki, sieciujace ujawnione w opisach patentowych RFN nr DE 2 34® 204 B2, DT 2(4 3® 553 Al, DT 25 05 746' Al i DT 26 25 026A1, w opisie europejskim nr 0 021108, w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3 321313 oraz w opisie patentowym RFN nr DT 21 48 428, to jest karbodwulirmiidy, sulfobetaiiny, kar- baimoi/lowie1 sioie oksyp/irydynliowe, sole karfoaimoilo- niioiwa, l-N-etoksykariboksy-2Hetoksydihydrochiinoili- na, sole izckisiazioiliowe, siole bis-izofcsazioMowie oraz dwulilziocyjainiainy.W sposobie v wedlug wynalazku kazdy z wyzej wymienionych polimerów moze stanowic samo¬ dzielny material kapsulkotwórczy, wzglednie jako taki material mozna stosowac dowolne polaczenia .tych polimerów.Sposób wedlug wynalazku pozwala na wytwa¬ rzanie czesci kapsulek takze z innych polimerów hydrofillowych niz wyzej wymienione. Korzystnie stosuje sie w tym celu polimery, które podobnie jak ftalan hydroksypropyiometyflocelulozy /HPMCP/ i octanoftalan celulozy /CAP,/ maja zdolnosc roz¬ puszczania sie dopiero w jelitach. Powinny one spelniac wymagania Farmakopei St. Zjedn. Ame¬ ryki, wydanie XX /USP XX/, a mianowicie wy¬ kazywac odpornosc na sok zoladkowy przez 2 godziny i rozpuszczac sie w soku jelitowym w cia¬ gu 30 minut. Do takich polimerów naleza miedzy innymi szelak, octanoftalan poltiwinylu, ftalowa- na lub bursztynowana zejlatyna, eudragit /kopoli¬ mer akrylanowo-meitakrylanowy/ i polimery kwasu krotonowego.Sposób wedlug wynalazku pozwala takze na wy¬ twarzanie czesci kapsulek z pewnych polimerów nie wykazujacych powyzszych wlasciwosci, mie¬ dzy innymi z bialek z nasion slonecznika, bialek z nasion bawelny, bialek z orzechów arachido¬ wych, bialek z rzepaku,, bialek z krwi, bialek z jaj i pochodnych tych bialek, z hydroksymetylo- celulozy, hydroksyetylocelulozy, hydroksypropylo- celulozy i innych hydroksypochodnych celulozy o- raz z laktozy i gumy arabskiej.Kazdy z tych polimerów mozna stosowac w kompozycji kapsulkioftwórczej sam lub w polacze¬ niu z innymi lub innymi wyzej wymienionymi po-143 5 7 lamerami, w tym z polimerami wymienionymi w definicji cechy sposobu wedlug wynalazku.Kompozycja przeznaczona do wtryskiwania moze zawierac wypelniacze, np. bentonit, celuloze, w tym-celuloze mikrokrystaliczna, lub dekstran. Za- 5 wartosc wypelniaczy wynosi 5—JWo wagowych w przeliczeniu na mase kompozycji.Przy wytwarzaniu , kapsulek z polimerów hydro- ^filowych, w tym z zelatyny, optymalna jakosc pro¬ duktu zapewnia zastosowanie zmiekczaczy, sród- 10 ków smarujacych i srodków barwiacych, zwlasz¬ cza ich gatunków farmaceutycznych.Farmakologicznie dopuszczalne zmiiekczacze, ta- , kie jak glikol polietylenowy lub korzystnie nisko- czasteczkowe zmiekczacze organiczne, takie jak 15 gliceryna, sorbit, sól sodowa sulfobursztynianu dwuoktylu, cytrynian trójetylu, cytrynian trójbu- tylu, glikol 1,2-propylenowy, mono-, dwu- i trój- octan gliceryny itp., stosuje slie w w róznych ste¬ zeniach, np. od okolo 0,5 do 40p/o, a korzystnie 20 od 0,5 do 10% wagowych w przeliczeniu na ma-' ^e kompozycji. Korzystnie stosuje sie glikol poli¬ etylenowy iHuib gliceryne w ilosci 0,5—IG/0/© wago¬ wych..Farmakologicznie dopuszczalne srodki smarujace, 25 takie jak stearynian glinu, stearynian wapnia, ste¬ arynian maftgnezu i stearynian cyny, a takze talk, silikony itjp., stosuje sie w stezeniu od okolo 0,1 do 101%, a korzystnie od 0,1 do 5P/oi wagowych w przeliczeniu na mase kompozycji. Korzystny jest 30 stearynian wapnia uzyty w ilosci 0,1^101% wago¬ wych.Farmaceutycznie dopuszczalne srodki barwiace, takie jak barwniki^ azowe, a takze inne barwniki i pigmenty, takie jak tlenki zelaza, dwutlenki ty- 35 tanu, barwniki naturalne itp„ stosuje sie w ste¬ zeniu od okolo 0,001 do 10%, a korzystnieod 0,001 do 5% wagowych w przeliczeniu mai mase kompozycji.Sposób wedlug wynalazku mozna realizowac w dowolnej wtryskarce zapewniajacej utrzymanie za- 40 danej zawartosci wody w polimerze hydroiflilcHwym oraz. wlasciwej wartosci temperatury i cisnienia.Ponizej opisano sposób wedlug wynalazku i je¬ go parametry na przykladzie konkretnego proce¬ su realizowanego' w urzadzeniu do formowania 45 wtryskowego, którego konstrukcja zostala zapro¬ jektowana tak, by latwo bylo spelnic wszystkie wymagania sposobu. Zastosowanie urzadzenia do formowania wtryskowego do wytwarzania kapsu¬ lek z polimerów hydrofilowych, w tym zelatyny, 50 • jest nowoscia nigdy dotychczas nie proponowana w literaturze technicznej.Opisane ponizej urzadzenie jest przystosowane do automatycznej regulacji; z wykorzystaniem tech¬ nik mdkroprocesowych. W urzadzeniu tym .prze¬ twarza sie kompozycje do formowania wtryskowe¬ go, zawierajace polimery hydrofilowe, takie jak zejlatyna, wykazujace temperature rozpuszczania w obszarze wartosci temperatury, w którym prowa¬ dzi sie formowanie wtryskowe. Urzadzenie to za- 60 pawmliia mozliiwosc regulacji .zawartosci wody we wstepnie ustalonym zakresie tak, aby wyelimino¬ wac koniecznosc dodatkowych etapów suszenia lub nawilzania uformowanego produktu wytworzone¬ go w urzadzeniu do formowania wtryskowego. «5 8 To automatyczne urzadzenie do formowania wtry¬ skowego zawiera czesc zasilajaca do przejmowania, magazynowania, utrzymywania i podawania poli¬ meru hydrofilowego, np. zelatyny, wyposazona w otwór wyladowczy, czesc wtryskowa obejmujaca element cylindryczny majacy koniec wlotowy po¬ laczony z wylotem wymienionej czesci zasilajacej w celu przejmowania z niej polimeru oraz szereg elementów transportujacych i przetlaczajacych za¬ montowanych tak, aby mogly sie one obracac i slizgac w wymienionym elemencie cylindrycznym, sluzacych do przesuwania i uplastyczniania znaj¬ dujacego sie w nim polimeru, czesc formujaca polaczona z koncem elementu cylindrycznego, od¬ dzielona od strony wlotowej, • obejmujaca element formujacy czesc kapsulki oraz element wyrzuca¬ jacy uformowane kapsulki, zazwyczaj zamkniety element zaworowy laczacy element cylindryczny i czesc formujaca tak, ze przy przesunieciu sie e- lementu zaworowego do polozenia otwartego do elementu formujacego czesci kapsulki w czesci formujacej wprowadzana jest wstepnie ustalona ilosc uplastycznionego polimeru, mikroprocesor ma¬ jacy zmagazynowane w pamieci parametry okre¬ slajace szereg przedzialów czasowych, aby zapew¬ nic pozadany cykl pracy wymienionej czesci wtry¬ skujacej i wymienionej czesci formujacej, i opty¬ malne parametry cisnienia, temperatury i zawar¬ tosci wody w polimerze w czesci zasilajacej, ele¬ menty czujnikowe do wyczuwania i sygnalizowania aktualnych czasów operacji czesci wtryskujacej i czesci formujacej oraz temperatur, cisnienia i za¬ wartosci wody w polimerze w czesci zasilajacej, elementy przylaczone do elementów czujnikowych i mikroprocesora .dla wychwytywania odchylen miedzy warunkami aktualnymi wykrywanymi przez wymienione elementy czujnikowe i parame¬ trami zmagazynowanymi' w mikroprocesorze, obej¬ mujace elementy do sygnalizowania, tych odchy¬ len i element wykonawczy polaczony z wymienio¬ nym elementem sygnalizujaecym odchylenia, na¬ stawiajacy zasobnik, czesc wtryskujaca i czesc formujaca, w celu utrzymania opitymalnyclu para¬ metrów pracy automatycznego urzadzenia do for¬ mowania kapsulek.Sposób wedlug wynalazku oraz nowe ulepszone urzadzenie do formowania wtryskowego z mikro¬ procesorem pozwalaja calkowicie uniknac wyzej opasanych, wad rozwiazan znanych.Wynalazek, pod wzgledem dróg jego realizacji oraz dalszych jego zalet, stanie sie lepiej zrozumia¬ ly dzieki ponizszemu opisowi procesu, w polacze¬ niu z zalaczonymi rysunkami. v .W opisywanym procesie jako przykladowy poli¬ mer hydrofilowy przetwarza sie zelatyne, lecz o- czywiscie mozna ja zastapic dowolnym z wyzej wymienionych polimerów hydrofilowych.Fig. 1 rysunku stanowi schemat urzadzenia do formowania wtryskowego ze slimakiem.. posuwisto- -zwrotnym, do wytwarzania czesci kapsulek zela¬ tynowych.Fig. 2 rysunku stanowi schemat cyklu formo¬ wania wtryskowego przy formowaniu czesci kap¬ sulek zelatynowych. * *' '143 : 9 Fig. 3 rysunku przedstawia schemat polaczen w urzadzeniu do formowania wtryskowego z mi¬ kroprocesorem, do wytwarzania Czesci kapsulek.Fig. 4 rysunku, przedstawia powiekszony sche¬ mat czesci wylotowej urzadzenia do formowanfia 5 wtryskowego.Fig. 5 rysunku przedstawia wykres zaleznosci lepkosci przy scinaniu zelatyny w odpowiednich zakresach szybkosci scinania.Fig. 6 rysunku przedstawia wykres obszaru for- 10 mowania zelatyny w warunkach czasu, tempera¬ tury, cisnienia i zawartosci wody w zelatynie,, w zakresie wedlug wynalazku.Fig. 7 rysunku przedstawia wykres zaleznosci zakresu temperatur zeszklenia i zakresu tempera- 15 tur topnienia od zawartosci wody w zakresie we¬ dlug wynalazku.Fig. 8 rysunku przedstawia wykres uzyskany w kalorymeltrze róznicowym, na którym szybkosc po¬ chlaniania ciepla przez zelatyne wykreslona jest 20 w funkcji, temperatury w zakresie wedlug wyna¬ lazku.Fig. 9 rysunku przedstawia wykres zaleznosci logarytmicznego objetosciowego dynamicznego mo¬ dulu elastycznosci zelatyny od temperatury w za- 25 kresie wedlug wynalazku.Fig. 10 rysunku przedstawia wykres zaleznosci równowagowej zawartosci wody w zelatynie dla calego zakresu aktywnosci wody.Fig. 11 rysunku przedstawia wykres zaleznosci 30 róznicowego ciepla adsorpcji wody od zawartosci wody w zelatynie w zakresie wedlug wynalaz¬ ku.Przedstawione na fig. 1 urzadzenie do formo¬ wania wtryskowego 27 sklada sie zasadniczo z 85 trzech czesci: czesci zasilajacej 5, czesci wtrysku¬ jacej 1 i czesci formujacej 2.Czesc zasilajaca 5 sluzy do, przejmowania; ma¬ gazynowania, utrzymywania i podawania zelatyny 4 w stalej temperaturze i przy stalej zawartosci 40 wody. Czesc zaistilaijacaj 5 obejmuje pionowy cy¬ linder 30 z zamknietym wierzchem 31 z otworem wlotowym 32 do przyjmowania zelatyny 4. W dolnej czesci cylindra 30 znajduje sie zamkniety lejek stozkowy 33 oraz wylot rozladowaljacy 34 do* 45 wprowadzania zelatyny 4 do. czesci wtryskujacej 2.Przez przewód powietrzny 35' laczacy zamkniety wierzch 31 z lejkiem stozkowym 33 cyrkuluje po¬ wietrze dzieki dmuchawie 36, przy czyim tempe¬ ratura powietrza jest kontrolowana za pomoca 50 tyrystora 37, a wzgledna wilgotnosc powietrze re¬ gulowana jest za pomoca smoczka parowego 38.Rola czesci wtryskujacej 1 polega na stopieniu, rozpuszczeniu w wodzie i uplastycznieniiu w cy¬ lindrze wytlaczarki 17 zelatyny 4 wprowadzanej 55 z czesci zasilajacej n5 do wlotu' wytlaczarki 54, a takze na wtrysnieciu uplastycznionej zelatyny 14 do czesci formujacej 2.Dzialanie czesci formujacej 2 polega na automa¬ tycznym utrzymywaniiu, otwieraniu i zamykaniu formy 6 posiadajacej wglebienia 19 w ksztalcie kapsulek oraz na wyrzuceniu uformowanych cze¬ sci kapsulki 7.W czesci wtryskujacej 1 slimak 8 zarówno o- braca sie, jak i wykonuje poosiowy ruch posu-~ 85 10 wiisto-zwrotny. Gdy slimak 8 obraca sie, spelnia funkcje urzadzenia do topienia1, rozpuszczania w wodzie i uplastyczniania zelatyny 4. Gdy slimak 8 przesuwa sie poosiowo spelnia on role urzadzenia " wtryskujacego transportujacego i wtlaczajacego u- plastyczniona zelatyne 14 do formy 6. Obroty sli¬ maka 8 zapewnia silnik hydrauliczny 9 o • zmien¬ nej szybkosci poprzez naped 10, natomiast ruch poosiowy posuwisto-zwrotny osiaga sie dzieki dwu¬ stronnemu cylindrowi hydraulicznemu 11.Sprezenie uplastycznionej zelatyny 14 przed o- bracajacym sie slimakiem 8 powoduje ruch wste¬ czny zespolu slimaka 20 obracajacego slimak 8, naped 10 i silnik 9. Gdy zespól slimaka 20 osia¬ gnie wstepnie ustalone polozenie tylne, ulega zwar¬ ciu polaczenie ograniczajace 12. Po uplywie okre¬ slonego czasu, w czasie którego zelatyna 4 stanie' , sie w pelni uplastyczniona zelatyna 14, cylinder hydrauliczny 11 przesuwa zespól slimaka 20 do przodu z wykorzystaniem slimaka 8 jako tloka wtryskujacego uplastyczniona zelatyne 14 poprzez zespól elementu zaworowegoi 50 obejmujacy zaiWtfr jednokierunkowy 15, zawór iglowy 23, dysze 22 i otwór wylotowy 21, do czesdi formujacej 2. Za¬ wór jednokierunkowy 15 zapobiega ruchowi wstecz¬ nemu uplastycznionej zelatyny 14 wzdluz spiral¬ nych rowków 16 slimaka 8. Cylinder wytlaczar¬ ki 17 wyposazony jest w parowa wezowniice; ogrze¬ wajaca 18 do ogrzewania zelatyny 4 w czasie, gdy ulega ona. sprezaniu przez slimak 8 i staje sie zelatyna uplastyczniona 14.Pozadane jest, aby uplastyczniona zelatyna 14 ogrzewana byla do mozliwie jak najnizszej tem¬ peratury i byla transportowana przy-mozliwie jak naijniziszej szybkosci slimaka 8. Od szybkosci sli¬ maka 8 i ogrzewania uplastycznionej zelatyny 14 wewnatrz cyllindra 17 za pomoca parowych spirali grzewczych 18 zalezy jakosc i szybkosc wyplywu 'uplastycznionej zelatyny 14 wtryskiwanej do cze¬ sci formujacej 2. Czesc formujaca 2 utrzymuje forme 6 posiadajaca wglebienia w ksztalcie kapsu¬ lek 19, do których wtryskiwana jest uplastycznio¬ na zelatyna 14 i w których utrzymywana jest ona pod cisnieniem. Przewody chlodzace 24 okra¬ zaja forme 6, tak ze gdy uplaistyicznionia zelatyna 14 w formie 6 ulegniie schlodzeniu i wystarczajaco zestali sie, czesc formujaca 2 otwiera sie, forma 6 ulega rozdzieleniu i uzyskane czesci kapsulki 7 sa wyrzucane.Przy pomocy fig. 1 i fig. 2 opisany zostanie cykl formowania wtryskowego zelatyny 4 zawierajacej okolo 17°/» wagowych wody, przedstawiony gra¬ ficznie na fig. 2 w funkcji czasu, temperatury i cisnienia. Zazwyczaj cykl pracy w przypadku ze¬ latyny 4 w urzadzeniu do formowania wtrysko¬ wego 27 jest, nastepujacy: a/ zelatyna 4 wprowadzana, jest do czesci za¬ silajacej 5, gdzie jest przejmowana, magazynowa¬ na i utrzymywana w kontrolowanych warunkach temperatury w zakresie od temperatury pokojo¬ wej do 100°C, cisnienia w zakresie od 1 X 105 do 5 X 105 Pa i zawartosci wody w zakresie 5— 25°/o wagowych w stosunku do zelatyny; b/ zmagazynowana zelatyna topi sie w kontro¬ lowanych warunkach w temperaturze w zakresie143 282 11 12 Od 50 do 190°C przy zawartosci wody w zakre¬ sie ód 5 do 25l0/o wagowych w stosunku do masy kompozycji zelatyny i pod cisniemiem w zakresie od 600 X 105 do 3000 X 105 Pa; ci/ stopiona zelatyna rozpuszcza sie w wodzie w kontrolowanych warunkach temperatury w za,- kresie od 50 do 190°C, cisnienliia w zakresie od 600 X 1-06 do 3000 X 105 Pa i zawartosci wody w zakresie od 5 do 25°/o wagowych w stosunku do masy kompozycji zelatyny; d^ rozpuszczona zelatyna jest uplastyczniona w kontrolowanych warunkach temperatury w zakre¬ sie od 50 do 190°C, cisnienia, w zakresie od 600 X X 105 do 3000' X 105 Pa i1 zawartosci wody w zakresie od 5 do 25'°/o wagowych w stosunku clo jmasy kompozycji zelatyny; ej/ uplastyczniona zelatyne wtryskuje sie do cze¬ sci formy 6 w ksztalcie kapsulek w regulowanych warunkach temperatury, ponizej 50°C, przy • cisnie¬ niu wtrysku w zakresie od 600 X 105 do 3000 X X 105 Pa, oraz przy sile zamykania formy .6 po¬ nizej okolo 600 000 N oraz f/ czesci w ksiztailcie kapsulek 1 uformowane z zelatyny wyrzucane * sa z formy do kapsulek 6.Poczawszy od punktu A na fig. 2 slimak 8 prze¬ suwa sie do przodu i napelnia forme 6 uplastycz¬ niona zelatyna 14 az do punktu B i utrzymuje wtrysnieta uplastyczniona zelatyne 14 pod wyso¬ kim cisnieniem w czasie tak zwanego' czasu do¬ cisku od punktu B do punktu C na fig. 2. W punk¬ cie B zawór jednokierunkowy 15 w poblizu kon¬ ca slimaka 8 zapobiega ^przeplywowi wstecznemu uplastycznionej zelatyny 14 z dyszy 22 na slimak 8.W czasie docisku wtrysnieta zostaje dodatkowa ilosc uplatstyczniionej zelatyny 14 kompensujac skurcz spowodowany chlodzeniem i zestalaniem sie uplastycznionej zelatyny 14. Nastepnie otwór wylotowy 21 stanowiacy waskie wejscie do czesci formujacej 2 zamyka sie, oddzielajac czesc formu¬ jaca. 2 od czesci wtryskujacej 1. Uplastyczniona zelatyna 14 w formie 6 znajduje sde w dalszym ciagu pod wysokim cisnieniem.W miare jak uplastyczniona zelatyna 14 chlo¬ dzi sie i ulega zestaleniu,, cisnienie spada do po^ ziomu wystarczajajco wysokiego, aby zapobiec wy¬ stapieniu oznak wycieku, ale nie na tyle duzego, aby utrudnic usuniecie czesci kapsulek 7 z wgle¬ bien w ksztalcie kapsulek 19 w formie 6. Po za¬ mknieciu otworu wylotowego 21 w punkcie C sli¬ mak 8 zaiozyna sie obracac. Uplastyczniona zela¬ tyna 14 przemieszcza sie do powiekszonej prze¬ strzeni cylindrycznej przed slimakiem 8 utworzo¬ nej w wyniku jago wstecznego ruchu poosiowego do punktu D. Szybkosc przeplywu uplastycznionej zelatyny regulowana jest przez szybkosc slimaka 8, a cisnienie przez cisnienie wsteczne /to znaczy cisnienie . hydrauliczne wywierane na zespól sli¬ maka 20/, które z kolei Okresla cisnienie w upla¬ stycznionej zelatynie 14 wytworzone w dyszy 22 przed slimakiem 8.Po wytworzeniu uplastycznionej zelatyny 14 do nastepnego wtrysku do formy 6 obroty slimaka zanikaja w punkcie D. Zelatyna 4 na nierucho¬ mym slimaku 8 topi sie dalej, od punktu D do E pod wplywem ciepla dostarczanego przez prze- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 wodzenie z parowych wezownic grzewczych 18 na cylindrze wytlaczarki 17. Okres ten. nosi nazwe czasu nasiakania. W miedzyczasie zestalone cze¬ sci kapisiulek 7 wyrzucane sa z formy 6. Forma 6 zamyka sie nastepnie, aby przyjac nastepny wtrysk uplastycznionej zelatyny 14. Wszystkie po¬ wyzsze operacje sa zautomatyzowane i regulowa¬ ne przez mikroprocesor, jak to opisano - ponizej.Tak wiec na fig. 3 strzalka oznaczona litera F jest „wektorem czasu", to- jest oznacza kierunek postepowania procesu w czasie /operacje na dia¬ gramie przedstawiono zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara/, zas poszczególnym obszarom diagramu, oznaczonym literami od G do P, odpo¬ wiadaja nastepujace fazy procesu lub czesci u- ¦rzadzenia, w których poszczególne fazy procesu zachodza: G — ruch przepychajacy slimaka do przodu H — slimak nieruchomy,/okres przebywania pod cisnieniem I -r obroty slimaka /Ipomowne pobieranie/ J — slimak nieruchomy K — napelnianie formy L — forma zamknieta M — chlodzenie czesci N — fioi na O — slimak P — wyrzucanie czesci kapsulek.Przy pomocy fig. 2 i fig. 3 opisane zostanie dzia¬ lanie elementów hydraulicznych i elektrycznych w urzadzeniu do formowania wtryskowego 27 na fig, 3 oraz odpowiednich obwodów regulowanych przez mikroprocesor 28 na fig. 3 w czasie, cyklu formowania wtryskowego przedstawionego na fig. 2.Poprzez zastosowanie stalostanowego obwodu i szybkich przelaczników temperaturowych, ograni¬ czajacych i cisnieniowych w ukladach elektrycz¬ nych i hydraulicznych mikroprocesor 28 w u- rzadzeniu stosowanym do realizacji sposobu we¬ dlug wynalazku wykorzystuje sygnaly rozkazów w swojej pamieci obejmujacej parametry czasowe, temperaturowe i cisnienie podane w tablicy 1 po¬ nizej przy cyklu formowania wtryskowego wedlug fig. 2 prowadzonego w urzadzeniu do formowania wtryskowego 27 wedlug fig. 3, w czasie wytwa¬ rzania czesci kapsulek zelatynowych 7.Na fig. 3 przedstawiono polaczenie urzadzenia do formowania wtryskowego 27 z mikroproceso¬ rem 28.Polaczenie urzadzenia do formowania wtrysko¬ wego 27 i mikroprocesora "28. obejmuje szesc ob¬ wodów, regulacji, z których piec tworzy zamknie¬ te petle w pelni analogowe, a jeden obwód jest dwupolozeniowy. Zaczynajac od punktu' A na fig. 2 cykl formowania wtryskowego przebiega w spo¬ sób nastepujacy.Gdy odpowiednio uplastyczniona zelatyna 14 zbierze sie przed slimakiem 8 /czas kontrolowa¬ ny przez mikroproceson1, a takze wówczas gdy zespól slimaka, 20 zlozony ze sliimaka 8, napedu 9 i silnika hydraulicznego 11 przesunie sie wystar¬ czajaco do tylu w wyniku dzialania stalego cis¬ nienia wstecznego', co regulowane jest przez ob¬ wód kontrolny .2, obwód czujnikowy J4 uruchomi13 Tab Czas/s/ A B 10-2^1 10-2^1 Temperatura od pokojowej i/i°CV do 100 50^190 Cisnienie /iMPa/ 0,1—0,5 60—300 przelacznik ograniczajacy 12. Po spelnieniu tych 15 dwóch warunków obwód kontrolny 4 uruchomi zawór hydrauliczny powodujac przeplyw plynu hydraulicznego do przedniej czesci cylindra hy¬ draulicznegO' 11. Zacznie on przepychac do przodu zespól slimaka 20, co spowoiduje wtrysk uplastycz- 20 nionej zelatyny 14 do formy 6, gdy osiagnie sie punkt B cyklu formowania, wedlug fig. 2, oraz, na skutek regulowania przez mikroprocesor 28, slimak 8 pozostanie przez pewien okres czasu /do punktu C/ nieruchomy w przednim polozeniu pod 25 wysokim cisnieniem.Od punktu B cyklu formowaniai wedlug figr 2 uptfastyozniiona zelatyna 14 ulega schlodzeniu w formie 6, po czym otwór 21 zamyka sie w punk¬ cie C cyklu formowania wedlug fig. 2. 30 W punkcie C cyklu formowania wedlug fig. 2 slimak 8 ponownie zaczyna sie obracac. Równo¬ czesnie ^cisnienie hydrauliczne w przedniej czesci cylindra hydraulicznego 11 obniza sie do wielko¬ sci nieznacznie mniejszej od wielkosci ustalonej 33 dlai tylnej czesci cylindra hydraiulicznegoi 11.Slimak 8 dociskany jest przy stalym cisnieriiu- do formy 6 przez cisnienie w tylnym polozeniu cy¬ lindra hydraulicznego 11. Osiaga sie to za po¬ moca obwodu kontrolnegoi 2, w którym proporcjo- 40 nalny zawór hydrauliczny regulowany jest przez czujnik obwodu cisnienia I2.Przy obrotach slimaka 8 nowa. 'porcja zelatyny 4 poblierana jest z zasobnika 5. W pewnym okre¬ sie czasu przy okreslonej szybkosci obrotów sli- *? maka 8 regulowanej przez obwód kontrolny 3, do¬ kladnie, oidimierzona ilosc zelatyny 4 wprowadzana jest do cylindra wytlaczarki 17. Obwód kontrolny 3 uruchamiany jest przez obwód czujnika szyb¬ kosci I3 mierzacy szybkosc obrotów slimaka: 8 i 50 sprzezony czujnikowo z hydraulicznym profponcjo^ nalnym zaworem regulacji przeplywu Oj, regulo^ wanym przez olbwód kontrolny 3, zapewniajac w ten sposób stala szybkosc obrotów silnika hydra¬ ulicznego 10 niezaleznie od momentu obrotowego 55 zmieniajacego sie przy wprowadzaniu nowej por¬ cji zelatyny 4.Po zakonczeniu cyklu zasilania slimak 8 prze^ staje ,sie obracac i osiaga sie punkt D cyklu for¬ mowania wedlug fig. 2. Okres nasiakania od punk- 60 tu D do punktu A cyklu formowania wedlug fig. 2 umozliwia pelne uplastycznienie zelatyny 14 w kontrolowanych warunkach temperatury regulo¬ wanych przez oibwód kontrolny 1.Obwód czujnika temperatury Ij kontroluje ty- 65 282 14 a 1 Punkty C D - E 10-2^1 10-2^1 10-2^1 50—190 50^190 50^190 . 60—300 60—300 60—300 rystorowy regulator ciepla Oj, ogrzewajacy cylin¬ der wytlaczarki 17, pod wplywem wskazan ' ob¬ wodu kontrolnego 1.. W czasie* przerwy czasowej miedzy punktami B i E cyklu formowania wedlug fig, 2 forma 6 ulega wystarczajacemu schlodzeniu, 'tak aby mo¬ gly byc z niej wyrzucone gotowe czesci kapsu¬ lek7. l- Po wyrzuceniu czesci kapsulek 7 cykl powraca do punktu A wedlug fig. 2, gdy pewna obgetosc uplastycznionej zelatyny 14 zgromadzona jest przed slimakiem 8 /wlaczony zostaje obwód czujnikowy I4 po uplywie okreslonego czai&U/, tak ze cykl pra¬ cy wedlug fig. 2 moze byc powtórzony.Nalezy zauwazyc, ze w ukladzie' znajduja slie petle regulacji temperatury i wilgotnosci 5 i 6 w celu utrzymywania dokladnej okreslonej zawar¬ tosci wody w zelatynie w zasobniku 5, bardzo listotnej z punktu widzenia, prawidlowej pracy z pozadanymi szybkosciamii.Mikroprocesor 28 zawiera dzial pamieci 51 ma¬ gazynujacy niezbedne parametry operacyjne, dzial. czujnikowy i sygnalizacyjny 52 odbierajacy wy- krytte sygnaly aktualnych warunków procesu, wy¬ krywajacy róznice miedzy pozadanymi i aktualny¬ mi parametrami pracy oraz przesylajacy sygnaly nastawcze do tyrystorów i zaworów poprzez dzial wlaczajacy 53.Nai fig. 4 przedstawiono zespól elementu zawo¬ rowego 50 zlozony z otworu wylotowego^ 21, dyszy 22, zaworu iglowego 23 oraz zaworu jednokierun¬ kowego 15. Elementy te pracuja nastepujaco: W punkcie A wedlug fig. 2 zawór 'iglowy 23 odcia¬ gany jest od otworu wylotowego 21, a zawór jed¬ nokierunkowy 15 odciagany jest od elementu za¬ worowego 50, tak aby utworzyc otwór wlotowy 55 umozliwiajacy przeplyw uplastycznionej zelatyny 14 do dyszy 22 stanowiacej komore zasilajaca dla uplastycznionej zelatyny 14. Uplastyczniona zeiae tyna 14 wtryskiwana jest poprzez dysze 22 do for¬ my 6 w czasie okresu napelniania formy miedzy punktami A i B wedlug fig. 2. W punkcie C we¬ dlug fig. 2 zawór iglowy 23 przesuwany jest do przodu, tak ze zamyka sie otwór wylotowy 21 i w tym czasie,, miedzy punktami C i E wedlug ijig. 2 forma 6 jest zamknieta, d, czesci kapsulek 7 znajdujace sie w formie 6 oblodza sie. Zawód i- glowy 23 pozostaje zamkniety miedzy punktami E i A wedlug fig. 2, gdy czesci kapsulek 7 wyrzu¬ cane sa z formy 6. Calkowdlty okres czasu miedzy punktami B i A wedlug fig. 2 musi trwac mniej15 143 282 16 niz 5 sekund, tak aby uplastyczniona zelatyna 14 nie ulegla zestaleniu w dyszy 22. Jest to istotna cecha urzadzenia, gdy: a/ mozliwe ^sa krótsze czasy produkcji pozwala¬ jace uzyskac wieksza wydajnosc, b/ nie wystepuja straty uplastycznionej zelaty¬ ny 14 w cyklu produkcyjnym na skutek jej ze¬ stalania sile w dyszy 22 i w formie 6 oraz 10/ wystepuje minimalne ryzyko degradacji upla¬ stycznionej zelatyny, gdyz pozostaje ona w urza¬ dzeniu produkcyjnym tylko przez krótki, okres cza¬ su i uzywana jest tylko raz w kazdym cyklu pro¬ dukcyjnym, poniewaz uplastyczniona zelatyna 14 zestala sie tylko raz we wglejbieniach w ksztalcie kapsulek 19, a nie w dyszy 22.Zawór jednokierunkowy 15 i zawór iglowy 23 uruchamiane sa przez dzwignie 25 naciagana za pomoca sprezyny, która zazwyczaj zamyka zarówno otwór wylotowy 21, jak i dysze 22, jesli dzwignia) 25 niie jest uruchamiana za pomoca krzywki w re¬ akcji na sygnaly z mikroprocesora 28.Termomechaniczne wlasciwosci zelatyny, np. jej modul dynamiczny i modul stratnosci przy scina¬ niu w róznych temperaturach znacznie zaleza od zawartosci wody. Proces formowania kapsulek mo¬ zna prowadzic przy stasowaniu zelatyny zawie¬ rajacej wode w zakresie od 5 do 251°/© wagowych.Nizsza granica okreslona jest przez maksymalna temperature przetwórstwa wynoszaca 190°C, której z kolei nie mozna przekraczac w obawie przed degradacja. Górna granica okreslona jest przez sztywnosc gotowych kapsulek. Skróty podane w tablicy 2 ponizej stosowane beda dalej w calym opisie.Tablica 2 Skrót 1 Ta, Pa Jednostka Znaczenie skrótu 2 3 °C, Pa Temperatura i cisnienie w warunkach otoczenia HVT,P/ KJXkgi Entalpia ukladu polimer hydrofilowy — woda w danych warunkach cisnie¬ nia i temperatury H/T,Ff/ N~1X(m2 ' Scisliwosc, hydrofilowego polimeru w danych wa¬ runkach cisnienia i tem¬ peratury. Jego wartosc liczbowa oznacza wzgled¬ na zmiane objetosci spo¬ wodowana zmiana cisnie¬ nia o wielkosc jednostko¬ wa « /T„ P/^ Wspólczynnik rozszerzal¬ nosci objetosciowej hydro- filowego polimeru w da¬ nych warunkach cisnienia i temperatury. Jego war¬ tosc liczbowa oznacza . wzgledna zmiane objetosci 15 20 30 35 40 55 60 spowodowana zmiana tem¬ peratury o wielkosc jed¬ nostkowa Vfe,T,P/ kgKs-1 Tci,TC2/X/ °C Tmi, Tm2,/X/ °C TE/V °C 45 X 50 Szybkosc przeplywu hy- drofilowego polimeru w danych warunkach tem¬ peratury, szybkosci defor¬ macji przy scinaniu i cis¬ nienia. Jej wartosc liczbo^ wa oznacza objetosc stopu przechodzacego przez prze¬ krój poprzeczny wylotu z urzadzenia do formowania wtryskowego w jednostce czsisu w wyniilku zastoso¬ wanej szybkosci scinania deformujacego Zakres temperaturowy przemiany szklistej hydro- filoweigo polimeru Zakres temperaturowy to¬ pnienia czesciowo krysta¬ licznego hydrofilowego polimeru Temperatura hydrofilowe- go polimeru w obszarze dyszy urzadzenia wtrysko¬ wego TM/t/ Pm Pe °C Pa Pa Temperatura hydrofilowe- go polimeru w formie Cisnienie polimeru hydro- filowego w formie Cisnienie polimeru hydro- filowego w dyszy Zawartosc wody w poli¬ merze hydrofilowym wy^ razona jako udzial wago¬ wy w ukladzie woda — polimer hydrofilowy W celu kontroli i regulacji procesu formowania wtryskowego /IMP/ nalezy znac: iAIi/ cieplo pochloniete w procesie topnienia H/Te, PEf/ — H/Tat Pa/; /2(/ szybkosci ogrzewania hydrofilowych polime¬ rów w urzadzeniu do formowanlia wtyskowego. Do jej wyliczenia niezbedna jest znajomosc wspólczyn¬ nika przewodzenia ciepla hyidnofilowego polimeru i wspólczynnika przeiniikaniia ciepla miedzy hydno- filowym polimerem i konkretnym materialem kon- strukicyjnym cylindra, z którym styka sie hydro¬ filowy polimer. Szybkosc ogrzewania i cieplo po¬ chloniete przez hydroifilowy polimer wyznaczaja minimalny przedzial czasowy niezbedny do przej-17 scia polimeru hydrofilowegó w stan umozliwia¬ jacy jego wtrysk oraz niezbedna moc grzewcza urzadzenia do formowania wtryskowego; //3/ zaleznosc TE od X hydrofilowegó polimeru.Jesli zawartosc wody w polimerze hydrotfilowym w formie jest za niska, niezbedna TE jest zbyt wysoka i powoduje degradacje. Minimalna zawar^ tosc wody 5l0/ft wagowych jesit niezbedna- do utrzy¬ mania, TE ponizej 190°C; W szybkosc przeplywu V/lg, T, P/ jest równiez silnie zalezna od zawartosci wody w hydrofilo¬ wym polimerze. Dla przyspieszenia IMP niezbedne sa wysokie szybkosci przeplywu Wg, T, P/1, które uzyskac mozna przy wyzszych zawartosciach wo¬ dy.Górna granica zawartosci wody okreslona jest przez sztywnosc i wytrzymalosc mechaniczna kap¬ sulek. W zasadnie nie nalezy przekraczac udzialu wody 0,25. Zakres zawartosci wody w jakim kap¬ sulki mozna formowac w urzadzeniu do realiza¬ cji sposobu wedlug wynalazku, wynoisi w zwiaz¬ ku z tym od 0,05 do 0,25. Lepsze kapsulki, uzysku¬ je sie przy zawartosci wody w zakresie od 0,10 do 0,20. Najlepsze kapsulki uzyskuje sie przy za¬ wartosci wody w zakresie ód 0,12 do 0,18.HydroiD-lowy polimer bedzie w formie zmniej¬ szal^ swoja objetosc ze wzgledu na zmiane tempe¬ ratury od TM do Ta. Moze to spowodowac wkles¬ niecia i zmniiejiszeniiai sie wielkosci kapsulki, która w zwiazku z tym bedzie miala niezadawalajaca jakosc. Przy wytwarzaniu kapsulek istmieje bez¬ wzgledne wymaganie, aby odchylenia wymiarów nie przekraczaly 1%. Dla skompensowania skur¬ czu pod wplywem zmian temperatury forma mu¬ si byc napelniana *pod znacznym cisnieniem Pm- Cisnienie napelnllandia okreslone -jest przez wielko¬ sci ca/T,IV i «/T,P/. Cisnienie wtrysku /PE/ zalezy od TE, która jak to sitwierdzono powyzej nalezy w znacznym stopniu od X.Na fig. 5 przedstawiono zaleznosc lepkosci przy scinaniu od szybkosci scinania w temperaturze 90°C w przypadku zelatyny o zawartosci wody X równej 0,17. Srednica kapilary wynosila d = 1,05 mm, a dlugosc 5,0 mm. W zwiazku' z tym stosunek dlugosci do srednicy LiId = 4,75.Na fig. 6 przedstawiono wykres Obszaru topie¬ nia sie zelatyny o zawartosci wody 0,17.Na flig. 6 linia A obrazuje granice lepkoplastyez- nosci, linia B linie rozkladu, linia .C linie wply¬ wów, a linia D linie szybkiego wtrysku.W czaisie formowania wtryskowego uplastyczntlo^ na zelatyna jest okresowo' wytlaczana i natych¬ miast chlodzona w formie o pozadanym ksztalcie czesci kapsulki. Zdolnosc do formowania zalezy od wlasciwosci zelatyny i od warunków przetwór¬ stwa, przy czym najistotniejsze sa ternioniecha- niczne wlasciwosci zelatyny oraz geometria * for¬ my i warunki temperatury i cisnienia panujace w formie. Na wykresie obszaru formowania na fig. 6 przedstawiono graniczne wiielkosci olsnienia i temperatury przy przetwórstwie zelatyny w u- rzadzeniu do formowania wtryskowego sprzezonym z mikroprocesorem wedlug wynalazku. Maksymal- . na temperatura 190°C okreslona jest przez wido¬ czna degradacje zelatyny powyzej tej granicy. Dol- I 282 18 na granica temperatury, 50°C, okreslona jest przez wystepowanie zbyt duzej lepkosci i elastycznosci stopu w zalecanym zakresie zawartosci wody X od 0,05 do 0,25. Górna granica cisnienia 300' MPa 5 zwiazana jest z wystepowaniem wyplywów, gdy stopiona zelatyna wplywa w szczeline miedzy róz¬ nymi metalowymi czesciami formy, tak ze two¬ rza sie rabki prasownicze przy uformowanych czesciach kapsulek zelatynowych na liniach po<- io dzialu. Dolna granica cisnienia wynoszaca okolo 60 MPa okreslona jest przez krótki czas wtrysku, przy którym forma nie moze byc calkowicie wy¬ pelniona" przez zelatyne.Tablica 3 Parametry procesu formowiamia wtryskowego Gestosc Krystaliicznosc H/Te.Pe;/_—H/Ta,Pa/ 1,3^1,2 X,/103kgAn3 25l°/o 0,32 kJJkg Zapottrzebowanie na cieplo netto przy 10 kg ¦ stopuyigodzine odpo¬ wiadajaee 106 kapsu- lekilgodz./ " 3,5X,105kJ Wspólczynnik przewo- v dzenia ciepla zelatyny w 202 C l.OUKm-1 X " " X godz-1 X deg-1 Scisliwosc /TE,PE/ /Ta,Pal/ Skurcz spowodowany przez krystalizacje Krytyczna szybkosc de¬ formacji przy scinaniu •5X,liO-10m2ilN 8X10-50C-1 nieistotny 10*^ 1Q5 s"1 Hydrofilowe polimery, korzystnie rózne typy ze- 1 latyny, wytlacza sie i wtryskuje., w nastepujacych warunkach: '.Na fig. 7 przedstawiono wylkres zakresu prze- 50 miany szklistej i zakres temperatur topnienia w funkcji skladu w ukladzie zelatyna — woda.Na fig. 7 zakres oznaczony jako A jest zakre¬ sem topnienia, zas zakres oznaczony jako B jest zakraseim przemiany szklistej. Obszar I -to obszar, 55 w którym zelatyna bezpostaciowa znajduje sie w stanie szklistym, a zelatyna krystaliczna mai kon¬ firmacje spiralna. W obszarze II zelatyna bez¬ postaciowa znajduje sie w stanie stopionym, w obszarze III zelatyna jest stopiona. 60 W temperaturach ponizej zakresu przemiany szklistej zwykla zelatyna dostepna w handlu sta¬ nowi czesciowo krysitaliczny hydrofilowy polimer zawierajacy okolo 70% , czesci bezpostaciowych i okolo 30% objetosciowych czesci krystalicznych 65 /obszar, I na fig. 2/. Takie preparaty zelatynowe19 143 282 zwane sa zazwyicizaj zelatynami suszonymi na zim¬ no,. Przy podwyzszaniu temperatury takich prepa^ • ratów zelatynowych zawierajacych znaczne ilosci wody zelatyna przechodzi przez obszar przemiany szklistej.Taka proicos' ogrzewania zelatyny bedzie zacho¬ dzil w cylindrze wytlaczarkix 17 wedlug fig. 1.Na fig. 2 taki prioces ogrzewania zelatyny trwa przez caly czas cyklu formowania wtryskowego.Na fig. 7 obszar miedzy zakresem przemiany szkli¬ stej i zakresem topnienia nosi nazwe obszaru II.W obszarze II znajduje sie zarówno zelatyna kry¬ staliczna jak i stop zelatyny. Przemiana szklista nie jest przemiana termodynamiczna któregokol¬ wiek rzedu, lecz charaktoryzuje sie zmiana ruchu czasteczkowego, czasteczek zelatyny i zmiana dy¬ namicznego' objetosciowego modulu zelatyny bez¬ postaciowej o kilka rzedów wielkosci. Przy prze¬ chodzeni/u z obszaru II do obszaru I wedlug fig. 7 ruchy przemieszczajace czasteczek zelatyny lub wtiekszych ich; fragmentów zastaja zamrozone w obszarze temperatury zeszklenia', co uwidacznia sie zmiana ciepla wlasciwego Xpf i wspólczynnika roz¬ szerzalnosci objetosciowej /a/ w tym zakresie tem¬ peratur. Przy przechodzeniu z obszaru II do ob¬ szaru III, a wiec parzy przeichodzenliu przez zakres -topnientiia zelatyny krystalicznej nastepuje stopie¬ nie spiralnie uporzadkowanej czesci zelatyny. W odniesieniu do fig. 1 taki proces topnienia zela¬ tyny bedzie zachodzil w cylindrze wytlaczarki 17.W przypadku fiiig. 2 taki proces ogrzewania ze¬ latyny bedzie zachodzil przez caly czas trwania cy¬ klu formowania wtryskowego. Taka, przemiana spiralno-klebkowa jest rzeczywista przemiana ter¬ modynamiczna pierwszego rzedu i jest procesem endotermicznym. Takie przemiany wykryc mozna za pomoca kalorymetrii róznicowej lub przez po¬ miar zmiany linioweigo dynamicznego modulu lep¬ kosprezystosci spowodowanej zmianami tempera¬ tury. Typowy wykres przemiany w kalorymetrze róznicowym przedstawiono na fig. 8. Na osi. rzed¬ nych przedstawiono szybkosc pochlaniania ciepla przez próbke wzgledem wzorca ,1pusty pojemnik na próbki/A Szybkosc pochlaniania ciepla mierzona jest w funkcji zmian temperatury-próbki zelatyny, przy czym temperatura ta w °K przedstawiona jest na osi odcietych.' Przesuniecie linii podstawo¬ wej na tym wykresie /oznaczone jako D/ odpo¬ wiada przemianie- szklistej, natomiast pik odpo¬ wiada topnieniu kcb przemianie spirailno-klebko^ wej.Na fig. 8 powierzchnia pod pikiem, oznaczona jako C, odpowiada entalpii topnienia spirali w ze¬ latynie'. Zakres temperatur A jest zakresem prze¬ miany szklistej, zas zakres temperatur B jest za¬ kresem topnienia.Liniowy dynamiczny modul lepkosprezystosci E mierzyc mozna przy niewielkich sinusoidalnych odksztalceniach scinajacych próbki zelatyny. Zmia¬ ny takiego modulu typowej próbki .zelatyny o za¬ wartosci wody X = 0,13 przedstawione sa w funk¬ cji temperatury próbki na fig. 9.Na fig. 9 litera A oznaczono plateau elastyczno¬ sci kauczuku, litera B plateau lepkosprezystosci, litera C wartosci masy czasteczkowej frakcji ze¬ latyny, a litera D frakcje objetosciowa fazy kry¬ stalicznej.W temperaturze zeszklenia oraz w temperaturze topnienia lub przemiany spdralno-klebkowej modul 5 taki zmienia sie o szereg rzedów wielkosci. Jak wynika z fig. 9 powyzej zakresu topnienia wyste¬ puje jeszcze jeden zakres temperatur przemiany charakteryzujacy sie dalszym spadkiem modulu E.Temperatura takiej przemiany bedzie nazywana io temperatura rozpuszczania!.' W zakresie temperatur miedzy Tg i TM zelatyna znajduje sie w stanie elastycznosci kauczukowej,, przy czym obszary kry¬ staliczne lub wlókiienka reprezentuja sprezyscie aktywne elementy sieci. 15 Podobne sieci wystepuja w zmiekczonym mikro¬ krystalicznym polichlorku winylu /PCW/A Obsza¬ ry krystaliczne daja rentgenogramy dyfrakcyjne w przypadku takiego PCW, ale nie w przypadku zer latyny [I. Tomka, Chimia 30„ 534—540 /1976/; I. 20 Tomka i inni Phot. Sci. 23, 97 ^1975/]. W zakresie temperatur miedzy TM.i Ts zelatyna znajduje sie w lepkoisprezystym stanie elastycznosci kauczuko¬ wej. Sprezyscie aktywna siec w tym stanie ze¬ latyny jest siecia przejsciowa, podobnie jak w 25 wiekszosci stopów polimerów. Taka przejsciowa siec spowodowana jest wystepowaniem splatan cza¬ steczek polimeru. W przypadku zelatyny silne od¬ dzialywania miedzy makroczasteczkami /mostki wodorowe, oddzialywanie dipolowe/ wnosza znacz- 30 ny udzial do sprezyscie aktywnej sieci przejscio¬ wej. W temperaturze rozpuszczania taka przejscio¬ wa siec ulega zniszczeniu i czasteczki zelatyny rozpuszczaja sie, co w danym przypadku spowo¬ dowane jest obecnoscia- wody. W temperaturach 35 powyzej Ts modul dynamiczny spada do bardzo niskich wielkosci, ponizej 10 Pa, jak to widac na. fig. 9. Przy stosowaniu urzadzen do realizacji spo¬ sobu wedlug wynalazku stwierdzono, ze przetwór¬ stwo zelatyny /formowanie wtryskowe, wytlacza- 40 ^nie z rozdmuchiwaniem/ powinno przebiegac w temperaturze powyzej Ts.W odniesieniu do fig. 1, ogrzewanie zelatyny do temperatury powyzej Ts zachodzi w przedniej cze¬ sci cylindra wytlaczarki 17. Takie ogrzewanie za- 45 chodzi nie tylko pod wplywem parowych spirali grzewczych 18,* ale w znacznej czesci spowodowa¬ ny jest tarciem wewnetrznym w czasie procesu wtrysku spowodowanym wysokimi szybkosciami deformacji. W odniesieniu do fig. 2 proces roz- 50 puszczania bedzie zachodzil zwlaszcza miedzy punk¬ tami A i B cyklu pracy. Stwierdzono, ze odwrar calne odksztalcenie sprezyste w zelatynie podda¬ nej formowaniu wtryskowemu po wejsciu do for¬ my 6 jest nieznaczne, jesli temperatura zelatyny 55 w czasie . procesu wtrysku przewyzsza Ts, gdyz. w przeciwnym wypadku ciag formowania obnizy sie co najmniej o jeden, rzad wielkosci.W odniesieniu do fig. 2, niezbedny okres chlo¬ dzenia zelatyny w formie, dla zapobiezenia jej 60 odwracalnym odksztalceniom sprezystym, trwa mie¬ dzy punktami B i E cyklu pracy. Ograniczenie ciagu formowania do niskich szybkosci w polacze¬ niu z dlugim czasem przetrzymywania zelatyny w formie /jpowyzej 5 is/ jest niepozadane z dwóch 65 powodów, a mianowicie ze wzgledu na mala wy-21 143 282 dajnosc produktu, i straty wody zawartej w ze¬ latynie nastepujace w wytlaczarce. W podwyzszo¬ nej temperaturze wtrysku zawsze nastepuje trans¬ port wody w cylindrze wytlaczarki od zelatyny goracej do zimnej ,1patrz D. Gehrmann, Praca dok- 5 torska, Uniwersytet w Darmstadt, 1979/. Taki trans¬ port wody moize byc skompensowany transportem zelatyny w przeciwnym kierunku za pomoca sli¬ maka.W odniesieniu do fig. 1, taki transport zelatyny 10 dokonywany jest za pomoca slimiaka 8. W odnie¬ sieniu do fig. 2 transport zelatyny bedzie zacho¬ dzil miedzy punktami A i B oraz miedzy punk¬ tami C i D cyklu pracy. Aby zachowac ustalona zawartosc wody w zelatynie w obszarze topnienia 15 cylindra wytlaczarki konieczne jest, aby cykl wtry¬ sku trwal krócej, niz 5 s. Aby zapewnic stala i wystarczajaco wysoka zawartosc wody w zelaty¬ nie w cylindrze wytlaczarki, nalezy stosowac ze¬ latyne lufo inne hydrofilowe polimery o odpowie- 20 dnim ksztalcie zarówno izotermy sorpcji /[patrz fig. 10/ jak i róznicowego ciepla sorpcji w funkcji zawartosci wody /Ipatrz fig: 11/. Stala zawartosc wody w zelatynie w cylindrze wytlaczarki jest niezbedna, alby utrzymac stale warunki produk- 25 cyjne. Zawaflrtosc wody w zelatynie w czasie wtry¬ sku musi spelniac warunek: X jest wieksze od 0,05, gdyz w innym przypadku Ts bedzie równiez wieksze niz 190°C, co jest niepozadane ze wzgledu na degradacje zelatyny. Izoterma sorpcji zelatyny 30 ma ksztalt litery S z punktem przegiecia w po¬ blizu aktywnosci wody 0,5, przy monotonicznie ob¬ nizajacej sie funkcji róznicowego ciepla sorpcji przy wzroscie1 zawartosci wody. Aby zapobiec roz¬ dzialowi faz, fazy zelatynowo-wodnej na dwie' fa- 35 zy cieple, faze zelatynowoi-wodna i wode, w cy¬ lindrze wytlaczarki w czasie wtrysku, musi byc spelniony nastepujacy warunek: aktywnosc wody /¦aw.M/ zelatyny w najwyzszej temperaturze w cy¬ lindrze wytlaczarki w zakresie zawartosci wody 40 w zelatynie od 0,05 do 0,25 powinna byc mniejsza od1. » W omawianym urzadzeniu mozna obnizyc tem¬ perature przetwórstwa hydrofilowego, polimeru o co najmniej 100°C, co oznacza, ze mozna przesu- 45 nac temperature przetwórstwa /Tpf przez wprowa¬ dzenie odpowiedniej ilosci wody /X wieksze od 0,05, ale mniejsze od 0,25°/ol/ w czasie przetwórstwai takiego hydrofilowego polimeru do zakresu tempe¬ ratur od 50 do 190°C, w którym przy przetwór- 50 stwie nie zachodzi degradacja hydrofilowego poli¬ meru. Zakres temperatur topnienia typowej zela^ tyny o zawartosci wody X ponizej 0,002 /typowej dla: przetwórstwa poliamidów, których struktura • chemiczna jest zblizona do struktury zelatynyi/1 55 wynosi od 220 do 250°C. Taki zakres tempera¬ tur topnienia jest równiez zblizony do zakresu top¬ nienia alifatycznych poliamidów.Poliamidy zachowuja sie jednak inaczej pod wzgledem ich miaszalnosci z woda w czasie prze- 60 twórsitwai. Tak np. izoterma sorpcji nylonu 6 nie wykazuje punktu przegiecia, jego róznicowe cie¬ plo sorpcji nie obniza sie monotonicznie w funk¬ cji zawartosci wody i juz w temperaturze poko¬ jowej izoterma sorpcji wykazuje równowagowa W wartosc aktywnosci wody - przy zawartosci wody równej 0,05. Jesli wiec zawartosc wody w takim poliamidzie bedzie wynosic w temperaturze oto¬ czenia okolo 0,035, okaze sie, ze nastapi rozdzial faz na faze wodna i wodno-poliamidowa juz w temperaturze ponizej 100°C. Poniewaz polimer ny¬ lon 6 nie topi sie przy takiej zawartosci) wody w temperaturze ponizej 100°C, ^poliamid taki nie nadaje sie do przetwórstwa. Przy zawartosci wo¬ dy równej 0,035 w temperaturze równej lub wyz¬ szej, niz 100°C poliamid taki równiez nie moze byc przetwarzany ze wzgledu na synereze wody w wy¬ tlaczarce i w formie. Efekt taki jest dobrze znany, w odpowiedniej literaturze /Kunststoff Handbuch, tom 6: Polyamiide; Wydawcy: R. Viewegen, A.Muller, Karl Hansen Verlag, Monachium, RFN, 1960/.Przy otrzymywaniu rozgalezionych lub usiecio*- wanych polimerów hydrofilowych, zwlaszcza róz¬ nych typów zelatyny, istotne jest dodawanie srod¬ ków sieciujacych, zwlaszcza srodków sieciujacych kowalencyjnie, tuz przed wtryskiem stopiionych po¬ limerów hydrofilowych.W odniesieniu - do fig. 9 mozna stwierdzic, ze wzrost ciezaru czasteczkowego takich polimerów hydrofilowych bedzie powodowal wzrost ich tem¬ peratury rozpuszczania.Ze wzgledu na mozliwa degradacje w podwyz¬ szonej temperaturze przetwórstwa nie jest poza¬ dane rozgalezienie lub sieciowanie takich polime¬ rów hydrofilowych przed wtryskiem.W oidniesiieniu do fig. 1, roztwór wodny srod¬ ków sieciujacych wtryskuje sie w przedniej cze¬ sci ukladu mieszajacego usytuowanego miedzy ze¬ spolem topiacym i uplastyczniajacyni 4 oraz zespo¬ lem wtryskujacym 1. Reakcja sieciowania zacho¬ dzi glównie w czasie cyklu wtrysku i po wyrzu¬ ceniu kapsulki. Przez zastosowanie wyzej opisanej technologii rozgaleziania i sieciowania nie istnie¬ je niebezpieczenstwo zmiany wlasciwosci termo¬ mechanicznych polimerów hydrofilowych w czasie procesów topienia i rozpuszczania.Polimery hydrofilowe, korzystnie .rózne typy ze¬ latyny, wytlacza sie i wtryskuje w nastepujacych warunkach podanych w tablicy 4 ponizej: Tablica 4 Parametry wtrysku polimerów hydrofilowych Jednostka wtryskujaca Srednica slima¬ ka mm Cisnienie wtry¬ sku MPa Wyliczona obje¬ tosc pobierania cm8 Efektywna dlu¬ gosc slimaka L 24 220 38 18,8 28 160 51,7 16,1 32 120 67,5 13,523 Tablica 4 — ciag dalszy Wydajnosc pla- styfikacjii /PS/ kg//godzj/!maxl/ - la/ Hal/ IW / llb/ 13,5 9,2 23,6 17,5 21,2 14,5 34 ' 27 21,5 15 36 27,5 Skok slimaka nin*,1max/ Próby mocy przy Wtrysku kW Szybkosc wtry¬ sku mmi/a//max/ Sila dociiskiu dy¬ szy kN 84 30 460 41,2 84 30 460 41,2 84 30 460 41,2 143 282 24 Porcje talkiiej zelatyny w formie granulatu o sredniej wielkosci granulek 2 mim kondycjonowa- no w nastepujacy sposób: zelatyne -o wyjsciowej zawartosci wody 0,105 umieszczono w bebnie i spryskiwano woda az do uzyskania pozadanej za¬ wartosci wody w kazdym doswiadczeniu. Dodawa¬ no 11% stearynianu wapnia jako srodka smaruja¬ cego. Porcje mieszano dokladnie i przechowywa¬ no w zamknietym bebnie przez 3 dni w tempera¬ turze otoczenia. Wykonano szereg doswiadczen, kazde z kompozycja o innej aawatntosci wody.Zbadano wplyw temperatury w róznych punktach oraz parametrów formowania na jakosc kapsu¬ lek.- ' . W odniesieniu do fig. 2 czasy poszczególnych operacji w cyklu pracy urzadzenia do formowania wtryskowego z mikroprocesoreni byly nastepu¬ jace: Szybkosc obro¬ tów slimaka minuty—1 wariant la/ 20—280 llai/ 20^170 wariant Ib/ 20^600 lilb/ -20^00 Ilosc stref grzewczych Zainstalowana moc grzewcza kW 6J 6,1 6,1 Czesc formujaca Sila zamykajaca kN Rozstep przy otwarciu mm - 100—250 600 10 15 20 25 30 35 Podstawe niniejszego wynalazku, a Wiec nie¬ oczekiwane odkrycie, ze polimery hydrafilowe, w tym zelatyna, staja sie ternioplastyczneji maja od¬ powiednie wlasciwosci termomechaniczne przy o- kreslonej zawartosci wody i w okreslonym zakre¬ sie temperatury i cisnienia, fachowcy moga wyko¬ rzystac w procesach wytwarzania kapsulek przez obtlacizanie profili, prasowanie tloczne, formowa¬ nie prózniowe, termofonming, wytlaczanie oraz od¬ lewanie polimeru w polaczeniu z formowaniem prózniowym.Wynalazek ilustruja ponizsze przyklady.- W przykladach I—IX dla zbadania sposobu we¬ dlug wynailazku przygotowano i kondycjonowano porcje zelatyny o róznej zawartosci wody, badajac je nastepnie w urzadzeniu do formowania wtry¬ skowego przy róznych parametrach przetwórstwa.Stosowana w tych przykladach zelatyna kostna nr 1 mtiala najstejpujace srednie wielkosci mas cza¬ steczkowych: srednia liczbowo . 57 000 srednia lepkosciowa 155 000 srednia wagowo 258 000 srednia z ultrawirówki 5 130 000 masa czasteczkowa najwiekszych czasteczek 107 45 50 55 60 65 punkt cyklu Ozas zmienny, zalezny od temperatury, patrz ta¬ blica 3 1 minuta 1 s 5 s 1 s B—C /czas ¦ nasiakania/ C—D /czas napelniianiia' E—A Cisnienie w dyszy: 1,94 MPa Temperatury w róznych zmienna,, patrz tablice punktach slimaka: 4—il2 Temperatura, w dyszy: zmienna, patrz tablice 4—12 W tablicach przedstawiajacych wyniki prób z seriiii A—I i prób z dalszych przykladów /nie ozna¬ czonych literami/ skróty maja nastepujace zna¬ czenie: X zawartosc wody w zelatynie TM temperatura topnienia zelatyny oznaczona metoda kalorymetrii róznicowej /°C/ Tb temperatura na poczatku slimaka /°CV Tm temperatura w polowie slimaka, ./°C/ Te temperatura- na koncu slimaka PCl- Tg temperatury dyszy /°C/ LFV liniowa szybkosc przeplywu /mmi/ls/ L dlugosc plyniecia /mm/ D grubosc blony /mmi/ Sklad kompozycji w .przykladach podano w % wagowych w przeliczeniu na calkowita mase kom¬ pozycji.Stosowane w przykladach okreslenie „zadowa¬ lajace kapsulki" oznacza kapsulki spelniajace wy¬ magania znane wszystkim fachowcom z dziedzin ny farmacji.Przyklad I. Zadowalajace kapsulki zelaty¬ nowe zawierajace ll°/o wagowych stearynianu wap¬ nia formuje sie wtryskowo stosujac parametry przetwórcze podane w' tablicy 5. Parametry prób¬ ki: TM l= 02,8°C, X f= 0,136.Przyklad II. Zadowalajace kapsulki zelaty¬ nowe zawierajace l|°/a wagowych stearynianu wa»- pnia formuje isie wtryskowo, stosujac parametry podane w tablicy 6, Parametry próbki: TM = = 86,8°C, X = 0/146.143 282 25 26 Przyklad III. Zadowalajace kapsulki zelarty- Przyklad- IV. Zadowalajace kapsulki zelaity- nowe .zawierajace 1(% wagowych stearynianu wa- nowe zawierajace li% wagowych stearynianu wa¬ pnia formuje sie wtryskowa, stosujac parametry pnia formuje .sie wtryskowo, stosujac parametry podane w tablicy 7. Parametry próbki: TM = podane w tablicy 8. Parametry próbki: TM = = 85,8°C, X ='0,166. 5 = 80°C, X = 0,174.Tablica 5 Seria nr A — 1 A — 2 A — 3 A — 4 TW°C/ 105 125 135 145 Tmi/°G/ 110 130 150 170 Te,/°'C/ 110 130 150 170 Tg/°C/ 100 100 100 100 L 114,3 142,9 171,4 164,3 LFV i/mm/s1/ 72,4 44,1 40,0 80,0 Tablica 6 Seria nr B — 1 B — 2 B — 3 B — 4 Tb)/°C/ 105 125* 135 145 Tra/°C/ 110 130 150 170 TV°C/ 100 130 150 170 Tg/PC/ 100 100 100 100 L d" 45,7 135,7 157,1 92,8 LFV /mm/s/ 75,0 28,2 61,3 88,9 Tablica 7 Seria nr C — 1 C — 2 C — 3 * C — 4 Tb/°C/ 105 125 135 145 Tmi/ C/ 110 130 150 170 Te/°C/ 110 130 150 170 Tg/°C/ 100 100 100 100 L 92,9 17,1,4 157,1 168,5 LFV /mm/s/ 76,7 45,2 24,7 60,0 Tablica 8 Seria nr D — 1 D — 2 D — 3 D — ¦* D — 5 Tb/°C./ 80 85 90 95 00 Tm 70 75 .80 85 90 Te/'°C/ 70 75 80 85 90 Tg/°C/ 80 80 80 100 100 L "D~ 28,6 42,9 57,1 v 64,3 78,6 LFV /mm,/1si/ 16,7 18,5 24,4 25,0 26,3 105 95 95 100 92,9 30,327 143 282 28 Przyklad V. Zadowalajace kapsulki zelaty- zawartosci wody i zmiekczaioza. Porcje zelatyny nowe zawierajace U% wagowych stearynianu wa- kostnej nr 1 w postaci granulatu -o sredniej wiel- pnrla formuje siie wtryskowo, .stosujac parametry kosci granulek poddaje .sie kondycjonowaniu w podane w tablicy 9. Parametry próbki: TM = nastepujacy sposób. Zelatyne zawierajaca 10,54p/oi = 75°C, X = 0,193. 5 wody umieszcza isie w bebnie i spryskuje silnie Przyklad VI. Zadowalajace kapsulki z ze- rozpylona mieszanina wody i gliceryny jako zmiek- latyny zawierajace lP/» wagowych stearynianu wa- czaczai, az do uzyskania pozadanej wyliczanej za<- pnda formuje sie wtryskowoi, stosujac parametry wartosci wody. Jako srodek smarujacy 'dodaje s'ie podane w tablicy '10. Parametry próbki: TM = 11% wagowych stearynianu wapnia. Zastosowana = 70°C, X = 0y208. l0 metoda oidpowiada metodzie stosowanej w poprze- Przyklad VII. Zelatyna kostna nr 1 z do- dinicn przykladach. Kompozycje wtryskuje sie przy datkiem zmiekczacza. parametrach podanych w tablicy 11. Parametry Do przetwórstwa przygotowuje sie i poddaje próbki: TM i= 92°C, X = 0,15, zawartosc glikolu kondycjonowaniu kompozycje zelatyny o pewnej 3,5|0/g.Tablica 9 Seria nr E — 1 E — 2 E — 3 E — 4 E — 5 E — 6 TV°C/ 75 85 100 100 130 145 Tm/°0/ 90 95 100 130 150 170 Te/°C/ 95 100 100 120 130 170 Tg/l0G/ 100 100 100 100 100 100 L "U" 85,7 100,0 42,9 35,7 57,1 59,2 LFV ,/mm/s'/ 55,6 71,4 41,7 60,7 51,9 66.7 Tablica 10 Seria nr F — 1 F — 2 F — 3 F — 4 F — 5 Tb,/°C/ 70 75 85 100 100 Tmm 85 90 95 100 140 Te/°C/ 90 95 100 110 120 Tg/°0/ * 95 . 100 105 110 100 L "~D 57,1 52,9 64,3 100,0 114,3 LFV /mm/s'/ 35,6 30,8 29,6 25,8 27,1 Tablica 11 Seria nr G — 1 G — 2 G — 3 G — 4 ¦TV°C7 80 85 1215 1,35 Tm/€/ 90 110 130 150 Te/°C/ 90 110 130 150 Tg/°C/ 80 100 100 100 L 150,0 151,4 171,4 178,5 LFV /mm/s/ — 50,0 40,0 53,8 G — 5 145 170 170 100 170,0 57,129 143 282 30 Serie prób prowadzono takze z zelatyna swin¬ ska nr 2 o róznej zawartosci wody /[przyklady VIII i IX ponizej/. Zelatyna swinska nr 2 miala naste¬ pujace srednie wielkosci mas czasteczkowych: srednia liczbowo 34 000 srednia lepkosciowa 65 000 srednia wagowo. v 80 0O0 srednia z wirówki 1 450 000 masa czasteczkowa najwiekszych czasteczek 2 X 106.Przyklad XI. Zelatyna kostna 200, gatu¬ nek B.Sporzadza sie kompozycje granulowanej zelaty¬ ny o okreslonej zawartosci wody i kondycjonuje sie ja w nastepujacy sposób. Zelatyne zawieraja¬ ca 10*% wody umieszcza sie w bebnie i natrysku¬ je bardzo drobnymi struzkami wody do uzyska¬ nia zadanej obliczonej zawartosci wody. Nastep¬ nie kompozycje miesza sie dokladnie i przecho- Tablica 12 Seria nr H — 1 H — 2 i Seria nr I — 1 1 — 2 TV°C7 80 105 1V°C/ 80 105 ' Tm/C/ 90 110 Tm/°C/ 90 110 Te/°C/ 90 110 Tablica Te/°C/ 90 110 13 Tg/°C/ 80 ioa Tg/^C/ 100 100 L 135,7 164,3 L 117,1 1315,7 LFV Anin'3/ 22,8 52,9 LFV 59,1 90,0 Przyklad VIII. Zadowaliatjaoe kapsulki z ze¬ latyny zawierajacej l«/o wagowych stearynianu waipniiia formuje sie wtryskowo, stosujac pairame- try podane w tablicy 12. Parametry próbiki: TM = = &0°C, X = 0,167.Przyklad IX. Zadowalajace kapsulki z zela¬ tyny zawierajacej 1!% wagowych stearynianu wa¬ pnia formuje sie wtryskowo, stosujac parametry podane w tablicy 13, Parametry próbki: TM = = 70°C, X = 0y202.Przyklad X. Zelatyna kostna 80, gatunek A.Sporzadza sie kompozycje granulowanej zela¬ tyny o okreslonej zawartosci wody i kondycjonu¬ je sie ja w nastepujacy sposób. Zelatyne zawiera¬ jaca 13fVo| wody umieszcza sie w bebnie i natry¬ skuje bardzo drobnymi" struzkami wody do uzy- skiamia zadanej obliczonej zawartosci wody. Na¬ stepnie kompozycje miesza sie dokladnie i prze¬ chowuje w zamknietym bebnie przez pól dnia w temperaturze pokojowej. Zadowala/jace kapsulki ze¬ latynowe formuje sie wtryskowo, stosujac para¬ metry przetwórcze podane w tablicy il'4.Parametry próbki: X i= 0,1,3.Sklad kompozycji: zelatyna 80A : 85,3l°/«, woda H7P/o.Tablica 14 *tt/°C/ Tm/°C/ Te/°C/ Tg/^C/ L LFV ^5~ /imm/ls/ 110 125 135 135 66 840 35 40 wuje w zamknietym bebnie przez pól dnia w tem¬ peraturze pokojowej. Zadowalajace kapsulki zela¬ tynowe formuje sie wtryskowo, stosujac parame¬ try przetwórcze podane w tablicy 15.Parametry próbki: X = 0,1 Sklad kompozycji: zelatyna 200 B: 63,8%, woda: l l$,2»/o.Tablica 15 45 Tb/°C/ Tm/°C/ Te/°C/ Ta/i°C/ L LFV "D /mm/is/ 125 135 140 140 66 820 50 55 60 Przyklad nek B.XII. Zelatyna kostna 150, gatu- 65 Sporzadza sie kompozycje granulowanej zelaty¬ ny o okreslonej zawartosci wody d celulozy mi¬ krokrystalicznej i kondycjonuje sie ja w nastepu¬ jacy sposób. Zelatyne zawierajaca 11,71% wody i celuloze mikrokrystaliczna /wypelniacW umiesz¬ cza sie w bebnie i natryskuje Ibardzo drobnymi struzkami wody do uzyskania zadanej obliczonej zawartosci wody. Nastepnie kompozycje miesza sie dokladnie i przechowuje w zamknietym bebnie przez pól dnia w temperaturze pokojowej. Zado-31 walajace kapsulki zelatynowe, formuje sie wtry¬ skowo, stosujac parametry przetwórcze podane w tablicy 16.Parametry próbki: TM ¦= I95°C, X = 0,117 Sklad kompozycji: zelatyna 150B: 721%, celuloza mikrokrystaliczna: 81%, woda: 20|%.Tablica 16 Ttj/PC/ 125 Tm/°C/ 130 Te/°C/ 140 Tg/PCI 140 L 66 LFV /mm/s/ 1200 Przyklad XIII. Zelatyna kostna 150, gatu¬ nek B.Sporzadza sie kompozycje granulowanej zelaty¬ ny o okreslonej zawartosci wody i celulozy i kon- dycjonuje sie ja w nastepujacy sposób. Zelatyne zawierajaca 11,,7% wody i celuloze /wypelniacz/ umieszcza sie w bebnie i natryskuje bardzo drob¬ nymi struzkami wody do uzyskania zadanej ob- licziottiej zawartosci wody. Nastepnie kompozycje miesza sie dokladnie i przechowuje w zamknie¬ tym bebnie przez pól dnia w itemperaturze poko¬ jowej. Zadowalajace kapsulki zelatynowe formuje sie wtryskowo, stosujac parametry przetwórcze podane w (tablicy 17.Parametry próbki: TM = 95°C, X = 0417.Sklad kompozycji: zelatyna 150B: 59 PL PL PL PL PL