PL180599B1 - Sposób wytwarzania podatnych na biodegradacje wkladów filtrujacychi/lub elementów filtrujacych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania podatnych na biodegra- dacje wkladów filtrujacych i/lub elementów fil- trujacych w szczególnosci elementów filtrujacych dym tytoniowy, w którym stosuje sie material fil- trujacy zawierajacy skrobie i/lub material polimerowy na osnowie skrobi, znamienny tym, ze doprowadza sie w sposób ciagly dawkowana mieszanke odnawial- nych surowców i/lub substancji polimerowej na osno- wie skrobi, a takze inne substancje dodatkowe do zespolu wytlaczarki, przy czym substancje dodatkowe stanowia korzystnie polialkohol winylowy i/lub polia- mid estrowy i/lub poliuretan estrowy, srodek popra- wiajacy plynnosc i/lub srodek porotwórczy, ogrzewa sie i ugniata mieszanke w odpowiednich warunkach temperaturowych i cisnieniowych charakterystycz- nych dla formowania sie stopionego materialu, wytlacza sie stopiony material przez dysze przedzalni- cze i nadaje sie wytloczonemu materialowi strukture porowata, nastepnie prasuje sie wytloczony material i wytwarza sie z niego ciagly, okragly pret filtrujacy, po czym owija sie okragly pret filtrujacy i wytwarza poje- dyncze elementy filtrujace. Fig. 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania podatnych na biodegradację wkładów filtrujących i/lub elementów filtrujących, w szczególności wykonanych z surowców odnawialnych z przeznaczeniem na elementy filtrujące dym tytoniowy z papierosów, cygar lub fajek.

Znane są elementy filtrujące do artykułów tytoniowych, takich jak papierosy, które mają kształt cylindryczny oraz, w których rozdrobniony, nadający się do palenia materiał tytoniowy jest otoczony papierowym owinięciem. Większość wspomnianych papierosów ma na jednym końcu filtr, który jest połączony z papierosem za pomocą opaski. Elementy filtrujące oraz filtry papierosowe są znane i szeroko opisane w literaturze jako wkłady filtrujące, Wkłady filtrujące i elementy filtrujące do wyrobów tytoniowych ujawniono w opisach patentowych DE-A-41 09 603 i DE-A-10 79 521. Sposoby wytwarzania wkładów filtrujących oraz filtrów papierosowych ujawniono, między innymi, w opisach patentowych US-A-5 402 802, DE-A-41 09 603, JP-A-5-377 812, EP-A-0 285 811, WO 93/02070, JPA-5-392 586, WO 92/15209 i EP-A-0 641 525. Filtry papierosowe znane z wyżej wymienionych publikacji wytwarza się z materiałów włóknistych takich jak 2,5-octan celulozy lub polipropylen. Ujawniono również wytwarzanie takich filtrów z wełny papierosowej lub waty. Znany z tych publikacji sposób wytwarzania materiałów włóknistych z octanu celulozy polega w szczególności na formowaniu ich za pomocą dysz przędzalniczych. Proces wytwarzania wkładów filtrujących polega na tym, że najpierw wytwarza się z włókien octanu celulozy i/lub wirowych włókien octanu celulozy, które są karbikowane lub pocięte w komorze kompresyjnej, wkłady filtrujące w formie prętów poprzez rozciąganie karbikowanej wstęgi w urządzeniu formującym, co zwiększa ich objętość i nadaje im odpowiednie wymiary, po czym taki wkład owija się w papier. Materiały z 2,5-octanu celulozy zawierająna ogół plastyiika4

180 599 tor w postaci octanu gliceryny, który pozostaje w dymie papierosowym i może powodować problemy.

Opublikowano ponadto wiele rozwiązań wytwarzania i stosowania podatnych na biodegradację filtrów papierosowych wytwarzanych z takich materiałów jak ester celulozy i/lub spolimeryzowany kwas hydroksymasłowy (PHB) lub kopolimer kwasu hydroksymasłowego z kwasem hydroksywalerianowym (PBH/PHV). Tego rodzaju filtry papierosowe ujawniono w opisach patentowych DE-A-43 22 965, DE-A-43 22 966 i DE-A-43 22 967. Znane sąkompleksowe rozwiązania problemu uzyskiwania przyspieszonego rozkładu biologicznego dwuoctanów celulozy, które w normalnych warunkach klimatycznych rozkładają się już w ciągu roku do dwóch lat (M. Kom: „Nachwachsende und bioabbaubare Materialien im Verpackungsbereich” [Materiały odnawialne i podatne na biodegradację w przemyśle opakowaniowym], pierwsze wydanie 1993, wydawnictwo Roman Kovar, Monachium, strona 122). W opisie patentowym EP-A-0 632 968 zaproponowano stosowanie enzymów rozrywających łańcuchy włókien celulozy, a w opisie patentowym DE-A-43 22 966 wysunięto propozycję zastosowania dodatków przyspieszających biodegradację, takich jak mocznik i jego pochodne. Również opis patentowy EP-A-0 632 970 dotyczy zagadnienia przyspieszania rozkładu filtrów z octanu celulozy, który to problem rozwiązano tam dodając związki azotu. W opisie patentowym DE-A-43 25 352 proponuje się stosowanie octanu celulozy modyfikowanego epsilon-kaprolaktonem w celu wytwarzania włókien. W opisie patentowym EP-A-0 632 969 ujawniono podatny na rozkład octan celulozy o niskim wskaźniku podstawienia (octan celulozy o wysokim wskaźniku podstawienia powyżej 2 uważa się za nie ulegający biodegradacji). W opisie patentowym EP-A-0 597 478 ujawniono octan celulozy o wskaźniku podstawienia <2,15 oraz dodatki przyspieszające degradację, takie jak polikaprolakton.

Ostatnio w centrum zainteresowania opinii publicznej znalazły się, z wielu powodów, biopolimery z odnawialnych surowców rolniczych. Przyczynami tego zainteresowania są na przykład, nowoczesne rozwiązania materiałów z biopolimerów, ochrona surowców kopalnych, zmniejszenie ilości odpadów poprzez szybką i całkowitą biodegradację w cyklu naturalnym, ochrona klimatu poprzez zmniejszenie emisji CO₂, a także możliwość wykorzystania w rolnictwie.

W opisie patentowym EP-A-0 634 113 ujawniono filtr do wyrobów tytoniowych oraz sposób jego wytwarzania z monowłókien estru celulozy z udziałem do 30% polimerów rozpuszczalnych w wodzie, np. skrobi, w celu poprawy podatności na degradację wkładów filtrujących. W celu poprawy podatności na degradację filtrów papierosowych wykonanych z octanu celulozy (włókna) w opisie patentowym EP-A-0 641 525 zaproponowano równoczesne stosowanie ścieru drzewnego. Również w amerykańskim opisie patentowym nr US-A-5 369 909 ujawniono filtr papierosowy z wkładem filtrującym z octanu celulozy. W opisie WO 93/07771 ujawniono sposób wytwarzania filtrów papierosowych z 2,5-octanu celulozy, którego szybkość degradacji przyspiesza się dzięki dodawaniu skrobi. W opisie patentowym EP-A-0 597 478 ujawniono podatny na biodegradację octan celulozy o wskaźniku podstawienia 1,0 do 2,15 nadający się jako surowiec do wytwarzania, między innymi, filtrów papierosowych. W opisie patentowym EP-A-0 539 191 ujawniono lekki filtr papierosowy, w którym w skład materiału filtrującego wchodzi częściowo pianka z zamkniętymi komórkami. Dzięki takiemu rozwiązaniu zmniejszono wagę filtra. Materiały na elementy filtrujące posiadające lepsząpodatność na biodegradację ujawniono w opisach patentowy chDE-A-0 40 13 293 iDE-A-40 13 304, przy czym poprawę tej podatności osiągnięto stosując biopolimer kwasu hydroksymasłowego i/lub kopolimer kwasu hydroksymasłowego z kwasem Walerianowym (PHB/PHV) jako włóknisty surowiec do wytwarzania wkładów filtrujących.

W opisie patentowym EP-A-0 614 620 ujawniono podatny na biodegradację materiał filtrujący w postaci pianki lub folii na osnowie skrobi. Materiał ten wytwarza się techniką wytłaczania.

W opisie patentowym GB-A-2 205 102 ujawniono sposób wytwarzania filtrów do papierosów z wytłaczanego materiału polisacharydowego takiego jak na przykład skrobia, w postaci folii, pianki lub plecionej wiązki. Podatne na biodegradację włókna skrobiowe oraz ich zastosowania w filtrach papierosowych znane sąrównież z opisu patentowego EP-A-0 541 050.

180 599

Jak można zauważyć z tych różnorodnych rozwiązań, powstałych dzięki większej świadomości ekologicznej, istnieje zapotrzebowanie na lepszy materiał filtrujący, np. na filtry papierosowe, o dobrych właściwościach pod względem podatności na biodegradację.

Celem wynalazku jest zapewnienie wkładu filtrującego lub materiału filtrującego z surowców odnawialnych przeznaczonego do wytwarzania filtrów papierosowych lub filtrów do wyrobów tytoniowych, o dobrych właściwościach filtrujących, nie wpływających na smak dymu papierosowego ani nie powodujących pogorszenia jego aromatu oraz cechujących się lepszą podatnością na biodegradację.

Sposób wytwarzania podatnych na biodegradację wkładów filtrujących i/lub elementów filtrujących w szczególności elementów filtrujących dym tytoniowy, w którym stosuje się materiał zawierający skrobię i/lub materiał polimerowy na osnowie skrobi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadza, się w sposób ciągły dawkowaną mieszankę odnawialnych surowców i/lub substancji polimerowej na osnowie skrobi, a także inne substancje dodatkowe do zespołu wytłaczarki, przy czym substancje dodatkowe stanowią korzystnie polialkohol winylowy i/lub poliamid estrowy i/lub poliuretan estrowy, środek poprawiający płynność i/lub środek porotwórczy, ogrzewa się i ugniata mieszankę w odpowiednich warunkach temperaturowych i ciśnieniowych charakterystycznych dla formowania się stopionego materiału, wytłacza się stopiony materiał przez dysze przędzalnicze i nadaj e się wytłoczonemu materiałowi strukturę porowatą, następnie prasuje się wytłoczony materiał i wytwarza się z niego ciągły, okrągły pręt filtrujący, po czym owija się okrągły pręt filtrujący i wytwarza pojedyncze elementy filtrujące.

Korzystnie, operacje nadawania wytłoczonemu materiałowi porowatej struktury oraz prasowania tego materiału i wytwarzania ciągłego, okrągłego pręta z tego materiału przeprowadza się w sposób ciągły po sobie.

Korzystnie, w operacjach obejmujących doprowadzanie mieszanki odpowiednich surowców oraz dodatków do zespołu wytłaczarki i ogrzewania i ugniatania tej mieszanki do uzyskania stopionego materiału oraz wytłaczania tego stopionego materiału przez dysze przędzalnicze wytwarza się granulat polimeru termoplastycznej skrobi, który następnie przetwarza się w jednowałowej wytłaczarce na elementy filtrujące w drugim etapie sposobu, w którym doprowadza się w sposób ciągły uzyskany granulat wraz z dodatkami do zespołu wytłaczarki, podgrzewa się i ugniata mieszankę do uzyskania stopionego materiału, po czym wytłacza się go przez dysze przędzalnicze i nadaje wytłoczonemu materiałowi porowatą strukturę oraz prasuje się go wytwarzając ciągły okrągły pręt filtrujący, który owija się i wytwarza z niego pojedyncze elementy filtrujące.

Korzystnie, przy doprowadzaniu mieszanki do zespołu wytłaczarki i jego ogrzewaniu i ugniataniu do uzyskania stopionego materiału stosuje się wytłaczarkę dwuwałową.

Korzystnie, stosuje się surowiec odnawialny w postaci naturalnej lub modyfikowanej skrobi, korzystnie naturalnej skrobi ziemniaczanej.

Korzystnie, wytłacza się materiał w postaci włókien, folii lub pianki.

Korzystnie, stosuje się dysze wytłaczające wyposażone w odpowiednio, co najmniej ponad 1000 otworów dyszowych do wytłaczania włókien, od 1 do 2 otworów dyszowych do wytłaczania folii oraz 1 do 40 otworów dyszowych do wytłaczania pianki.

Korzystnie, stosuje się dysze do wytłaczania folii w postaci dyszy szczelinowej lub dyszy rurowej i/lub podwójnej dyszy rurowej, przy czym formuje się płaską folię i/lub folię rozdmuchiwaną.

Korzystnie, stosuje się zespół wytłaczarki zawierający wiele stref temperaturowych, korzystnie sześć stref temperaturowych.

Korzystnie, doprowadza się dozowaną mieszankę odnawialnych surowców wraz z dodatkami do pierwszej i drugiej strefy temperaturowej, zaś ogrzewanie i ugniatanie doprowadzonej mieszanki prowadzi się w trzeciej, czwartej, piątej i szóstej strefie temperaturowej.

Korzystnie, stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach temperaturowych zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 25 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 70 -110°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 110 - 160°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę w zakresie

180 599 od 150-220°C, w piątej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 180 - 220°C i w szóstej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 180 - 220°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 180 - 220°C w postaci pianki.

Korzystnie, stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach temperaturowych zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 25 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 60 - 100°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 -120°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90-120°C, w piątej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 -120°Ć, w szóstej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 - 125°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 80 - 180°C w postaci granulatu.

Korzystnie, stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 25 - 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę od 60 - 120°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę od 100- 190°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę od 140- 190°C, wpiątej strefie stosuje się temperaturę od 140 - 190°C, w szóstej strefie stosuje się temperaturę od 140 - 200°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 150 - 200°C w postaci pianki.

Korzystnie, stopiony materiał plastyfikuje się przed wytłaczaniem.

Korzystnie, materiał filtrujący prasuje się .poprzecznie do jego osi do postaci plecionej wiązki po czym owija.

Zaleta wynalazku polega na tym, że po zużyciu, filtry papierosowe z wkładami filtrującymi z biopolimerów według wynalazku ulegają szybkiemu rozkładowi dzięki naturalnym procesom degradacji i stanowiąrozwiązanie korzystnie, na przykład ze względu na zapobieganie zatykaniu się i niesprawnościom oczyszczalni ścieków w wyniku pozostałości po spalonych papierosach, które przedostają się głównie do publicznych sieci kanalizacyjnych. Zużyte biopolimery, w których skład wchodzą głównie materiały skrobiowe o właściwościach termoplastycznych, rozkładają się po krótkim czasie na produkty podstawowe, takie jak dwutlenek węgla i woda, pod działaniem warunków pogodowych i dalszym wpływem mikroorganizmów lub przedostają się do ścieków kanalizacyjnych. Ponadto dużązaletąjestto, że takie filtry do wyrobów tytoniowych zmniejszają ilość smoły i kondensatów w dymie tytoniowym bez wpływania na jego smak.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat procesu wytwarzania filtrów z włókien spolimeryzowanej skrobi, fig. la element filtrujący wykonany w sposób pokazany na fig. 1, w przekroju poprzecznym, fig. Ib element filtrujący wykonany w sposób pokazany na fig. 1, w rzucie podłużnym, fig. 1 c - papieros z filtrem wykonanym w sposób pokazany na fig. 1, w rzucie podłużnym, fig. 2 - sposób wytwarzania filtrów z folii biopolimerowych według wynalazku, schematycznie, fig. 2a - element filtrujący wykonany sposobem według fig. 2, w przekroju poprzecznym fig. 2b - element filtrujący wykonany sposobem według fig. 2, w rzucie podłużnym, fig. 2c - papieros z filtrem wykonanym sposobem według fig. 2, w rzucie podłużnym, fig. 3 - sposób wytwarzania filtrów według wynalazku z pianki skrobiowej, schematycznie, fig. 3a - element filtrujący wykonany sposobem według fig. 3, w przekroju poprzecznym, fig. 3b - element filtrujący wykonany sposobem według fig. 3, w rzucie podłużnym, fig. 3c - papieros z filtrem wykonanym sposobem według fig. 3, w rzucie podłużnym, fig. 4 - wykres graficzny podatności na biodegradację różnych materiałów filtrujących.

Sposób wytwarzania według wynalazku obejmuje stosowanie materiałów skrobiowych do wytwarzania elementów filtrujących z wkładów filtrujących lub materiału filtrującego według wynalazku, które mają właściwości termoplastyczne, zaś w odpowiednich warunkach technicznych, nadają się do przetwarzania podobne do stosowanego w procesach przetwarzania polimerów syntetycznych i/lub octanów celulozy techniką rozdmuchu ze stopu lub techniką spajania wirowego. W technice rozdmuchu z surowca w fazie stopionej stosowanej do wytwarzania włókien biopolimerowych ze stopionej masy stosuje się wytłaczarkę, korzystnie z pompądo stopionego surowca, oraz specjalne dysze rozdmuchujące stopiony surowiec (dysze przędzalnicze) rozmieszczone w rzędzie na szynie z dyszami w licznie około 1000 dysz. Wytłaczane włókna na

180 599 osnowie skrobiowych materiałów polimerowych BIOPLAST® GF 102 i/lub GF 105 są wprawiane w ruch wirowy za pomocą powietrza jako włókna bez końca o średnicy 1 do 35 mikrometrów, chłodzone i wygładzane w razie potrzeby. Pod wpływem strumieni powietrza płynących w kierunku osiowym, ogrzanych na początku do temperatury rzędu 40 do 120°C i kształtujących włókna dzięki strumieniom powietrza zimnego, włókna te łączy się w następnych etapach sposobu w wiązki lub pasma, podaje na wirującą taśmę i prasuje na kalandrach z walcami z częściowym ogrzewaniem i częściowym chłodzeniem na filtr ciągły lub pręt wkładu filtrującego, po czym kalibruje się je na określony wymiar. Wspomniane włókna nie sąsilnie wydłużone i z tego względu mają miękką włosową strukturę oraz dużą powierzchnię filtrującą niezbędną dla wkładów filtrujących.

W procesie spajania wirowego, termoplastyczne materiały skrobiowe na osnowie polimerowych materiałów skrobiowych BIOPLAST® GF 102 i/lub GF 105 o wartości MFI (liczby stopowej według DIN 53 735) 18-200 przetwarza się na bardzo cienkie włókna za pomocą wytłaczarki z pompą zawirowującą i dyszy przędzalniczej z płytą z dyszami zawierającą ponad 1000 otworków. Z pojedynczych włókien wytwarza się kurtynę, w której doprowadzane z boku do dyszy powietrze chłodzące przyspiesza się w taki sposób, żeby wyciągało włókna. Wytłaczane włókna opadają 3 do 10 m w kominie opadowym i wskutek głębokości opadania przy niskim wskaźniku lepkości oraz ze względu na osiowy strumień powietrza wyciągają się (1:5 do 1:100). Dzięki temu znacznie rośnie ich wytrzymałość mechaniczna a średnica wynosi od 1 do 30 mikrometrów. Na dole komina powietrze i włókna wprawia się równomiernie w ruch wirowy tak, że uformowane z materiału skrobiowego włókna łączą się w niezakrzepłą taśmę, która miażdży się w urządzeniu miażdżącym z komorąkompresyjną i przetwarza na pręty filtrujące w maszynie do ich wytwarzania.

Według zalecanego, pokazanego na fig. 1, sposobu wytwarzania elementów filtrujących 1 według wynalazku, polimerowy granulat skrobiowy 2, będący surowcem podstawowym, przetwarza się na stop w urządzeniu wytłaczającym 3, dodając wybrane dodatki, po czym wytłacza się przez płytę dyszową z odpowiednią liczbą otworków, jako film w postaci pojedynczych włókien 4. Włókna 4 przepuszcza się przez wirującą płytę 5, łączy się je w wiązkę, a następnie wyciąga za pomocą prowadnicy 6, na przykład rolek prasujących, i formuje z nich filtr 7 ciągły (bez końca). W urządzeniu formującym 8 odbywa się końcowe kształtowanie, gdzie filtr 7 ciągły doprowadza się opcjonalnie ponownie do urządzenia miażdżącego z komorąkompresyjną i przetwarza na pojedyncze elementy filtrujące 1 w maszynie do formowania prętów filtrujących.

Na figurach la i Ib pokazano, odpowiednio, przekrój poprzeczny i rzut podłużny elementu filtrującego 1 z włókien 4 z polimeru skrobiowego.

Na figurze Ic widać rzut podłużny papierosa 10 z elementem filtrującym 12 wykonanym według wynalazku, gdzie część z tytoniem 11 oraz część z elementem filtrującym 1 owinięto bibułką papierosową 12 i połączono ze sobą, i gdzie element filtrujący 1 i obszar przejściowy do części zawierającej tytoń 11 owinięto ze względów wytrzymałościowych dodatkowąopaską 13.

Poniżej opisano biopolimery na osnowie surowców odnawialnych, które nadają się do stosowania według wynalazku. Surowce te nadają się do wytwarzania włókien, włókienek, filtrów włóknistych i waty. Ich osnowę stanowi głównie skrobia z udziałem specjalnej skrobi termoplastycznej oraz grupa składników polimerowych ze skrobi termoplastycznej i dodatkowo podatne na degradację składniki polimerowe, takie jak spolimeryzowany kwas mlekowy, spolimeryzowany alkohol winylowy, polikaprolaton, poliestry alifatyczne i aromatyczne oraz ich kopolimery. Dodatkowo stosuje się również plastyfikatory takie jak gliceryna i jej pochodne, sześciowartościowe alkohole cukrowe takie jak sorbit i jego pochodne. Sporządzanie termoplastycznej skrobi odbywa się w pierwszym etapie sposobu i polega na dodawaniu środków spęczniających lub piastyfikujących bez dodawania wody oraz poprzez stosowanie suchej lub wysuszonej skrobi i/lub skrobi, którą wysuszono techniką odgazowania podczas przetwarzania.

W zwykłych skrobiach, takich jak skrobie naturalne, znajduje się 14% wody, a w skrobiach z ziemniaków nawet 18% naturalnej wody w postaci wilgoci wyjściowej. Jeżeli plastyfikuje się lub spaja pod ciśnieniem i/lub w wysokiej temperaturze, skrobię zawierającą ponad 5% wody,

180 599 powstaje skrobia rozłożona, którą sporządza się endotermicznie. Natomiast sposób sporządzania skrobi termoplastycznej jest procesem egzotermicznym. Ponadto skrobia termoplastyczna zawiera poniżej 5% części krystalicznych, które nie ulegają zmianom. W przypadku skrobi rozłożonej ilość części krystalicznych jest również mała bezpośrednio po sporządzeniu, ale rośnie po pewnym czasie jej magazynowania. Zmienia się również temperatura zeszklenia, która dla skrobi termoplastycznej wynosi -40°C, natomiast, dla porównania, dla skrobi rozłożonej ponownie wzrasta do ponad 0°C. Z tego powodu rozłożona skrobia i materiały na jej osnowie stają się stosunkowo kruche podczas magazynowania. Dla celów sporządzania związków polimerowych stosuje się środki fazujące do homogenizacji hydrofitowych i spolaryzowanych faz polimerów skrobiowych oraz hydrofobowych i niespolaryzowanych faz polimerowych, które albo się doprowadza albo, korzystnie, powstająna miejscu podczas sporządzania związków polimerowych. Jako środki fazowe stosuje się kopolimery blokowe. Międzymolekulame sporządzanie wspomnianych różnych polimerów na nadające się do przetwórstwa granulaty przebiega przy zróżnicowanej temperaturze i warunkach ścinania. Technologia sporządzania wspomnianych mieszanek termoplastycznych polega na sprzęganiu powierzchni międzyfazowych pomiędzy polimerami nietolerancyjnymi w taki sposób, żeby podczas przetwarzania uzyskać określoną strukturę rozmieszczenia fazy rozproszonej dzięki optymalnym warunkom przetwarzania (warunki temperaturowe i ścinania). Właściwości materiałowe filtrów z włókien octanu celulozy oraz innych filtrów z niskomolekulamych biopolimerów takich jak spolimeryzowany kwas hydroksymasłowy (PHB) i spolimeryzowany kwas mlekowy (PLA), jak również filtrów z materiału filtrującego z polimerowych włókien skrobiowych według wynalazku różnią się między sobą ze względu na różną strukturę chemicznąpowierzchni polimerów. Skrobie stosowane w formie makromolekuł mająmasę molekulamąpowyżej 1 miliona ze względu na dominujący udział amylopektyny, która stanowi ponad 75%. Łącznie z hydrofitową powierzchnią polimeru, prowadzi to do poprawy właściwości przyczepnych znajdujących się w dymie tytoniowym cząstek szkodliwych, które trzeba odfiltrować. W porównaniu z filtrami z octanu celulozy, zmniejsza się zwłaszcza stężenie smoły we wdychanym dymie tytoniowym. Na wspomniany efekt wpływa ilość włókienek oraz hydrofilowość włókien.

Znane są odpowiednie związki polimerowe na osnowie termoplastycznej skrobi oraz sposoby ich wytwarzania.

Jak widać na fig. 2, według następnego przykładu wykonania sposobu, surowiec na filtry lub materiał filtrujący według wynalazku do papierosów i wyrobów dla osób palących tytoń, wytwarza się z folii 16 z materiału skrobiowego, karbikując tę folię 16, a następnie składa się ją i, po zorientowaniu w kierunku podłużnym, sporządza się z niej okrągłe pręty filtrujące, po czym zaopatruje je w zewnętrzne owinięcie złożone z papieru i/lub materiału foliowego. Podstawowe materiały, jakie można stosować według wynalazku, odpowiadają materiałom polimerowym opisanym już wcześniej, głównie na osnowie skrobi. Według przykładu wykonania sposobu pokazanego schematycznie na fig. 2, polimerowy granulat skrobiowy 2 (materiał skrobiowy BIOPLAST® GF 102) przetwarza się na folie 16 (BIOFŁEX® BF 102) w urządzeniu wytłaczającym 3 i połączonym z nim urządzeniu 15 do rozdmuchowego formowania folii.

W skład folii 16 wchodzi 100% jednorodnej folii podatnej na kompostowanie, które odpowiada wymaganiom podanym w normie DIN 54 900 dotyczącym metod badawczych materiału podatnych na biodegradację oraz ma certyfikat „ok Composf Grubość folii wynosi 15-40 mikrometrów, gęstość 1,2 g/cm³, wytrzymałość na rozciąganie w kierunku podłużnym 20 N/mm², wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym 15 N/mm² oraz przepuszczalność pary wodnej 600 g/24/m² (przy temperaturze 23°C i 85% wilgotności względnej atmosfery). Folię, „twardą w dotyku” i mającą grubość rzędu 30 mikrometrów tnie się na pasy, rozciąga, karbikuje w urządzeniu do karbikowania 17, składa, ewentualnie perforuje i na końcu przetwarza na pojedyncze elementy filtrujące 1 w urządzeniu formującym 8. Zaletą tego sposobu jest to, że folia 16 ze skrobi może wchłonąć więcej wody niż folie z polimerów syntetycznych, takich jak folie z polietylenu, polipropylenu i octanu celulozy. Istnieje zatem możliwość regulowania wchłaniania smoły oraz zwiększenia giętkości filtrów. Wkłady filtrujące lub materiały filtrujące według wy

180 599 nalazku można również sporządzać z folii biopolimerowych, z których co najmniej część zawiera skrobie termoplastyczne.

Na figurze 2a pokazano w powiększeniu przekrój poprzeczny, a na fig. 2b w powiększeniu rzut podłużny elementu filtrującego 1 z karbikowanej folii biopolimerowej 16.

Na figurze 2c pokazano rzut podłużny papierosa 10 z elementem filtrującym 1 sporządzonym sposobem według przykładu wykonania pokazanego na fig. 2. Część zawierająca tytoń 11 oraz część zawierającą element filtrujący 1 papierosa 10 owinięto bibułką papierosową 12. Ponadto element filtrujący 1 owinięto opaską wzmacniającą 13 do obszaru przejściowego do części 11 zawierającej tytoń.

Na figurze 11 pokazano schemat sposobu sporządzania wkładu filtrującego lub materiału filtrującego według wynalazku, przeznaczonego na filtry papierosowe i filtry do wyrobów dla palaczy tytoniu z wytłaczanej pianki z surowców odnawialnych takich jak skrobia.

Skrobie poddąje się żelatynowaniu pod ciśnieniem i w warunkach podwyższonej temperatury, korzystnie w wytłaczarce dwuwałowej, rozkłada ją i wytłacza w formie ciągłej spienionej nici. Technikę tę stosuje się głównie do wytwarzania piankowych przekąsek. Wytłaczane pianki skrobiowe znane są również jako wiórki opakowaniowe.

Według wynalazku (fig. 3) piankę z podstawowej mieszanki 21 skrobi, korzystnie z naturalnej skrobi ziemniaczanej, ze środkami plastyfikującymi i dodatkami ułatwiającymi formowanie folii, prasuje się w urządzeniu wytłaczającym 3, do którego doprowadza się energię termiczną i mechaniczną, po czym, po ewentualnej modyfikacji, uplastycznieniu i spienieniu wskutek spadku temperatury i ciśnienia, wytwarza się z niej okrągłe piankowe profile o średnicy 10 mm i zwija w cylindry o średnicy rzędu 7,8 mm, a następnie przetwarza w procesie formatowania na pręty filtrujące o długości 12,6 mm. Gęstość piankowych elementów filtrujących wynosi 12 kg/m³. Dużą zaletą takiego sposobu jest to, że wytłaczana pianka skrobiowa 29 ma otwarto komórkową strukturę wewnętrzną tak, że w piankowym materiale filtrującym z rozłożonej skrobi znajduje się poniżej 5% kryształków, dzięki czemu materiał ten jest w stanie wchłonąć ciecze i ciekłe substancje szkodliwe, takie jak znajdujące się w dymie tytoniowym smoła i dziegcie, przy czym sama pianka skrobiowa nie wydziela do dymu tytoniowego nadających się do wdychania lotnych substancji.

Na figurze 3a pokazano w powiększeniu przekrój poprzeczny, a na fig. 3b w powiększeniu rzut podłużny elementu filtrującego 1 z pianki skrobiowej 20.

Na figurze 3c widać podłużny rzut papierosa 10 z elementem filtrującym 1 wykonanym sposobem pokazanym na fig. 3. Części papierosa 10 zawierające tytoń 11 oraz element filtrujący l owinięto bibułkąpapierosową 12. Ponadto element filtrujący 1 owinięto zewnętrznym paskiem wzmacniającym 13 aż do obszaru przejściowego do części zawierającej tytoń 11.

W przykładzie wykonania wynalazku z zastosowaniem sposobu jednoetapowego, jak widać na fig. 3, piankę skrobiową 20 sporządza się techniką wytłaczania za pomocą dwuwałowej wytłaczarki Continua 37 i prasuje podczas etapu prasowania, gdzie przetwarza się ją w urządzeniu kalandrującym 22 na filtr 7 ciągły. Końcowe kształtowanie i rozdzielanie na elementy filtrujące odbywa się w urządzeniu formującym 8. Warunki realizacji sposobu oraz receptury dla przebiegu jednoetapowego sposobu sporządzania wkładów filtrujących lub materiału filtrującego z pianki skrobiowej podano w tabeli I i la, każda dla 4 przykładów wykonania. W tym przykładzie wykonania uzyskano bardzo elastyczny i zwarty wkład filtrujący o strukturze otwarto komórkowej, co świadczy o zadowalających efektach sposobu (przykłady 1 do 3 i 5 do 8). W sposobie według przykładów 1 do 8 (tabela I i la) i fig. 3, do wytłaczania piankowego materiału skrobiowego zastosowano dwu wałową wytłaczarkę Continua C 37. Wytłaczarka jest wyposażona w płytę dyszową, którąmożna zaopatrzyć w 1 do 4 otworków dyszowych o średnicach 1,5 do 4 mm każdy. Temperaturę wytłaczarki regulują zewnętrzne urządzenia ochładzająco-ogrzewające. W wytłaczarce jest sześć stref temperaturowych, gdzie w pierwszych czterech utrzymuje się temperatury pomiędzy 25 a 140°C. W strefach temperaturowych 5 i 6 temperatury mogą wynosić od 140 do 165°C. Zalecane wartości temperatur można odczytać z tabel I i la:

180 599

H (0 U

-H

Ό (0

Przykład Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4 Wytłaczarka z podwójnym wałem____________________________________________________________

Dane Model Continua C 37 Continua c 37 Continua C 37 Continua C 37 wytłaczarki ___ _________________________________________________

temp, strefy 1 ____ 40° C__40° C_______________40° C_______________40° C

temp, strefy 2 _____ 70° C _________70° C__70° C_______________70° C

temp, strefy 3 150° C ____150° C_____________150° C__________ 150° C

temp, strefy 4__170° C___ ______170° C______________170° C_________ 165° C

temp, strefy 5____ __________ 185° C_____________185° C______________185° C_____________180° C

temp, strefy 6 _____ 200° C__200° C______________200° C__________ 195° C

rpm (obroty na 350 350 350 350 minutę) ________ ______________

moment skręcający % ________ 70__70_________________70_________________70

temperatura stopu _________ 195° C_____________180° C__190° C_____________190° C

ciśnienie stopu ______ 50 barów__40 barów__________30 barów__________30 barów

średnica dysz ___________ 2,5 mm__4,0 mm______________4,0 mm___________ 4,0 mm

liczba dysz ___ ____ 1___ _______________1____________________1____________________1

usytuowanie dysz _______centralnie________centralnie________centralnie________centralnie

Dawkowanie dawkowanie ciekłe, 5/55 5/35 5/10 5/10 woda ___ ________

dawkowanie 16,0 kg/godz 20,0 kg/godz 23,0 kg/godz 16,0 kg/godz substancji stałej

ra c ra

N o Π5 Ή c E <u

N

Ή Ό

O i-i n

μ 3 4J O, O U 0) αί dP dP

0) Ό

O U 'W

PVOH____________________________22,472 %__________22,472 %__________22,472 %__________22,472 środki poprawiające 0,375 % 0,375 % 0,375 % 0,375 płynność_________________________________________________________________________________

180 599

Tablica I (ciąg dalszy)

P

CM 6 u

“S O

CM £ o

~£ υ

cm

Ina

e

Ina

>, c υ

Cu χ: o

iwy

ro cs

Z

z

z

Z

z

ΟΊ 00

ro tM

o> 44

ro N

o £

3 P

MH

44

o

o co

o in

ο

Ο

S-4 <D -r-ł

O

P (U

o N

44

Ή υ MW

3 M

£

LO

£

TJ

OT

S-4

φ

ω

(D

ro

•H

Ή

Ό

c

C

C

cn P

*ε u

e o

e o

‘ε ο

ε υ

£ υ

\

\

>> C N

-H 44 44

>1 Ή

tM ro

Z

z

Z

z

ζ

ο 00

oo

o> 44

cn

O Cu

o> -H

44 C

o

o

o

ο

ο

o

σ>

-P OT

σ

•H υ

ro Ή

cn

m

Γ*“

rH

ro

'OT

CU

a>

CM s-4

CM E o

CM 6 u

CM £ o

CM £ υ

ε υ

£ υ

JE

c N

-H 44

£

tM ro

Z

z

Z

Z

ζ

m 00

co

σ> 44

o> 44

O

<1> -H

'W

44 C

o

O

o

ο

ο

o

LO

cn

4-1 OT

σ

Ή U

ro r4

cn

m

CM

ro

'tn

CU

(U

Nr 1

XM o

e o z

OJ £ o z

CM £ υ ζ

95 cm

7 8 cm

e σ 44

e σ 44

yczny

iętki

śliwy

nka z

Z

o

o

ο

ο

o

o

<n

4-1 OT

σ>

υ

ro

o

CO

LO

ο

o

co

ra

'W

cu

o

ro

u

'C

0

44

Ν

ί—1

CM

co

0

N

Ό

<υ

Π5

Π5

OT

(0

Ό

S-ł Π5

Su ro

S-I OT

su ro

Π]

ro

rt! P

Π5 M

<TO S-I

Π5 Μ

Μ

S-4

ro

ro

CU -o

CU Ό

CU Ό

CU Ό

4-1

4-1

S-4

s-i

c

C

C

C

1 · |

r-l o

4-1

4-> O

m <0

Π) Π5

ro ro

ro ro

Ή

•Η θ'

(—4

r—I Ol

3 rH

3 rU

3 Ή

3 Ή

<4-1

<4-4 <U

-r4

•H (U

O (0

O OT

o ro

Ο (0

C

M-M

<4-4 C

•H 44

-H 44

-H 44

-Η 44

OT

ro ro

ro

C

c

c

C

υ

υ 3

'U

Ό 3

(U 3

<D 3

0) 3

<υ 3

Η

-H 0

'tn

'OT O

-Η Ό

-Η Ό

•Η Ό

-Η Ό

C <0

c ot

o

O OT

c o

c o

C O

c υ

Ό Ο

Ό ro

| 1

4-> ro

'OT -H

'01 rd

'OT r-4

'<η γ—ι

<υ ό

0) S-4

cn

OT S-4

-H (0

•Η HJ

•η (ΰ

-Η (U

Su ο

M CU

Q>

o> cu

U 3

U 3

υ 5

Ο 3

un 44

'Ot ot

cn

O> OT

Ό

S-4

Π3

OJ

CS

r*rl

0

£

24

c

o

Ή

^^*1

(0

<u 4J

σ

N

I-----1

C to

ro

S-4

OT

nj >1

3

CU

Z

Q n

Z

otwartymi porami otwartymi porami otwartymi porami gruboziarniosta

180 599

ρ^.

υ

ο

υ

υ

υ

υ

ο

Ο

ο

3

ε

t—4

Φ

O

N

dP

dP

dP

dP

dP

C0

m

[*«.

Ο

ε

•H

rP

73

Μ Ζ

ο

40°

ο Ο

Οοςι

ίη <Ώ

Ο 00

m cn

cn

Ο σ

bar

O

c Φ

m

/go

906

247

000

472

375

φ

54

m

te.

te

te

te

te

2

m

I )

p

•χΓ

CM

o

OM

o

C

ę^4

c

CM

-Η

Φ

o

Ρ

CJ

te.

C

kO

ο

^*4

ο

m

u

ο

υ

υ

υ

υ

ο

ο

υ

3

ε

Φ

o

N

dP

dP

dP

dP

ÓP

m

m

Ρ^

Ό

g

-H

^^4

73

54 ζ

υ

Ο

70°

Ο m

Ο

un 00

Ο ο

cn

Ο σ

bar

O

c Φ

m

/go

906

247

000

472

375

φ

54

m

te.

te

te

te

te

2

O

4->

44

CM

o

CM

o

C

tn

C

p^.

CM

·γ4

Φ

O

Ρ

U

w

C

cn

ο

04

ο

CM

υ

ο

ο

υ

υ

ο

ο

Ο

u

3

ε

Φ

m

N

dP

dP

dP

dP

ÓP

C0

m

en

Ό

ε

-H

cn

73

Μ Ζ

ο

'ο

70°

.50°

ο

\η 00

ο ο

(Ό

ο Ο 00

bar

O

c Φ

tn

0 Cn

906

247

472

000

375

Φ

i-l

cn

te

te

te

te

3

O

44

44

CM

CM

o

o

C

C

p·-

CM

-Η

Φ

O

Ρ

-Ρ C

CJ

o

φ ο

ο υ

CM

•Η

Λ

φ

Ε-·

Ρ

u

ο

Ο

ο

υ

υ

ο

ΙΌ

υ

3

§

^4

Φ

m

N

dP

dP

dP

dP

oP

C0

LO

00

'0

ε

•H

m

73

54 ζ

υ

ο

%

.50°

ο

ο m 00

Ο Ο Ο

η

Ο tn σ

54 Φ n

m

c Φ

m

0 Cn

906

CM

472

O O o

375

Π)

τ-1

Ρ

Ρ

04

Ρ

CM

54

Cn

te

te

te

3

O

P

4d

CN

CM

o

o

C

m

c

p*.

CM

•Η

Φ

O

44

o

te.

C

ο

f—4

υ

Φ

*

dP

c

υ

*

Φ

Φ

Φ1

>,

u

3

Φ

T“)

N

*n

*

3

Φ1

£

u

(i

N

P

Φ

0

3

>,

O

φ

φ·

Ο

3

w

44

P

Φ

x:

3

54

Φ

Ρ

f—ł

04

CO

<3*

m

ko

Φ

·(“)

Ρ

a

Φ

Φ

-H

o

0

44

•^4

Π5

C

φ

C0

0

N

73

-H

4-1

c

3

J-l

cn

3

3

>1

>

>1

υ

4->

cn

u

W

ε

ε

P

Φ

Φ

Ή

M-ł

Ή

Ψ4

Ρ

Ή

φ.

φ

cn

N

Φ

φ

73

cn

54

£

(U

Φ

Φ

Φ

φ

Φ

| 1

κ

Μ

73

cn

•H

Φ

Φ

P

•H

N

Φ

c

a

5.

Μ

1-1

Μ

Μ

Μ

Μ

Ο

.b

3

Φ

^“7

c

•H

«^4

•I-!

CM

o

Φ

o

C

4-1

4->

4—)

4->

4->

Ρ

54

w

4->

•H

Φ

73

Φ

c

c

O

54

73

p

a

Ό

tn

(Λ

σι

σι

σι

X!

Φ

c

U

3

Φ

Φ

c

Φ

*^4

Φ

'cn

Ό

Ο

φ·

4-1

Μ

Φ

•H

Φ

O

3

3

Φ

•H

44

ε

M

Ή

o

3

ι-j

44

C

Φ

•H

c

Xl

3

0

O

44

X)

Φ

φ

3

44

c

73

φ

ii

a

Ci

£Χ

ii

Ci

3

Φ

ii

c

73

N

44

44

Φ

44

cn

o

73

* ^4

•H

73

c

Ο

73

b

b

Η

£

b

ε

ε

α

ε

ε

'tn

Φ

u

>,

3

73

3

XI

54

0

,ρ

r^^

0

a

Ο

Φ

φ

Φ

Φ

φ

φ

Ci

•Η

0

φ

•H

54

•H

σι

Φ

O

Φ

3

44

54

0

o

i-l

P

Ρ

ρ)

ρ

44

Ρ

Ρ

Μ

ε

ε

4-1

u

τη

p

3

73

3

73

cn

cn

'«

a

a

a

Ν

Φ

-Η

44

44

Φ

5-1

Μ

P

φ

73

Φ

Φ

c

54

Φ

Ν

Ν

Φ

3

Ρ

υ

u

3

44

φ

71

<3

a

>1

Ρ

Φ

Ρ

44

Φ

Ν

u

C

-Ρ

3

υ

Μ

>

φ

Φ

(U

Ou

3

Q

3

Q

cd

180 599

Tablica la (ciąg dalszy)

Ci

U

°E u

E □

E u

cm

cm

e

dzo zny

tki

iwy

N -H E aj aj

Z

Z

Z

Z

Z

8L

78

Cn

en

ar yc

ot

1?

44 tl C o

o

o

o

o

o

O

o

o

Ό 44 tn

m

o

aj cu Ή

CO

40

<0*

UD

0J

oz

'tn

CU -H £

ID

•ϋ

0)

tl

•H

4->

C

tl

Ja

aj

3

4->

o

co tl

CM 6 u

r-1 E o

CM E o

/ --^,2 cm

cm

cm

j£

dzo zny

tki

iwy

N -H E 05 OJ

Z

Z

Z

Z

z

78

78

tn

tn 44

ar yc

Ή

'tn

nk or

o

o

o

o

O

O

o

O

U 4-> n

tn

Ή U

as a •H

<—1

co

tn

0J

0

CU *H

rH

rH

<D

dz

0)

ym

tl

4->

OJ

c

tl

n

to

3

| 1

o

OJ tl

<N £ □

Ί= u

CM E u

e u

cm

cm

e

zny

tki

iwy

a z ami

Z

Z

z

Z

ZN

85

78

tn

en 44

yc

o> •H

40

44 tl c 0

O

o

O

o

O

O

o

o

4-> tn

en

-rH U

0J CU

co

UO

UD

OJ

40

CU -cd ι-

rH

Ε

LO

0)

4-1

tl

rH

OJ

ŁT)

3

-U

Γ- ^0

o

rH ΟΊ

CO rH

r-f

CM

”s

CM E

Ί=

cm

cm

e

c?

ki

N -H E

1 rH

i-l

£

O

o

u

N

4-1

•H

oj aj

l

Z

u

z

z

ZN

95

78

tn Λί

er· 24

yc

0> -H

40

44 Id c o

^0 ω Q

Z

o

o

o

o

o

O

O

+j tn

tn

H υ

aj CU •H

O 1 -

10

co

40

CN

m

0J

'(0

CU Ή £

< z 1

0)

5,

CU Q

I >

ω

tl

r-H

tO

rH

3

40 C

44

σ> aj

o

o tl

,-d en

HJ

0)

u

Z Q

C

0

CQ 0

.X

N

0

rH

CM

co

u*

(U

N

< tl

D

(D

0)

aj

OJ

0!

OJ

ΧΪ

tl >i

m ro

μ m

tl OJ

I-I OJ

aj

OJ

<D aj

aj μ

aj i-i

aj I-i

aj ti

ti

tl

(U

0J

> tt!

α -n

cu τ)

CU -a

cu Ό

4->

4->

tl

aj

c

c

C

C

r—|

H O

-U

4-1 O

en 2ο

aj aj

a! oj

aj aj

a) aj

H

-η tn

<~*4

.-i tn

3

3 H

3 rH

3 r-ł

3 Ή

4-1

4-1 <D

•H

-η o

>1 0

o aj

O OJ

0 aj

0 OJ

c

4-1

44 C

•H 44

-H 44

H 44

•H 44

OJ

aj aj

OJ

O -p

c

c

C

C

U

U 3

'U

Ό 3

Cl CO

(U 3

0) 3

o 3

<U 3

-H

-H 0

Mn

Mn o

4J (U

--I ό

-Η Ό

•Η Ό

-Η Ό

C OJ

c tn

o

o «

en

c u

C U

c u

C U

Ό U

Ό OJ

4-1

4-> 0J

(D C

'tn ,-d

'tn r-i

'tn ^d

ΊΠ rd

0) >C

0) tl

tn

tn ti

iO

-η aj

Ή OJ

-H OJ

Ή aj

tl O

ti CU

Hi-

a> CU

Ό -P

o 3

U 3

U 3

O 3

Mn 44

on w

en

tn tn

•rH Φ £ Cl

aj 2

-rd -H

Ό

tl

rH rH

nj

<y

3

O o

rH

Ό

E

CU CU

44

c

<u

Ή

aj

O 44

tn

N

|—|

c tn

OJ

tl

aj

aj >

3

*

CU

Z

Q tn

Z

+ *

180 599

Prędkość wytłaczarki z podwójnym wałem wynosiła, korzystnie, od 200 do 300 obrotów na minutę (rpm). Wraz z wielkością dawki materiału podstawowego, z prędkości głównie wynika moment skrętny wytłaczarki. Do testów wybrano prędkość 350 obrotów na minutę. Optymalne spienienie pianki skrobiowej 20 uzyskuje się przy średnicach temperaturowych masy stopionego materiału pomiędzy 160 a 195°C. Wspomniane średnie temperatury masy uzyskiwano podczas badań. W wytłaczarce powstają podczas pracy ciśnienia robocze od 25 do 55 barów, przy czym najlepsze wyniki osiąga się przy wysokich średnich ciśnieniach masowych. Badano układ dysz, zmienne średnice, liczbę dysz oraz rozmieszczenie otworów dysz w płycie z dyszami. Badano dysze o średnicach od 1,5 do 3 mm, przy czym liczbę dysz zmieniano pomiędzy 1 a 3. Badano rozmieszczenie otworów dysz względem środka płyty z dyszami do średniej średnicy oraz do średnicy największej. W przypadku sposobu jednoetapowego badano jedną dyszę z otworem o średnicy 2,5 mm (przykład 1) i jedną dyszę z otworem o średnicy 4 mm (przykłady 2 do 4), przy czym dysze te były umieszczone centralnie.

Podstawowymi materiałami stosowanymi według sposobu wytwarzania wkładów filtrujących lub materiału fdtrującego według wynalazku są: naturalna skrobia ziemniaczana, środek spieniający typu Superior (mieszanka NaHCO₃-CaCO₃ z kwasem cytrynowym), alkohol poliwinylowy, typ Mowiol 17-88 oraz środek poprawiający płynność (trójfosforan wapnia), a także ewentualnie poliamid estrowy i poliuretan estrowy pod nazwą handlową Degranil DLN.

Do dawkowania mieszanki środków dodatkowych do skrobi (dawkowanie substancji stałej) stosowano jedno wałowe objętościowe urządzenie dawkujące, gdzie ilość dawki zależała bezpośrednio od parametrów roboczych wytłaczarki. W urządzeniu tym znajduje się wydrążony wał, a jego zakres roboczy wynosi od 1,5 kg/godz. do 35 kg/godz. Zalecaną wielkość dawki można odczytać na fig. 4.

Do dawkowania substancji płynnych zastosowano membranowe urządzenie dozujące model Gamma/5. W przykładach 1 do 8 zmieniano wielkość dawki płynu od 0 do 5 litrów na godzinę. W tabeli 1 dawkowane objętości cieczy wskazano jako wielkość skoku (w 0,1 ml/skok) na częstotliwość skoku (w skokach na minutę) pompki dawkującej. Przy wyregulowaniu urządzenia dawkującego na 5:55, dodaje się 0,5 ml na skok przy 55 skokach na minutę. W rezultacie uzyskuje się wielkość dawki 27,5 ml/min.

W skład urządzenia kalandrującego 22 wchodzą cztery rowkowane bębny w układzie tandem. W badaniach zmieniano średnicę bębnów oraz stosunek głębokości rowków do ich szerokości. Badano ponadto stosowanie sprężyn napinających o różnych siłach napięcia, które mogą wytwarzać siłę działającą na bębny o wielkości 5 do 100 N. Zalecane naciski zespołu kalandrującego można odczytać z tabeli 1. W badaniach zmniejszano średnice filtra 7 ciągłego (bez końca) z pianki skrobiowej 20, a następnie doprowadzano ją do znormalizowanej średnicy końcowej. Podczas następnego kondycjonowania pianki skrobiowej 20 można w niej wyregulować zawartość wody na konkretną ilość.

Jako urządzenie formujące 8 zastosowano zespół grudkujący z wbudowaną rolką ciągnącą. Przy stałej szybkości ciągnięcia można regulować długość elementów filtrujących 1 regulując prędkość zespołu tnącego i liczbę zespołów tnących.

Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń sformułowano następujące wnioski:

Wzrost prędkości ślimaka wytłaczarki powoduje zwiększenie średniego ciśnienia masowego i temperatury topnienia oraz poprawia spienienie pianki skrobiowej. Równocześnie trzeba zwiększyć wielkość dawki dla utrzymania tego efektu. Jeżeli dodaje się dużą ilość cieczy, pianka skrobiowa bardzo silnie rozszerza się bezpośrednio za dyszą a następnie zapada się. Z tego względu trzeba bardzo dokładnie wyregulować stosunek wielkości dawki substancji stałej do cieczy. Regulowane parametry robocze są ograniczone maksymalnym momentem skrętnym wytłaczarki 3 tak, że przenoszoną ilość materiału oraz sterowanie temperaturą podczas przetwarzania materiałów podstawowych w wytłaczarce trzeba ustalić w zakresie średnim. W zależności

180 599 od zadanych parametrów roboczych wytłaczarki oraz urządzenia dawkującego, gęstość filtru 7 ciągłego (bez końca ) z pianki skrobiowej 20, przed jego przepuszczeniem przez zespół kalandrujący 22, wynosi od 6 kg/m³ do 10 kg/m³. Po sprasowaniu w z zespole kalandrującym 22, gęstość filtra 7 ciągłego (bez końca) zwiększa się ze względu na zmniejszenie się objętości przy takiej samej masie. Wspomniana gęstość zależy głównie od średnicy tego filtra 7 bez końca przed zespołem kalandrującym 22, liczby bębnów i wielkości zastosowanych ciśnień.

W przykładzie wykonania wynalazku, w którym stosuje się sposób dwuetapowy, najpierw sporządza się granulat skrobi. Następnie przetwarza się granulat skrobiowy podczas dalszego procesu wytłaczania na jednowałowej wytłaczarce na piankę skrobiową, z której wytwarza się wkład filtrujący lub element filtrujący 1 w warunkach podobnych do tych, jakie stosuje się w procesie jednoetapowym. W związku z tym nie jest potrzebny szczegółowy opis tego sposobu. W oparciu o cztery przykłady dla każdego przypadku, w tabelach II i Ha podano warunki realizacji według tego przykładu wykonania sposobu oraz receptury do sporządzania granulatu polimeru z termoplastycznej skrobi (pierwszy etap sposobu).

W tabelach III i Ilia przedstawiono warunki realizacji sposobu w przypadku wytwarzania wkładów filtrujących lub materiału filtrującego z granulatu polimeru termoplastycznej skrobi, który przetwarza się na piankę skrobiową (drugi etap sposobu).

180 599

Tg·

u

u

o

o

υ

o

o

o

o

3

ε

OJ

0)

m

N

dP

dP

dP

dP

£

co

UD

C*

Ό

ε

rM

lO

Ti

U

M Z

u

~o

o

o OJ

o OJ

CD OJ

o Ol

CO

uo OJ

bar

LO

σ> OJ

25/

o Cn

618

877

000

483

o OJ

03

t—|

0

tn

K.

—.

K.

—.

3

O

c

Pi

MD

Ol

o

o

o

c

co

3

o

σι

-U

P

c

co

o

OJ

u

CO

O

o

o

u

u

o

O

o

U

3

§

OJ

0)

lO

N

oP

dP

dP

dP

g

CO

lD

[-—

Ό

ε

rM

lH

Ό

u

LI 'Z

o

%

o

'o OJ

o Ol

o Ol

o OJ

CO

3 iD Ol

bar

lO

σ> a>

25/

0 σ>

906

247

472

375

o OJ

03

0

Cń

•u.

w

w

3

O

c

Pi

OJ

Ol

o

o

c

co

3

uO-

Ol

— pą

Ό

o

P

P

c

00

o

Ol

U

O]

u

o

o

o

u

υ

O

o

u

3

§

Ol

0)

lO

N

dP

dP

dP

dP

ε

CO

m

Ό

ε

rM

lO

-n

υ

P Z

o

o

o

o OJ

o O OJ

o OJ

O OJ

co

o iT) OJ

bar

ιθ

σ> 0)

25/

0 σ»

906

247

472

375

20

05

t—H

0

cn

2

O

c

Pi

OJ

Ol

o

o

C

Tg·

3

—

Ol

•H

Ό

o

P

P

c

co

HU

o

OJ

HU

o

(0

u

-H

jo

(0

o

o

u

o

u

o

o

o

ω

3

ε

OJ

0)

iD

N

dP

dP

óP

dP

ε

CO

uo

Γ*»

Ό

ε

rM

tO

n

U

L| Z

u

o

o O

o

o

o

o

co

uF

P 05

LO

cn 0)

lO

O Cn

<0 O

OJ

UD

o

r**·

Ol

OJ

Ol

OJ

Ol

ja

OJ

CD

OJ

CO

OJ

05

t—ł

o

cn

K.

3

O

c

V4

Ol

Ol

o

o

c

in

3

Ol

. pą

Ό

O

[ i

P

-

c

co

0

OJ

u

o>

-P

·(“1

05

□

dP

U

r*

d)

c

c

5

u

3

-H

□

dl

05

N

N

oT

P

ε

0

CU

N

P>r4

-P

U

U

<15

ar

0

3

01

Pi

03

P

0]

(

£

i

OJ

co

UO

05

•r^

1 1

cu

?>ł

0)

ja

'0

-P

3

0)

c

ni

w

0

N

Ό

• p^

□

c

3

3

c

rM

>

>

U

P

01

υ

01

g

P

05

05

05

MM

MU

MU

MU

uu

MU

>1

a>

05

0)

N

0)

dl

0

P

P

2

0)

Φ

0)

Φ

0)

CD

P

P

P

T5

01

• pq

<u

(U

•H

P

a

σ'

P

L|

P

P

P

P

o

V4

3

Φ

c

Ή

N

o

O

£

P

P

P

P

P

P

P

01

P

05

Ό

(ΰ

c

c

£b

CU

'0

w

W

oi

W)

«1

U)

ja

05

c

U

3

05

05

05

'03

u

c

0

P

P

Φ

•H

05

0

3

2

•f-1

• p^

Pi

•H

0

Ί

c

0)

•H

C

ja

3

0

O

dl

Λ

Φ

Pi

c

c

o

0)

LU

u.

LU

Lij

u.

u

OJ

a

c

U

N

P

Pi

05

p:

rM

0

t

X

13

a

Ό

2

•o

b

b

6

e

b

S

ε

ε

b

'01

0

>

3

Ό

3

03

P

0

o

0

0)

Ό

0

0)

Φ

0)

(U

<u

OJ

a

0

<u

•P

P

0}

05

0

05

P

y4

P

>

P

P

o CU

s

P

P

P

P

P

P

P

b

P

u

'01

rU

□

Ό

3

Τ3

Ul

0}

'01

CU

'01

a.

Ό3

N

ro

•H

Pi

V4

OJ

LI

LI

pą

05

(1)

τ>

03

03

c

P

3

<0

N

N

03

3

0

rM

0

□

3

P

£

Pi

03

05

0

o.

0)

ραΊ

0)

rp

Pi

0)

OJ

P

N

4J

c

4_)

3

u

c

01

li

oj

OJ

dl

ai

CU

s

Q

2

CD

oi

Q

01

Uwagi Na wytłaczarce jednowałowej granulat polimerowy termoplastycznej skrobi __przetwarza się na wkład__ ________________________________________filtrujący z pianki skrobiowej BIOPUR według wynalazku / Tablica III

180 599

Tablica Ha

Przykład Nr 5 Nr 6 Nr 7

Wytłaczarka z podwójnym wałem____________________________________________________________________

Dane Model Continua C 37 Continua C 37 Continua C 37 wytłaczarki_________________________________________________________________________________ temp. strefy 1 40^u C ~~ 4 0^u C 4 0^u ~C

O

u

O

O

u

o

o

u

3

E

CM

Φ

ιω

Ν

cP

cP

cP

dP

e

in

r*»

Ό

E

^*4

m

Ό

a

3 o

3 O m

5 O

3 tn co

3 O o

co

3 in o

ki Φ

ui

σ' φ

ιη

0 θ'

CO rH

O O

CM

ιΩ

o

rK

rH

CM

CM

X

rJ

0

ΐΧ

σ'

\D

O

CO

CM

o

c

-X

kD

o

CM

O

O

co

σ»

CM

Ό

ο

k|

X

00

0

γΗ

J4

05

W

TO

Φ

Φ

□

3

^4

N

O

X

o

O

O

U

o

00

O

2

E

CM

Φ

ιω

Ν

aP

CP

cP

cP

g

>

Φ

ιΩ

f**

Ό

E

ιΩ

Ό

u

E-

3 O

3 O m

3 O

tn 00

O O CM

CO

Ϊω o CM

kl <0 XI

Ul

θ' φ ο

ιΩ CM

0 σ* σ'

kD O <T»

O o o

CM

ιΩ CO

o CM

«1 Φ CU

3

o

3

o

CM

O

O

0

-X

TT

5

f*·»

CM

E

N

Ό

Ο

^4

Φ

Μ

Φ

C0

X

Φ

CM

3

3

3

0

ki

σ'

Φ

3

E

•*4

σ

r-4

φ

U

U

u

O

O

o

o

U

3

E

CM

Φ

m

Ν

oP

cP

cP

cP

£

0

3

«Ω

f*·»

Ό

E

ιΩ

0

U

0«

3 O

3 O ιΩ

o

3 ιΩ 00

3 O o CM

co

3 ιΩ O CM

ki Φ X

Ul

σ> φ 0

ιΩ rH

0 σ> θ'

k0 O σ'

CM

O O O

ιΩ CO

O CM

Φ

Λ CU O

o

3

CM

O

O

O

3

1^

3

f**»

CM

3

cn

Ο

ο

Φ

ki

L4

•^o

00

cn

υ

ι-4

s

*^o

0

Φ

•Ή

3

X

0

0

Ό

kt

Φ Φ

3

01

0 X

o

O

u

o

U

o

kO

U

3

E

CM

Φ

ιΩ

Ν

cP

cP

cP

cP

E

3 3

iD

00

Ό

E

^4

ιΩ

Ό

O

-σ

Jć

3 o

O ιΩ r·4

3 o

3 uo 00

3 O o CM

co

3 in o CM

ki Φ XI

Ul

cn φ 0

ιΩ CM

0 σ' σ*

kD O σι

CM TT

O O O

ιΩ CO

o CM

φ φ n C Φ 9>

a φ a

O

3

-X

^3*

CM

O

O

O

a χ

in

3

CM

k| <n

N

Ο

ο

Φ

Μ

Ν φ

co

U N

υ

CM

OJ ki

ar

rM Φ

•ro

X 3

3

3 0)

X

N

rt> Ui

•f4

z a.

uu

0>

•τΗ

X

•r^

Φ

*

3

oP

□

3

4t

Φ

c

3

Φ

U

3

^4

3

Φ

Φ

N

*

s

ar

I 1

E

□

CU

Ν

rM

4J

□

0

“TO

Φ

OT

0

3

<η

«X

σΐ

Φ

5

Ul

Φ

r*4

CM

CO

ιΩ

kO

Φ

CU

^>1

Φ

XI

^4

O

|1

3

c

<3

<0

0

N

σ

^4

3

3

Ul

n

3

f·

ϋ

I 1

ta

υ

η

E

|_1

Φ

Φ

Φ

'w’

M-l

UJ

Uj

M4

Jj»,

Φ»

«3

N

φ

Φ

kt

u

0)

Φ

0

Φ

Φ

X

kj

Ό

W

«^4

φ

Φ

Φ

3

CU

σ'

U

k|

u

ki

0

-X

3

0)

3

N

Φ

0

X

Jj

X

4J

X

ki

<0

^1

•W

as

Φ

3

3

0

aO

φ

V)

W

01

0)

<0

X

3

O

3

Φ

Φ

Φ

Φ

sn

u

o

X

M

Φ

^>4

<0

Ο

3

3 ’τη

_^4

E

M

-H 0

•

•

•

•

•

••F

c

Φ

•^4

c

X

3

0

0 Φ

X

Φ

3

JC 3

3

CU

CU

&

CU

CU

Φ

CU

G

o

N

X

-X m

-X r*H

0

Ό 3

Ό

e

£

£

E

E

E

E

E

MO

Φ

U

>1

3 Ό

3 Φ

kł

^4

,*4

0 >r

Φ

Φ

0)

(U

Φ

CU

0

0)

M

Ή

W

Φ Ο

Φ X

o

o

kf

X

X

-UJ

u

e

u

SU

3

Ό 3

Ό W

tn

CU

o-

'tn CU

sn

Φ

•Ή

Φ

Φ

3

k|

3

Φ

3

0

3

JJ

E

Ο

CU

Φ

-^4

-X

Φ

Φ jj

σ'

3

U

3 ai

φ

Φ

Φ

Φ >

3

Q

a:

Q oi

O

Poliamid estrowy Bayer AG BAK 1095, EP-A-0 641 817

Poliuretan estrowy Bayer AG Degranil DLN, DE-A-196 51 151

180 599

Tablica III Przykład Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4 Wytłaczarka jednowałowa_______________

Dane średnica ślimaka 50 mm 50 mm 50 mm 50 mm wytłaczark i___ ______________________________________________________________________________

długość ślimaka 135 cm__135 cm____________135 cm____________135 cm

czas przebywania surowca 45 sek 45 sek 45 sek 45 sek __w wytłaczarce ___________________________

________________temp, strefy 1__40° C__40° C__40° C_______________40° C

______ temp, strefy 2 70° C ______ 70° C_______________70° C_______________70° C

temp, strefy 3 ___190° C__190° C______________190° C______________190° C

temp, strefy 4 190° C ____________190° C______________190° C______________190° C

temp, strefy 5 190° C__190° C______________190° C_____________190° C

temp, strefy 6 195° C 195° C______________195° C_____________195° C

rpm (obroty na 350 350 350 350 minutę) ____

zużycie prądu 2 5 amperów__2 6 amperów _____27 amperów________2 6 amperów

temperatura stopu ____197° C_____________192υ C______________187° C_____________190° C

ciśnienie stopu 50 barów__________50 barów__________50 barów__________30 barów

średnica dysz__1, 5 mm_____________1, 5 mm______________1,5 mm_____________1,5 mm

liczba dysz_____ ______ ____________2___________________2___________________2___________________2

usytuowanie dysz równoległe________równoległe__równoległe________równoległe

Dawkowanie dawkowanie 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz substancji stałej______________________________________________________________________________

Receptura patrz Tablica II Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4

180 599 o·

Z

CO

M

Z

Tablica III (ciąg dalszy)

CM u Z

Ό rM Λ!

N Ki CU

M 0) Ό

C Π)

Dane średnica filtra bez 0,97 cm 0,85 cm 0,83 cm 0,85 cm systemu końca ___ __

średnica filtra 0,78 cm 0,78 cm 0,78 cm nie mierzalna ___ sprasowanego__________________________________________________________________________________

gęstość filtra bez końca 10,2 kg/m3 10,1 kg/m3 9,5 kg/m3 16,0 kg/m3

gęstość filtra 15,7 kg/m3 13,1 kg/m3 10,7 kg/m3 __ sprasowanego__

Uwagi__elastyczny_______elastyczny_______elastyczny_____bardzo silny

giętki giętki giętki kruchy

__ściśliwy_________ściśliwy______ ściśliwy_________ściśliwy

pianka z pianka z pianka z struktura otwartymi porami otwartymi porami otwartymi porami gruboziarnista

180 599 <ο Η Μ Μ (TJ υ

-Η

X) <0 Η

Przykład Nr 5 Nr 6 Nr 7 Nr 8 Wytłaczarka jednowałowa __ ________________________________________

Dane średnica ślimaka 50 mm 50 mm 50 mm 50 mm wytłaczark i ______

długość ślimaka 135 cm 135 cm___________135 cm____________135 cm

czas przebywania surowca 45 sek 45 sek 45 sek 45 sek w wytłaczarce __ _____ _________________ ____

temp, strefy 1 40° C 40° C__40° C___________ 40° C

temp, strefy 2 70° C 70° C__70° C_______________70° C

temp, strefy 3 190° C _____ 190° C______________190° C_____________190° C

temp, strefy 4 190° C________ 190° C______________190° C_____________190° C

temp, strefy 5 190° C 190° C ___________190° C_____________190° C

temp, strefy 6 195° C _____ 190° C______________185° C______________190° C

rpm (obroty na 350 350 350 350 minutę) ___ ____ _____

zużycie prądu 2 5 amperów 2 6 amperów________2 7 amperów________2 6 amperów

temperatura stopu 208° C________ 208u C______________2 05° C_____________208° C

ciśnienie stopu 280 barów_________280 barów_________2 60 barów_________260 barów

średnica dysz 1, 5 mm_______ 1,5 mm______________1,5 mm_____________1,5 mm

liczba dysz___2____________________2____________________2__2

usytuowanie dysz _______równoległe________równoległe________równoległe________równoległe

Dawkowanie dawkowanie 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz 48,0 kg/godz substancji stałej

Receptura patrz Tablica lia Nr 5 Nr 6 Nr 7 Nr 8

180 599

Tablica Ilia (ciąg dalszy)

8 JN

CM ε o z

ε o z

N/cnr

Ί= υ z

£ υ 00

ε υ CO

kg/m3

ε Cn 44

ardzo yczny

-H 44 UJ d> -rU

o

o m

o ID

o

o

o

o σι

O σ?

42 UJ oi 05

θ' o N

σ

Ό

Su

05

42

L 3N

ε o z

CM ε υ z

CM ε o z

CM ε o z

7 8 cm

ε o 00

ε en 44

ε Cn 44

ardzo yczny

Ή 44 0> -<u

o

o

o

o

O

o

m

LO

42 UJ 01

en

co

iD

o?

σι

05

o N

O

•υ

su

01

42

Nr 6

ε 0 z

OJ ε 0 z

CM ε o z

OJ ε u z

90 cm

ε o 00

ε en 44

ε tn 44

yczny

iętki

o

o

o

o

o

o

in

o

UJ 01

en

co

ID

Γ**

σι

r-l

05

ω

m Su

CM s

CM ε o

CM ε 0

CM ε o

ε u

ε u

ε

c N

-1—1 Λί qj

Z

υ

z

z

z

Si

00

en 44

θ' 44

U

G> •H

z

o

o

o

o

o

ID

O

UJ 01

en

o

co

iD

[**·

05

<—i

<n

CM

o

03

u

'C

0

44

N

CM

<n

•er

(D

N

x>

01

<0

<0

<0

(O

42

>-i ol

Su os

Su (0

Su 01

03

03

(0 su

os M

oj su

03 Su

Su

SU

05

03

£1 Tl

Cu T5

£1 T5

CU TJ

UJ

UJ

Su

Su

C

c

c

C

t—(

rU 0

UJ

UJ O

<ΰ <o

Π5 to

os m

03 03

-H en

rH

ή en

3 H

3 rH

3 H

3 rU

ou

ku <υ

•H

•H os

O 05

O rtj

0 f0

O 03

a

Uu c

-Η 44

•h 44

-H 14

-H 44

03

03 03

05

C

c

c

C

O

υ 3

Ό

'U 3

<U 3

<u 3

<U 3

0) 3

-rU O

'01

Ό1 o

•Η Ό

•H Ό

•Η Ό

-H '0

C 03

C 01

0

O 01

c o

c o

c o

C O

Ό O

Ό 03

u

UJ 05

'01 rH

'01 rS

'01

'01 i-U

φ 'C

<U Su

01

oi su

-Η 03

-H 03

•Η Π1

-H 03

Su 0

SU CU

0>

o> CU

U 3

U 3

υ 3

O 3

'01 44

Ol oi

en

Cn oi

•o

SU

rc

0)

3

Ό

ε

Si

C

o

>1

<0

O UJ

en

N

|—

C 01

03

Su

03

03 >

3

CU

Z

Q 01

Z

________ściśliwy_________ściśliwy_____nie ściśliwy_____nie ściśliwy pianka z pianka z pianka z pianka z otwartymi porami otwartymi porami otwartymi porami otwartymi porami

180 599

Na figurze 4 przedstawiono graficznie wyniki badań podatności na biodegradację materiału filtrującego wykonanego sposobem według wynalazku, gdzie linia a) reprezentuje piankę skrobiową, linia b) włókna i folie (materiał skrobiowy BIOFLEX® BF 102), linia c) proszek celulozowy, a linia d) 2,5-octan celulozy. Najważniejsząwłaściwościąmateriału filtrującego uzyskanego według wynalazku jest szybka biodegradacja. Wspomnianą właściwość zbadano (w instytucie O. W. S. w Gent, Belgia) dla skrobiowego materiału polimerowego BIOFLEX® BF 102 następującą metodą: Projekt CEN „Ocena podatności na biodegradację aerobową i rozkład materiałów opakowaniowych w kontrolowanych warunkach kompostowania - Metoda oparta na analizie uwalniania dwutlenku węgla” według zmodyfikowanej metody ASTM D 5338-92. W warunkach badawczych, 96,6% materiału skrobiowego BIOFLEX® BF 102, z jakiego wykonano włókna i folie do wytwarzania wkładów filtrujących lub materiału filtrującego sposobem według wynalazku, uległo mineralizacji po 45 dniach. Tylko 79,6% substancji porównawczej, czystego proszku celulozowego (linia c)), uważanego za materiał ulegający pełnemu rozkładowi biologicznemu, uległo rozkładowi w ciągu tego samego czasu w takich samych warunkach. Według opinii instytutu O. W. S., BTOFLEX® BF 102 można z tego powodu uważać za całkowicie podatny na degradację. Dzięki swojej porowatej powierzchni i składowi polimeru, materiał filtrujący z pianki skrobiowej (linia d)) dużo szybciej ulega całkowitej degradacji biologicznej. Doskonałość podatności na biodegradację określano metodą CSB (chemiczne zapotrzebowanie tlenu w mg/1) oraz BSB₅ (biologiczne zapotrzebowanie tlenu w mg/I), przy czym zmierzono wartość CSB równą 1050 mg/1 a BSB₅ równą700 mg/1. Stosunek BSB₅/CSB x 100 daje bardzo wysoką podatność na biodegradację wynoszącą 66%, gdzie wartości powyżej 50% są uważane za bardzo dobre pod względem podatności na biodegradację. Już po 10 dniach ponad 90% materiału filtrującego z pianki skrobiowej uległo rozkładowi w warunkach kompostowania tlenowego. Wszystkie materiały filtrujące według wynalazku odpowiadają wymaganiom jakościowym określonym w Zeszycie Informacyjnym M 10 LLAGA: Kryteria jakościowe i zalecenia aplikacyjne co do kompostowania oraz w normie DIN 54 900: „Testowanie podatności materiałów polimerowych na kompostowanie” i w certyfikacie” ok Compost”.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania podatnych na biodegradację wkładów filtrujących i/lub elementów filtrujących w szczególności elementów filtrujących dym tytoniowy, w którym stosuje się materiał filtrujący zawierający skrobię i/lub materiał polimerowy na osnowie skrobi, znamienny tym, że doprowadza się w sposób ciągły dawkowaną mieszankę odnawialnych surowców i/lub substancji polimerowej na osnowie skrobi, a także inne substancje dodatkowe do zespołu wytłaczarki, przy czym substancje dodatkowe stanowią korzystnie polialkohol winylowy i/lub poliamid estrowy i/lub poliuretan estrowy, środek poprawiający płynność i/lub środek poro twórczy, ogrzewa się i ugniata mieszankę w odpowiednich warunkach temperaturowych i ciśnieniowych charakterystycznych dla formowania się stopionego materiału, wytłacza się stopiony materiał przez dysze przędzalnicze i nadaj e się wytłoczonemu materiałowi strukturę porowatą, następnie prasuje się wytłoczony materiał i wytwarza się z niego ciągły, okrągły pręt filtrujący, po czym owija się okrągły pręt filtrujący i wytwarza pojedyncze elementy filtrujące.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że operacje nadawania wytłoczonemu materiałowi porowatej struktury oraz prasowania tego materiału i wytwarzania ciągłego, okrągłego pręta z tego materiału przeprowadza się w sposób ciągły po sobie.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w operacjach obejmujących doprowadzanie mieszanki odpowiednich surowców oraz dodatków do zespołu wytłaczarki i ogrzewania i ugniatania tej mieszanki do uzyskania stopionego materiału oraz wytłaczania tego stopionego materiału przez dysze przędzalnicze wytwarza się granulat polimeru termoplastycznej skrobi, który następnie przetwarza się w jednowałowej wytłaczarce na elementy filtrujące w drugim etapie sposobu, w którym doprowadza się w sposób ciągły uzyskany granulat wraz z dodatkami do zespołu wytłaczarki, podgrzewa się i ugniata mieszankę do uzyskania stopionego materiału, po czym wytłacza się go przez dysze przędzalnicze i nadaje wytłoczonemu materiałowi porowatą strukturę oraz prasuje się go wytwarzając ciągły okrągły pręt filtrujący, który owija się i wytwarza z niego pojedyncze elementy filtrujące.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że przy doprowadzaniu mieszanki do zespołu wytłaczarki i jego ogrzewaniu i ugniataniu do uzyskania stopionego materiału stosuje się wytłaczarkę dwuwałową.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się surowiec odnawialny w postaci naturalnej lub modyfikowanej skrobi, korzystnie naturalnej skrobi ziemniaczanej.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytłacza się materiał w postaci włókien, folii lub pianki.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dysze wytłaczające wyposażone w odpowiednio, co najmniej ponad 1000 otworów dyszowych do wytłaczania włókien, od 1 do 2 otworów dyszowych do wytłaczania folii oraz 1 do 40 otworów dyszowych do wytłaczania pianki.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dysze do wytłaczania folii w postaci dyszy szczelinowej lub dyszy rurowej i/lub podwójnej dyszy rurowej, przy czym formuje się płaską folię i/lub folię rozdmuchiwaną.
9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że stosuje się zespół wytłaczarki zawierający wiele stref temperaturowych, korzystnie sześć stref temperaturowych.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że doprowadza się dozowaną mieszankę odnawialnych surowców wraz z dodatkami do pierwszej i drugiej strefy temperaturowej, zaś ogrze-

    180 599 wanie i ugniatanie doprowadzonej mieszanki prowadzi się w trzeciej, czwartej, piątej i szóstej strefie temperaturowej.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach temperaturowych zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 25 - 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 70 - 110°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 110 - 160°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 150 - 220°C, w piątej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 180 - 220°C i w szóstej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 180 220°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 180 - 220°C w postaci pianki.
12. 12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach temperaturowych zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuj e się temperaturę w zakresie od 25 - 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 60 -100°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 -120°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 - 120°C, w piątej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 - 120°C, w szóstej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 90 - 125°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 80 - 180°C w postaci granulatu.
13. 13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się następujące rozkłady temperatur w poszczególnych strefach zespołu wytłaczarki, w pierwszej strefie stosuje się temperaturę w zakresie od 25 - 45°C, w drugiej strefie stosuje się temperaturę od 60 - 120°C, w trzeciej strefie stosuje się temperaturę od 100-190°C, w czwartej strefie stosuje się temperaturę od 140 - 190°C, w piątej strefie stosuje się temperaturę od 140 - 190°C, w szóstej strefie stosuje się temperaturę od 140 - 200°C, przy czym stopiony materiał wytłacza się w temperaturze 150 - 200°Ć w postaci pianki.
14. 14. Sposób według jednego z zastrz. 1, znamienny tym, że stopiony materiał plastyfikuje się przed wytłaczaniem.
15. 15. Sposób według jednego z zastrz. 1, znamienny tym, że materiał filtrujący prasuje się poprzecznie do jego osi do postaci plecionej wiązki po czym owija.