SK1232023A3

SK1232023A3 - Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev, hotový výrobok z nej vyrobený, jej výroba a použitie

Info

Publication number: SK1232023A3
Application number: SK123-2023A
Authority: SK
Inventors: Kálmán Bobák; József Csernus
Original assignee: Kálmán Bobák; József Csernus
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2023-10-11
Also published as: WO2022175700A1; HUP2100052A1

Abstract

Vynález sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny, obsahujúcej plevy a PLA, ktorá je vhodná na výrobu nádob a iných výrobkov na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov, ďalej sa vynález týka aj spôsobu výroby a použitia takejto suroviny a hotového výrobku obsahujúceho túto surovinu.

Description

Predmet predkladaného vynálezu sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny a výrobkov z nej vyrobených, pričom táto surovina obsahuje plevy, ktoré sa vyskytujú ako poľnohospodársky odpad, a biologicky odbúrateľnú kyselinu polymliečnu (PLA).

Predmet vynálezu sa týka aj spôsobu výroby biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, výrobkov z nej vyrobených a ich použitia.

Doterajší stav techniky

Rozsiahle používanie biologicky neodbúrateľných plastov vyrábaných v obrovských množstvách a následné spracovanie alebo absencia spracovania odpadu, ktorý zostane po ich použití, predstavujú v súčasnosti globálny environmentálny problém. Význam tohto problému podčiarkuje skutočnosť, že Európska komisia v roku 2021 zaviedla prísne sankcie proti jednorazovým plastovým výrobkom [B. Chatain, Parliament seals ban on throwaway plastics by 2021, Accessed March 27, 2019, <https://www.europarl.europa.eu/news/en/press-room/20190321IPR32111/parliament-seals-ban-onthrowaway-plastics-by-2021>].

Jej cieľom je nahradiť jednorazové plastové výrobky ľahko získateľnými, ekologickými a cenovo dostupnými alternatívami, čím sa zníži vysoká environmentálna záťaž svetových oceánov a morí alebo lesov a polí. V prípade výrobkov, pre ktoré neexistujú alternatívy, sa kladie dôraz na obmedzenie ich používania, napríklad je potrebné obmedziť používanie nádob na skladovanie potravín a pohárov vyrobených z plastu. Do roku 2025 musia členské štáty EÚ zabezpečiť, aby sa vyzbieralo 90 % jednorazových plastových fliaš, pričom dobrým riešením je systém zálohovania fliaš. Do roku 2025 musí byť aspoň 25 % plastových fliaš vyrobených z recyklovaného materiálu a do roku 2030 to musí byť aspoň 30 %. Nariadenie vedie priemyselné subjekty k tomu, aby vyvíjali výrobky, ktoré znečisťujú životné prostredie v menšej miere. Na základe rozhodnutia Európskej komisie sa od roku 2021 zakazuje používanie plastových tampónov do uší, príborov, tanierov, slamiek na pitie, pomôcok na miešanie nápojov a balónových paličiek, preto sa v budúcnosti môžu vyrábať len z udržateľnejších materiálov. S ohľadom na vyššie uvedené kritériá ochrany životného prostredia sa do popredia dostali prístupy, podľa ktorých sa jednorazový plastový stolový riad, nádoby používané na skladovanie kozmetických výrobkov, čistiacich prostriedkov alebo potravín nahradia recyklovanými alebo biologicky odbúrateľnými skladovacími nádobami.

Odborníci na ochranu životného prostredia nás upozorňujú, že je potrebné okamžite zasiahnuť. Štúdia nedávno uverejnená vo vedeckej publikácii s názvom Science uskutočňuje experiment s cieľom odhadnúť množstvo odpadu nahromadeného na Zemi do roku 2040 [Lau et al., Science; 2020, 369, 1455-1461]. Podľa výskumníkov predstavuje nevyzbieraný mestský odpad najväčšiu časť plastového znečistenia, pričom štúdie tiež ukázali, že množstvo plastového odpadu, ktoré sa každoročne nahromadí na súši, je približne trikrát väčšie ako množstvo nahromadené vo vodách. Postupom času sa plasty rozpadajú a rozkladajú na mikročastice, ktoré sú pre ľudské oko neviditeľné. Plastové mikročastice sú prítomné takmer všade na Zemi, a hoci to v súčasnosti ešte nie je vedecky potvrdené alebo nie úplne vedecky potvrdené, je pravdepodobné, že majú škodlivý vplyv na ekosystém. Okrem iného sa plasty môžu nachádzať v materiáli, z ktorého si vtáky stavajú hniezda, v tráviacom trakte zvierat a prostredníctvom oplachovej vody používanej pri praní sa plastové vlákna v mikrorozmeroch dostávajú do kalov z odpadových vôd, ktoré môžu skončiť v poľnohospodárskej pôde.

Z hľadiska životného prostredia môže byť dobrou alternatívou jednorazových plastových výrobkov, ak sú tieto výrobky s krátkou životnosťou vyrobené z biologicky odbúrateľných surovín. Okrem toho, že v prípade výrobkov z biologicky odbúrateľných materiálov nehrozí vznik plastových mikročastíc, ďalším priaznivým dôsledkom biologického rozkladu je humus získavaný z priemyselného a domáceho kompostovania, ktorý sa označuje ako prírodný spôsob recyklácie a ktorý sa využíva na kultiváciu poľnohospodárskej pôdy a pôdy v záhradách [Urbán, Cs., Komposztálás a városban [Composting in the City], 2018, <https://humusz.hu/hirek/komposztalas-varosban/24479>].

Biologicky odbúrateľný odpad zahŕňa všetok odpad, ktorý sa rozkladá alebo rozpadáva počas aeróbnych alebo anaeróbnych biologických procesov. Patrí sem potravinový a kuchynský odpad, zelený odpad zo záhrad a parkov, pričom všetky uvedené odpady sa spoločne nazývajú biologický odpad. Medzi biologicky odbúrateľný odpad patrí aj odpad pochádzajúci z lesníckych a poľnohospodárskych činností, hnoj a kaly z čističiek odpadových vôd, ako aj biologicky odbúrateľný odpad, napríklad prírodný textil, papier a spracované drevo [Budapest Public Area Maintenance Organisation, The Waste ABC, B, as biowaste;

SK 123-2023 A3 <https://www.fkf.hu/storage/app/media/uploaded-files/hulladek-abc-b-biohulladek.pdf>].

Zo 70 až 75 miliónov ton odpadu, ktorý sa dnes v Maďarsku ročne vyprodukuje, pochádza takmer 35 miliónov ton z poľnohospodárstva, kde sa využíva ako krmivo, hnojivo a na kultiváciu pôdy. Keďže ide o organické materiály, môžu slúžiť aj na energetické účely, napríklad v bioplynových staniciach [National Food Chain Safety Office, The utilisation of non-hazardous waste on agricultural land; 2014, <https://portal.nebih.gov.hu/7nem-veszelyes-hulladek-hasznositasa- termofoldon>].

Dobrou alternatívou produkcie výrobkov s krátkou životnosťou môže byť, ak sú tieto výrobky vyrobené z biologicky odbúrateľných surovín, napríklad z poľnohospodárskeho odpadu a/alebo biopolymérov. Biopolyméry sú čiastočne alebo úplne prírodné a/alebo biologicky odbúrateľné polyméry. Existujú dve základné skupiny biopolymérov: skupina biologicky odbúrateľných polymérov a skupina polymérov na prírodnej báze. Druhú skupinu tvoria polyméry vyrobené čiastočne alebo úplne z prírodných surovín (biomasa rastlinného alebo živočíšneho pôvodu).

Kyselina polymliečna (ďalej len PLA) v súčasnosti vyrábaná polymerizáciou najmä z obnoviteľných zdrojov (napr. z krmovín) je biologicky odbúrateľný polymér na prírodnej báze.

PLA sa vyrába z prírodných surovín a je to biologicky odbúrateľný alifatický polyester. Jej monomér, kyselina mliečna (kyselina 2-hydroxypropánová), je organická kyselina vyskytujúca sa aj v prírode. Medzi výhody používania PLA patrí to, že je šetrná k životnému prostrediu, biologicky odbúrateľná a recyklovateľná. Biologická odbúrateľnosť PLA sa využíva pri výrobe výrobkov s krátkou životnosťou.

Podľa súčasného stavu techniky sú známe viaceré produkty stolového riadu a skladovacie nádoby vyrobené na báze organických vlákien.

V patentovej prihláške číslo FI20180005730A1 je uvedená viacvrstvová skladovacia nádoba vhodná na skladovanie kozmetických výrobkov. Vynález je vo svojej podstate termoplastická, biologicky odbúrateľná polymérna matrica, v ktorej sú rozmiestnené drevené častice. Z opisnej časti vyplýva, že vhodné vlákna možno získať z lignocelulózových materiálov, napríklad z jednoročných alebo viacročných rastlín alebo z drevných materiálov, vrátane trávy, sena, slamy, bambusu, kenafu, konope, juty, zvyškov rastlín po zbere, napríklad ryže, sóje a semien trávy. Podobne ako vyššie uvedené položky sa môžu použiť aj rozdrvené obaly semien obilnín, najmä ovsa, pšenice, raže a jačmeňa, ako aj kokosové šupky.

Cieľom patentovej prihlášky č. WO18090087A1 je poskytnúť tvarovanú súpravu stolového riadu, ktorý je vyrobený z kompostovateľného materiálu za použitia rozložiteľného spojiva a ktorý je vhodný na skladovanie potravín, pričom nádoba na skladovanie nemá vplyv na chuť potravín. Výhodne je povrch stolového riadu biologicky inertný, ale jeho štruktúra je rozložiteľná. Súčasťou súpravy stolového riadu môžu byť misy, podnosy a nádoby na potraviny. Výhodne sa vyrábajú z odpadu, ktorým môže byť primárny odpad (napríklad kukuričné šupky), primárny a spracovaný odpad alebo spracovaný odpad (napríklad ľanové vlákno). Spojivom môže byť želatínový škrob. Podľa výhodného uskutočnenia je kompostovateľná súprava stolového riadu tvorená z nasledujúcich zložiek: aspoň jeden druh prírodného vlákna, spojivo vo forme želatínového škrobu, organická kyselina, zmäkčovadlo, voda, konzervačná látka. Prírodným vláknom môže byť ryžové šupky alebo kukuričné šúpolie, prípadne ľan alebo papier. Škrobom je škrob s vysokým obsahom amylózy, ktorý môže byť zemiakový, pšeničný alebo tapiokový. Organickou kyselinou môže byť kyselina citrónová a/alebo ocot. Zmäkčovadlom môže byť glycerol a/alebo kyselina citrónová a sorban draselný.

Predmetom patentovej prihlášky č. IN201811007507A je organický, biologicky odbúrateľný príbor, ktorý je vyrobený z potravinárskych obilnín a organického spojiva. Z obilnín sa spomína napríklad proso a pšeničné klíčky. Ako príklad spojiva sa uvádzajú plevy.

Patentová prihláška č. WO2011071666A1 sa zaoberá reaktívnym extrudovaním materiálov na biologickej báze a poskytuje kompozit, ktorý možno tvarovať pôsobením tepla a ktorého hlavnými surovinami sú kyselina polymliečna (PLA, 1 - 99 hmotn. %) a polyhydroxyalkanoáty (PHA, 1 - 99 hmotn. %). Zloženie obsahuje aj 0,01 - 60 hmotn. % prímesí. V časti, v ktorej sa uvádza doterajší stav techniky, autori pri používaní pojmu „materiály na biologickej báze“ uvádzajú biopolyméry, ako sú PLA a PHA, prírodné plnivá (celulózové vlákna a prášky), poľnohospodárske vlákna (ryžové šupky, pšeničné otruby, slama, kukuričný klas), drevené vlákna a prášky, bambusové vlákna a prášky.

V patentovej prihláške č. CN1150845A sa uvádzajú biologicky odbúrateľný jednorazový stolový riad a spôsob jeho výroby. Hlavné zložky jednorazového stolového riadu podľa vynálezu: prášok z ryžových šupiek, želatína, škrob a polyhydrokarbónbutyrát. Postup výroby: po nasekaní a rozdrvení ryžových šupiek sa suroviny zmiešajú, po pridaní primeraného množstva vody sa získa materiál s hustotou cesta, ktorý sa následne rozvaľká a vytvaruje pomocou hydraulického lisu, po čom nasleduje povrchová úprava po vysušení. Hotový výrobok sa dezinfikuje UV žiarením a potom sa balí.

Patent č. JP3295606B2 sa týka obalových nádob vyrobených z odpadu zo semien. Hlavnou zložkou výrobku podľa vynálezu sú najvýhodnejšie ryžové šupky (88 - 92 hmotn. %), ku ktorým sa pridáva

SK 123-2023 A3 potravinárske lepidlo (12 - 8 hmotn. %).

Patentová prihláška č. WO2009055583A1 sa zaoberá jedlou, biologicky odbúrateľnou nádobou na krmivo pre domáce zvieratá, ktorá obsahuje škrob, vodu a spracovaný vláknitý materiál. V závislosti od použitia môže vlákno pochádzať z rôznych druhov trstiny a trávy; vedľajších poľnohospodárskych produktov, ako sú stonky a šupky rastlín (z obilnín); tradičného celulózového vlákna, ako je bavlna; ako aj mletého drevného vlákna. V časti venovanej súčasnému stavu techniky je opísaných niekoľko nádob na potraviny na báze škrobu, ktoré zvyčajne obsahujú 2 až 3 zložky: matricovú zložku (zvyčajne ide o škrob), ktorá môže obsahovať anorganické plnivo a/alebo vláknité materiály.

V patentovej prihláške WO0139612A1 sa uvádza stolový riad a obalové nádoby s obsahom otrúb 95 - 100 hmotn. %, ktoré okrem otrúb obsahujú až 5 hmotn. % iných materiálov. Ďalšími materiálmi môžu byť impregnačné látky a/alebo vonné látky a/alebo arómy, ktoré obsahujú prísady a/alebo nevláknité plnivá a/alebo látky udržujúce vlhkosť a/alebo farbiace prísady. Okrem toho môžu použité otruby obsahovať 7 - 45 hmotn. % štrukturálne viazanej vody vo forme vlhkosti. Hotové výrobky z prvotných otrúb sa lisujú pri vysokej teplote a vysokom tlaku.

V patentovej prihláške č. CN102964788A je uvedený kompozit kyseliny polymliečnej vystužený vláknami prírodného bambusu, jeho výroba a použitie. Kompozit obsahuje 30 - 70 % kyseliny polymliečnej a 30 - 70 % bambusových vláken. Medzi voliteľné zložky patrí vytvrdzovací prípravok a farbivo.

Patentová prihláška č. CZ2012729A3 opisuje kompozit, ktorý obsahuje 50 - 90 hmotn. % polyméru PLA a 10 - 50 hmotn. % prírodného vlákna z banánovníka, ktorého veľkosť sa pohybuje v rozsahu 0,2 až 3 mm.

V patentovej prihláške č. CN105062022A sa uvádza kompozitný materiál na báze kyseliny polymliečnej s vysokou pevnosťou a odolnosťou a postup prípravy tohto materiálu. Kompozit obsahuje tieto suroviny: 55 80 % kyseliny polymliečnej, 15 - 35 % prírodného vlákna, 3 - 15 % epoxidovaného sójového oleja a 1 - 5 % hydrofóbnych nanočastíc oxidu kremičitého.

Patentová prihláška č. CN101747606A sa týka biologicky odbúrateľného, tepelne odolného kompozitného materiálu z kyseliny polymliečnej a jeho výroby. Kompozit pozostáva z 50 - 90 % kyseliny polymliečnej, 1 - 45 % prírodného vlákna, 1 - 45 % mastencového prášku a 0,1 - 10 % pomocnej látky.

Publikácia, ktorej autormi sú Siakeng a kol., sa zaoberá kompozitmi z kyseliny polymliečnej vystuženými prírodnými vláknami [Natural Fiber Reinforced Polylactic Acid Composites: A Review; Polymer Composites, 2019, 40 (2), 446-463]. Ako oblasti použitia kompozitov z prírodných vlákien/PLA sa uvádzajú napríklad obaly, farmaceutický, textilný a automobilový priemysel a odvetvia súvisiace s architektúrou, nábytkom a ďalšími komerčnými trhmi.

Biologicky odbúrateľný stolový riad, skladovacie nádoby a podobné výrobky sa podľa súčasného stavu techniky zvyčajne vyrábajú z matrice na báze škrobu a prírodných vlákien rozptýlených v týchto matriciach.

Podľa súčasného stavu techniky však nie je známy žiadny spôsob výroby suroviny obsahujúcej PLA a veľké množstvo pliev, ktorá je východiskovým materiálom nádob a iných výrobkov vhodných na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov.

Podstata vynálezu

Cieľom predkladaného vynálezu je poskytnúť surovinu, z ktorej sa môžu vyrábať stolový riad, skladovacie nádoby a podobné výrobky, ktoré sú vyrobené výlučne z prírodných surovín, a teda sa biologicky rozkladajú. Inými slovami, takáto surovina sa môže použiť na výrobu stolového riadu a iných výrobkov na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov.

Hlavnú časť suroviny podľa predkladaného vynálezu tvoria plevy, ktoré sa v poľnohospodárstve vyskytujú ako odpad. Jednoduché využitie pliev, ktoré vznikajú pri poľnohospodárskych činnostiach, nie je dodnes vyriešené. Uvedomili sme si, že plevy, ktoré sa v súčasnosti považujú za odpad, môžu slúžiť ako dobrý základný materiál na výrobu suroviny, z ktorej sa môže vyrábať biologicky odbúrateľný stolový riad a iné výrobky na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov, napr. stolový riad, skladovacie nádoby a podobné výrobky.

Tiež sme si uvedomili, že biologicky odbúrateľná surovina získaná spojením pliev, ktoré vznikajú ako poľnohospodársky odpad, a biologicky odbúrateľná PLA predstavuje úplne nové riešenie na výrobu hotových výrobkov na jedno použitie s krátkou životnosťou. Takáto biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev môže byť vytvorená napríklad vo forme granúl alebo lisovaných platní. Na výrobu granúl a lisovaných platní a na tvarovanie hotových výrobkov z nich vyrobených možno použiť postupy, ktoré sú všeobecne známe v odvetví spracovania plastov. Granule sa môžu vyrábať zmiešaním východiskových materiálov, extrudovaním a následnou granuláciou, pričom hotové výrobky zo získaných granúl sa môžu tvarovať vstrekovaním alebo lisovaním. Okrem toho sa lisované platne môžu vyrábať zmiešaním východiskových materiálov a následným

SK 123-2023 A3 lisovaním zmesi do podoby platní. Z takto získaných lisovaných platní možno známymi spôsobmi vyrezať platne vhodnej veľkosti a tvaru, ktoré možno tvarovať napríklad pomocou vhodného lisovacieho nástroja.

Inými slovami, podstatnou výhodou riešenia podľa predkladaného vynálezu v porovnaní so stolovým riadom obsahujúcim otruby podľa súčasného stavu techniky je, že zatiaľ čo otruby sú rastlinnou časťou s výživovou hodnotou a môžu sa preto použiť napríklad na výrobu pečiva a dokonca aj ako krmivo pre zvieratá, plevy nemajú sekundárne využitie, preto sa v súčasnosti považujú za poľnohospodársky odpad. Preto je výhodnejšie použiť na výrobu tejto suroviny plevy, ktoré sa v súčasnosti považujú za odpad, namiesto otrúb, ktoré sa môžu použiť na iné účely. Výhodou pliev je, že ich možno použiť na výrobu biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa predkladaného vynálezu aj bez rozomieľania/drvenia. Ďalším dôležitým rozdielom medzi biologicky odbúrateľnými nádobami a inými výrobkami podľa predkladaného vynálezu a stolovým riadom a skladovacími nádobami podľa doterajšieho stavu techniky je, že sú lepšie z hľadiska mechanickej pevnosti, lepšie udržiavajú tvar, keď sa v nich nachádzajú sýtené nealkoholické nápoje, jedlé oleje a horúce tekutiny a navyše sa po použití môžu priemyselne kompostovať, a to dokonca aj v domácich podmienkach.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku 1 sú znázornené deformačné krivky maximálnej ohybovej sily (na grafe skrátene: Sila) pred pozorovaným znehodnotením v priebehu ohybových skúšok vykonaných na vzorkách vytvorených v tvare platne vyrobenej z biologicky odbúrateľnej suroviny obsahujúcej pšeničné plevy.

Stručný opis vynálezu

Predmet predkladaného vynálezu sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, ktorá je vhodná na výrobu nádob a iných výrobkov na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov a ktorá obsahuje plevy a PLA.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu je obsah pliev v biologicky odbúrateľnej surovine na báze pliev najmenej 40 hmotn. % vzhľadom na celkovú hmotnosť suroviny.

Podľa výhodného uskutočnenia biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa predkladaného vynálezu obsahuje biologicky odbúrateľná surovina približne 90 hmotn. % pliev, približne 10 hmotn. % PLA a približne 0 - 20 hmotn. % iných prísad. Odborníkovi v tejto oblasti je zrejmé, že obsah pliev, PLA a prísad v biologicky odbúrateľnej surovine na báze pliev predstavuje spolu 100 hmotn. %. Preto je v prípade použitia prídavných látok potrebné použiť menej ako 90 hmotn. % a 10 hmotn. % pliev a/alebo PLA. Optimalizácia týchto pomerov patrí k povinným znalostiam odborníka v tejto oblasti techniky.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia obsahuje biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev 40 - 80 hmotn. % pliev, 20 - 60 hmotn. % PLA a približne 0 - 20 hmotn. % jednej alebo viacerých prídavných látok.

Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa predkladaného vynálezu obsahuje najvýhodnejšie 60 - 70 hmotn. % pliev, 30 - 40 hmotn. % PLA a približne 0 - 20 hmotn. % jednej alebo viacerých prídavných látok.

Predmet predkladaného vynálezu sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, výhodne vo forme granúl alebo lisovaných platní.

Predkladaný vynález sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, v ktorej sa priemerná veľkosť častíc pliev je v rozmedzí od 0,1 do 3,0 mm.

Predkladaný vynález sa týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, pričom hotový výrobok z nej vyrobený má schopnosť zadržiavať vlhkosť najmenej 120 minút v prípade kvapaliny s teplotou 22 °C.

Maximálna ohybová sila hotového výrobku vyrobeného z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa predkladaného vynálezu zaregistrovaná pred jeho znehodnotením je najmenej 400 N.

Predkladaný vynález sa tiež týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, pričom priehyb vzorky hotového výrobku z nej vyrobeného po 1 hodine v prípade kvapaliny s teplotou 22 °C je maximálne 0,7 mm, ak je priemer vzorky hotového výrobku 13,0 cm, jej hĺbka je 1,5 cm a hrúbka steny je 2,0 mm.

Predkladaný vynález sa ďalej týka biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, pričom priehyb vzorky hotového výrobku z nej vyrobeného po 1 hodine v prípade kvapaliny s teplotou 50 °C je maximálne 1,5 mm, ak je priemer vzorky hotového výrobku 13,0 cm, jej hĺbka je 1,5 cm a hrúbka steny je 2,0 mm.

Pri výrobe biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev sa vykonávajú tieto kroky:

a) V prípade potreby sa plevy a PLA pred použitím vysušia na obsah vlhkosti nižší ako 5 hmotn. %.

b) voliteľne sa plevy a PLA zmiešajú s prídavnými látkami.

c) Zmes získaná v kroku b) sa roztaví.

SK 123-2023 A3

d) Tavenina získaná v kroku c) sa extrudovaním transformuje na povrazovitý výrobok a granuluje sa alebo sa lisuje do podoby platní.

Podľa výhodného spôsobu výroby biologicky odbúrateľnej suroviny sa teplota počas extrúzie podľa kroku d) pohybuje v rozmedzí od 170 °C do 190 °C.

Podľa iného výhodného spôsobu výroby biologicky odbúrateľnej suroviny je obsah pliev v povrazovitom výrobku získanom počas extrúzie podľa kroku d) maximálne 60 hmotn. %.

Podľa výhodného spôsobu výroby biologicky odbúrateľnej suroviny je teplota počas lisovania podľa kroku d) približne 190 °C.

Predmet predkladaného vynálezu sa týka aj spôsobu výroby biologicky odbúrateľného hotového výrobku, pri ktorej sa hotový výrobok tvaruje z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev. Tvarovanie sa výhodne vykonáva vstrekovaním alebo lisovaním. Tvarovanie sa najvýhodnejšie vykonáva lisovaním.

Podľa ďalšieho výhodného prevedenia predkladaného vynálezu sa teplota vstrekovania alebo lisovania pohybuje v rozmedzí od 150 do 200 °C, výhodne od 150 do 190 °C, najvýhodnejšie od 150 do 180 °C.

Predmet predkladaného vynálezu sa týka aj použitia suroviny obsahujúcej plevy a PLA na výrobu hotového výrobku.

Podrobný opis vynálezu

Ak nie je uvedené inak, v kontexte tejto špecifikácie sa pod hmotn. % rozumie (hmotnostné %) a v prípade pomerov sa pod ním rozumie hmotnostný pomer jednotlivých zložiek k celkovej hmotnosti suroviny podľa vynálezu.

Ak je v rozsahu tejto špecifikácie uvedená číselná hodnota, rozumie sa tým, že posledná číslica daného čísla udáva presnosť danej hodnoty podľa pravidiel zaokrúhľovania. Inými slovami, napríklad pod 1,5 hmotn. % sa rozumie rozsah 1,45 - 1,54 hmotn. %.

Dôležitou vlastnosťou biologicky odbúrateľných (alebo bio-odbúrateľných) surovín a polymérov (ďalej len „biopolyméry) je, že sa vplyvom mikroorganizmov buď aeróbne, alebo anaeróbne rozkladajú na produkty rozkladu s malou molekulovou hmotnosťou a zanechávajú humus.

Preto sa náš vynález týka biologicky odbúrateľnej suroviny obsahujúcej plevy a PLA, z ktorej sa môžu vyrábať hotové výrobky vhodné na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov, ako sú nádoby a iné výrobky, a ktoré sa biologicky rozkladajú. Ak nie je uvedené inak, biologicky odbúrateľná surovina je vo forme granúl alebo lisovaných platní. Granule sa vyrábajú extrúziou a následnou granuláciou. Po homogenizácii (ktorá môže prebiehať napríklad vo vnútornom zmiešavacom stroji) východiskových materiálov sa lisované platne vyrábajú lisovaním.

Všetok rastlinný odpad vznikajúci v poľnohospodárstve sa považuje za organické vlákno. Keďže ide o veľké množstvo odpadu, ľudia sa snažia využiť veľkú časť z neho, napríklad využitím odpadu z pestovania rastlín ako krmiva pre zvieratá, hnojiva a prostriedku na kultiváciu pôdy, pričom však organické materiály môžu slúžiť aj na energetické účely, napríklad v bioplynových staniciach.

V rozsahu predkladaného vynálezu sa pod plevami rozumejú prílistky pokrývajúce kvietky tvoriace kvetenstvo klasov a metlín podčeľadí lipnicovitých a ryže z čeľade trávovitých, ktorých počet je spravidla 2 až 4. V rozsahu predkladaného vynálezu sa uprednostňujú najmä plevy týchto rastlín: pšenica, tritikale, raž, jačmeň, ovos a ryža. Je potrebné poznamenať, že počas poľnohospodárskeho spracovania sa do pliev môžu primiešať aj iné časti rastlín, ako napríklad kúsky slamy, ale odborníkovi v tomto odvetví je zrejmé, že hlavnou zložkou tohto typu organického vlákna sú i tak plevy a je možné ich takýmto spôsobom použiť na účely predkladaného vynálezu. Treba tiež poznamenať, že plevy sa nesekajú, pretože veľkosť prílistkov pokrývajúcich kvietky, ktoré tvoria samotné kvetenstvo klasov a metlín, umožňuje ich použitie bez sekania.

Tieto plastové výrobky s krátkou životnosťou sa nazývajú jednorazové plastové výrobky, ktoré sa po jednom použití považujú za odpad a ich viacnásobné použitie sa neodporúča vzhľadom na zdravotné a bezpečnostné faktory. V rozsahu predkladaného vynálezu sa pod jednorazovými plastovými výrobkami rozumejú napríklad tieto výrobky: pohár, tanier, príbor, podnos, slamka na pitie, skladovacia nádoba, škatuľa na prepravu potravín, čínska palička a tyčinka na miešanie nápojov.

Pod nádobami a inými výrobkami na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov sa rozumejú predmety, ktoré pri správnom používaní obsahujú povrch, ktorý prichádza do priameho kontaktu s potravinami a/alebo nápojmi, napríklad džbán, pohár, hrnček, šálka, miska, tanier, ich kryt, podnos, príbor (lyžica, nôž, vidlička, naberačka, čínska palička), slamka na pitie, skladovacia nádoba, škatuľa na prepravu potravín, tyčinka na miešanie nápojov a iné.

Recykláciou sa rozumejú všetky činnosti, ktorých cieľom je premeniť trvanlivé, neprírodné hotové výrobky vyrobené človekom, ktoré sa väčšinou stávajú odpadom, na suroviny a vyrobiť druhotné materiály vhodné na opätovné použitie, ktoré umožňujú zníženie spotreby nových surovín, inými slovami, je to obeh materiálov

SK 123-2023 A3 ohľaduplný k životnému prostrediu. V rámci tejto koncepcie rozlišujeme pojmy recyklácia zvyšujúca a znižujúca hodnotu, ktoré vyjadrujú kvalitu recyklovaného materiálu v porovnaní s pôvodným materiálom.

Humus je tmavá zmes, ktorá vzniká z produktov rozkladu rastlinných materiálov (s malým podielom živočíšnych) v pôde a má významnú úlohu pri udržiavaní úrodnosti pôdy, ovplyvňuje jej štruktúru a hospodárenie s vodou, vzduchom a teplom v pôde.

Z geometrického hľadiska pozostávajú plevy pochádzajúce z poľnohospodárskeho odpadu zvyčajne z častíc nepravidelných tvarov. Veľkosť častíc je vlastnosť charakterizujúca kvalitu hotového výrobku. Vhodnú veľkosť častíc možno nastaviť sekaním alebo mletím a potom voliteľným preosievaním. Pod priemernou veľkosťou častíc pliev sa rozumie priemerná hodnota najdlhšieho priemeru charakteristického pre častice. Pod danou priemernou veľkosťou častíc sa rozumie, keď aspoň 90 % častíc pliev podľa vynálezu spadá do rozsahu ±5 % danej priemernej veľkosti častíc.

Vlastnosti charakteristické pre surovinu možno ovplyvniť a optimalizovať pomocou iných prídavných látok, ktoré sa výhodne používajú pri výrobe biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev. V rozsahu predkladaného vynálezu sa pod inými prídavnými látkami rozumejú: PLA modifikovaná anhydridom kyseliny maleínovej (MAPLA), vonné látky a lubrikanty. Lubrikant môže byť napríklad prítomný v biologicky odbúrateľnej surovine na báze pliev v pomere 1 až 3 hmotn. %.

Lubrikanty používané počas spracovania polyméru upravujú jeho tokové vlastnosti a zabraňujú priľnutiu polyméru k povrchu spracovateľského stroja, a tým jeho degradácii.

PLA je biopolymér vyrábaný polymerizáciou kyseliny mliečnej (kyselina 2-hydroxypropánová), ktorý sa používa ako matricová zložka predkladaného vynálezu, napríklad vo forme granúl.

Pod zadržiavaním vlhkosti sa rozumie vlastnosť hotových výrobkov podľa predkladaného vynálezu, ktorá charakterizuje ich odolnosť voči kvapalinám. Testovanie tejto vlastnosti za kontrolovaných podmienok: skúšobná kvapalina sa udržiava na danej teplote; skúma sa akákoľvek deformácia, ku ktorej dôjde na hotovom skúšobnom výrobku počas skladovania skúšobnej kvapaliny. Deformácia sa prejavuje vo forme priehybu, inými slovami, priehyb hotového výrobku sa meria pomocou priehybomeru, stupeň priehybu sa vyjadruje v mm. Skúšobná vzorka hotového výrobku má priemer 13,0 cm, hĺbku 1,5 cm a hrúbku steny 2,0 mm.

Plevy a PLA sa musia vysušiť v prípade spracovania vstrekovaním, ak obsah vlhkosti každej z týchto zložiek nezávisle od seba prekročí 5 hmotn. %, t. j. sušenie sa ukončí, ak obsah vlhkosti klesne pod 5 hmotn. %. Plevy a PLA sa musia vysušiť v prípade spracovania lisovaním, ak obsah vlhkosti každej z týchto zložiek nezávisle od seba prekročí 10 hmotn. %, sušenie sa ukončí, ak sa obsah vlhkosti pliev a PLA pohybuje v rozmedzí od 5 do 10 hmotn. %. V závislosti od obsahu vlhkosti sa plevy sušia pri teplote približne 100 °C. Účelom sušenia pliev je zabrániť vzniku peny počas spracovania, pretože pena môže nepriaznivo ovplyvniť estetickú kvalitu, použiteľnosť a trvanlivosť hotového výrobku vyrobeného z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev. Obsah vlhkosti v PLA zvyčajne klesne pod 5 hmotn. % po 4 hodinách sušenia pri teplote 105 °C.

Jedným z najčastejších spôsobov priemyselnej výroby granúl je extrúzia, čo je nepretržitý proces homogenizácie a tavenia východiskových materiálov. Prakticky nekonečne dlhý výrobok sa do prepraviteľnej alebo konečnej úžitkovej podoby dostáva rezaním alebo sekaním. Východiskovým materiálom procesu je zvyčajne počiatočný materiál vo forme/veľkosti granúl, ktorý sa roztaví, tavenina sa potom prepravuje a na konci procesu sa tavenina odoberá do tvarovacieho nástroja. Preto v súlade so všeobecným mechanizmom činnosti extrudérov prechádzajú suroviny cez plastifikačnú, homogenizačnú a kompresnú zónu. Konečným produktom extrúzie býva často povrazovitý výrobok, ktorý sa naseká pomocou valca s rotačným nožom, t. j. granuluje sa. Medzi typy lubrikantov často používaných pri granulácii patria kovové mydlá, mastné kyseliny a ich estery, amidové vosky, uhľovodíkové vosky a esterové vosky.

Ďalším výhodným spôsobom výroby suroviny podľa vynálezu je lisovanie. Zariadením na homogenizáciu termoplastických materiálov je konvenčne ovládaný vnútorný zmiešavací stroj. Dvojica ohrievateľných a chladiteľných valcov sa otáča oproti sebe vo vnútornom zmiešavacom stroji s mierne odlišnými rýchlosťami otáčania (napr. +10 %) [Czvikovszky, T., Nagy, P., Gaál, J., A polimertechnika alapjai [The basics of polymer technology], 2007, section 6.2]. Na modelovanie vnútorného zmiešavacieho stroja sa používajú hnetacie stroje, ktoré sú vhodné na modelovanie polopriemyselnej výroby. Hnetacie komory majú zvyčajne objem vhodný na uloženie 30 - 300 g, môžu byť vyhrievané a sú vhodné na meranie energie potrebnej na pohon hnetacích prvkov, ktoré sa otáčajú oproti sebe. Materiál homogenizovaný v hnetacej komore sa potom lisuje, čím sa môžu získať platne menších rozmerov.

Maximálnou ohybovou silou zaznamenanou pred znehodnotením počas skúšky ohybom hotového výrobku sa rozumie maximálna ohybová sila nameraná počas skúšky ohybom, ktorú je skúšobná vzorka ešte schopná vydržať, jej hodnota sa vyjadruje v newtonoch (N). Počas uvedenej skúšky sa zaznamená deformácia skúšobnej vzorky vyjadrená v mm. Ako je to obvyklé v prípade ťahových skúšobných strojov, skúška ohybom sa vykonáva pri konštantnej rýchlosti excitácie, v tomto prípade bola rýchlosť ohybu 2 mm za minútu. V tomto

SK 123-2023 A3 zmysle sa pod znehodnotením rozumie, keď hotový výrobok počas skúšky ohybom utrpí nezvratnú zmenu, ako je zlomenie, trvalá deformácia atď. Pod časovým okamihom pred znehodnotením sa rozumie posledný časový okamih počas skúšky ohybom, keď hotový výrobok ešte neutrpel nezvratnú zmenu.

Spôsoby dávkovania, ktoré sa zvyčajne používajú na tvarovanie biologicky odbúrateľného hotového výrobku podľa predkladaného vynálezu, sú vstrekovanie a lisovanie, pričom teplota používaná počas týchto procesov v prípade predkladaného vynálezu je 150 až 200 °C. Počas vstrekovania sa z biologicky odbúrateľnej suroviny v plastifikačnej časti prístroja vytvorí tavenina, ktorú vstrekovacia jednotka dopraví do nástroja. Po úplnom naplnení nástroja sa spustí dotláčanie, počas ktorého sa do nástroja vstrekuje ďalší materiál, ktorý pôsobí proti zmršťovaniu. Po skončení chladenia sa nástroj otvorí a hotový výrobok sa z neho môže vybrať, potom sa cyklus začne znova [Pukánszky, B., Móczó, J., Múanyagok [Plastics] (University study material), Typotex; 2011, 126-127].

Počas lisovania sa vopred homogenizovaná východisková zmes roztaví v lisovacom stroji, tavenina sa v uzavretom nástroji vplyvom pôsobiaceho tlaku stlačí do požadovaného tvaru a potom sa chladením uzavretého nástroja zafixuje tvar hotového výrobku. Po otvorení nástroja sa obrobok zdvihne von.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V rozsahu predkladaného vynálezu je podrobne opísaná biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev vyrobená extrúziou alebo pomocou vnútorného zmiešavacieho stroja. V kontexte myšlienky vynálezu sa však z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev môžu vyrábať aj viaceré hotové výrobky na báze pliev. Preto je odborníkovi v danej oblasti zrejmé, že vynález sa vzťahuje aj na akýkoľvek hotový výrobok vyrobený zo surovín tvoriacich predmet predkladaného vynálezu.

Príklad 1: Výroba biologicky odbúrateľných granúl extrúziou z pliev pochádzajúcich z pšenice (ďalej len „pšeničné plevy“)

Pri výrobe biologicky odbúrateľných granúl na báze pšeničných pliev podľa vynálezu sa vykonávajú tieto kroky:

a) V závislosti od obsahu vlhkosti sa pšeničné plevy sušia pri teplote približne 100 °C po dobu potrebnú na odstránenie nepotrebnej vlhkosti. Účelom sušenia pšeničných pliev je zabrániť akémukoľvek peneniu počas spracovania, pretože penenie môže nepriaznivo ovplyvniť estetickú kvalitu, použiteľnosť a trvanlivosť konečného výrobku vyrobeného z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pšeničných pliev. Pred použitím sa PLA (Ingeo 4032D, NatureWorks) suší pri teplote 105 °C počas 4 hodín.

b) Pšeničné plevy a PLA na výrobu počiatočných granúl sa dávkujú do násypky upraveného Brabenderovho dvojšnekového extrudéra typu DSK 42/7 (priemer skrutky 42 mm, pomer L/D 7, pričom pomer L/D je miera slúžiaca na charakterizovanie dĺžky skrutky, kde L je celková dĺžka skrutky a D je vnútorný priemer skrutky extrudéra) a miešajú sa, rýchlosť otáčania skrutky je 40 1/min.

c) Počiatočné granule obsahujúce pšeničné plevy a PLA sa pri teplote 170 až 185 °C roztavia.

d) Ako nástroj sa používa povraz s kruhovým prierezom (jeho teplota je 190 °C), ktorý bol doplnený centralizačným plášťom (1 mm hrubá platňa s kruhovou základňou a zariadenie zabezpečujúce výstup povrazovitého výrobku).

e) Granule vyrobené v kroku d) sa tvarujú.

Uvedený krok b) sa môže vykonať aj v dvojšnekovom extrudéri Labtech Scientific LTE26, v prípade ktorého sa použije šnek s priemerom 26 mm a pomerom L/D 46, pričom toto zariadenie je vybavené modulárnym šnekom, vákuovým odplyňovačom, bočným podávačom a gravimetrickým podávačom.

Množstvá použité počas extrúzie sú uvedené v tabuľke 1.

Číslo vzorky	PLA	Pšeničné plevy
hmotnosť (g)	hmotn. % (%)	hmotnosť (g)	hmotn. % (%)
1.	22,37	40,00	33,55	60,00
2.	11,11	20,00	44,45	80,00

Tabuľka 1: Hmotnosti a pomery PLA a pšeničných pliev použité pri extrúzii

Príklad 2: Výroba biologicky odbúrateľných lisovaných platní pomocou vnútorného zmiešavacieho stroja z pliev pochádzajúcich z ryže (ďalej len „ryžové plevy“)

SK 123-2023 A3

Pri výrobe biologicky odbúrateľných lisovaných platní podľa vynálezu sa vykonávajú nasledujúce kroky:

a) V závislosti od obsahu vlhkosti sa ryžové plevy sušia pri teplote približne 100 °C po dobu potrebnú na odstránenie nepotrebnej vlhkosti, pred použitím sa PLA (Ingeo 4032D, NatureWorks) suší pri teplote 105 °C po dobu 4 hodín.

b) Ryžové plevy a PLA na výrobu počiatočných lisovaných platní sa privádzajú do vnútorného zmiešavacieho stroja Brabender W50 EHT a miešajú sa, pričom rýchlosť otáčania je 40 l/min.

c) Zmes obsahujúca ryžové plevy a PLA sa roztaví pri teplote 180 °C.

d) Zo zmesi homogenizovanej vo vnútornom zmiešavacom stroji sa pri teplote 180 °C pomocou lisu Fontinje vylisujú platne.

e) Platne vyrobené v kroku d) sa tvarujú.

Podľa našich skúseností je pri výrobe lisovaných platní s obsahom pliev vyšším ako 60 hmotn. % výhodnejšie použiť vnútorný zmiešavací stroj z dôvodu predĺženia času prítomnosti.

Množstvá použité pri homogenizácii vnútorným zmiešavacím strojom sú uvedené v tabuľke 2.

Číslo vzorky	PLA	Ryžové plevy
hmotnosť (g)	hmotn. % (%)	hmotnosť (g)	hmotn. % (%)
1.	33,77	60,00	22,52	40,00
2.	28,05	50,00	28,05	50,00
3.	22,37	40,00	33,55	60,00
4.	16,72	30,00	39,02	70,00
5.	11,11	20,00	44,45	80,00

Tabuľka 2: Hmotnosti a pomery PLA a ryžových pliev použité pri spracovaní vo vnútornom zmiešavacom stroji

Príklad 3: Testy vykonané na skúšobných vzorkách vytvarovaných z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev

Skúšky vykonané na skúšobných vzorkách v tvare platne sú zhrnuté v tabuľke 3:

Sériové číslo testu	Typ testu	Čas (minúty)	Deformácia (priehyb, mm)
1.	Skúška taniera naplneného kolou s teplotou 22 °C	5 minút	0 mm
20 minút	0 mm
60 minút	0 mm
90 minút	0 mm
120 minút	0 mm
2.	Skúška platne naplnenej slnečnicovým olejom s teplotou 22 °C	5 minút	0 mm
20 minút	0 mm
60 minút	0 mm
90 minút	0 mm
120 minút	0 mm
3.	Skúška platne naplnenej vodou s teplotou 50 °C	5 minút	0 mm
20 minút	0,03 mm
60 minút	0,08 mm
90 minút	0,13 mm
120 minút	0,17 mm
4.	Maximálna ohybová sila a deformácia zaznamenaná počas skúšky ohybom	—	430 - 620 N 1,8 - 4,0 mm

SK 123-2023 A3

Tabuľka 3: sumarizuje merania vykonané na biologicky odbúrateľných platniach

V tabuľke 3 je uvedená schopnosť biologicky odbúrateľných platní zadržiavať vlhkosť pri testoch so sériovými číslami 1 až 3 vzhľadom na kvapaliny s rôznou polaritou, pH a teplotou.

Parametre testovaných platní:

- priemer: 13,0 cm

- hĺbka: 1,5 cm

- hrúbka steny: 2,0 mm

- zloženie suroviny použitej na výrobu platní: 70 hmotn. % pšeničných pliev a 30 hmotn. % PLA, surovina bola lisovaním vytvarovaná na hotové výrobky.

Postup testovania: na základne testovaných platní sa pripevnil priehybomer a v určitých časových intervaloch (po 5, 20, 60, 90 a 120 minútach) sa z neho odčítala hodnota priehybu na základni platne. Hodnoty teploty stanovené pre testy sa počas testov udržiavali konštantné.

Výsledky testov 1 až 3:

Test 1: po 2 hodinách sa na platniach naplnených kyslou kolou nezaznamenala žiadna deformácia. Pevnosť platne sa merateľne nezmenila.

Test 2: po 2 hodinách sa na platniach naplnených apolárnym slnečnicovým jedlým olejom nezaznamenala žiadna deformácia. Pevnosť platne sa merateľne nezmenila.

Test 3: na platniach naplnených horúcou vodou s teplotou 50 °C sa s postupujúcim časom pozorovalo nepretržité rozťahovanie v dôsledku tepelného zaťaženia. Po odstránení tepelného zaťaženia (na konci testu, po 120 minútach) sa proces rozťahovania zastavil a obnovila sa pôvodná pevnosť. Možno povedať, že rozsah roztiahnutia je mierny, a preto nemá žiadny vplyv na správne používanie platne.

Test dvojbodovým ohybom (test 4):

Test ohybom sa vykonal na skúšobných vzorkách v tvare platní, pričom meranie sa uskutočnilo na univerzálnom testovacom stroji ISTON 5566, rýchlosť ohybu bola 2 mm/min. Krivka maximálnej ohybovej sily - krivka deformácie týkajúca sa platní z pliev a PLA zaznamenaná pred znehodnotením je znázornená na obrázku 1. Z obrázka 1 možno usudzovať, že tuhosť materiálu, t. j. odolnosť platní voči deformácii, sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom pliev, čo sa prejavuje čoraz strmším priebehom kriviek. Maximálna ohybová sila pred znehodnotením hotového výrobku presahuje 400 N a pred znehodnotením zniesli deformáciu v rozsahu minimálne 1,8 mm. Extrudovaných 60 % na obrázku 1 znamená, že skúšobná vzorka na báze biologicky odbúrateľných pliev bola vyrobená z granúl na báze biologicky odbúrateľných pliev obsahujúcich 60 hmotn. % pliev, pričom tieto granule boli vyrobené extrudovaním. Ostatné krivky zobrazené na obrázku 1 sa týkajú skúšobných vzoriek vyrobených z lisovaných platní na báze pliev, pričom % zloženia sa vzťahujú na hmotn. % obsahu pliev.

Tvarovanie uvedené v príkladoch 1 až 3 sa môže uskutočniť vstrekovaním, extrúziou alebo lisovaním.

Na vstrekovanie pri teplote 150 až 180 °C sa použil elektrický vstrekovací stroj typu Demag IntElect 50/330-100, ktorý má maximálny vstrekovací tlak 2 000 barov, maximálnu vstrekovaciu kapacitu 51 cm³ a vzdialenosť medzi stĺpmi 32 x 32 cm.

Na lisovanie sa použil vyhrievaný lis Fontune SRA 100 s napätím 380 V a výkonom 3 000 W pri pracovnej teplote 150 až 180 °C. Z homogenizovanej zmesi sa lisovali hotové výrobky v tvare platní. Napriek tomu je odborníkovi v danej oblasti zrejmé, že na tvarovanie hotových výrobkov môžu byť vhodné aj iné typy vstrekovacích strojov a lisov.

Biologicky odbúrateľnú surovinu na báze pliev vyrobenú vyššie uvedenými spôsobmi a hotové výrobky z nej vyrobené je výhodné skladovať v prostredí bez vlhkosti.

Okrem toho sa biologicky odbúrateľné hotové výrobky na báze pliev podľa vynálezu môžu výhodne biologicky kompostovať pri teplote 60 až 80 °C, rozkladajú sa však aj v domácich kompostoch. Po zbere je z nich možné vyrábať aj druhotné produkty, ktoré nie sú vhodné na uchovávanie potravín.

Claims

1. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev, ktorá je vhodná na výrobu nádob a iných výrobkov na uchovávanie a prepravu potravín a nápojov, vyznačujúca sa tým, že uvedená surovina obsahuje plevy a PLA.

2. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že obsah pliev je najmenej 40 hmotn. % vzhľadom na celkovú hmotnosť suroviny.

3. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že obsahuje 90 hmotn. % pliev, 10 hmotn. % PLA a 0 - 20 hmotn. % iných prídavných látok, pričom tieto zložky tvoria spolu 100 hmotn. %.

4. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 2, vyznačujúca sa tým, že obsahuje 40 - 80 hmotn. % pliev, 20 - 60 hmotn. % PLA a 0 - 20 hmotn. % jednej alebo viacerých prídavných látok.

5. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 2 alebo 4, vyznačujúca sa tým, že najvýhodnejšie obsahuje 60 - 70 hmotn. % pliev, 30 - 40 hmotn. %

PLA a 0 - 20 hmotn. % jednej alebo viacerých prídavných látok.

6. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až5, vyznačujúca sa tým, že je vo forme granúl alebo lisovaných platní.

7. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až6, vyznačujúca sa tým, že priemerná veľkosť častíc pliev je v rozmedzí od 0,1 do 3,0 mm.

8. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až7, vyznačujúca sa tým, že hotový výrobok z nej vyrobený má schopnosť zadržiavať vlhkosť najmenej 120 minút v prípade kvapaliny s teplotou 22 °C.

9. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúca sa tým, že maximálna ohybová sila hotového výrobku z nej vyrobeného zaregistrovaná pred jeho znehodnotením je najmenej 400 N.

10. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúca sa tým, že priehyb vzorky hotového výrobku z nej vyrobeného po 1 hodine v prípade kvapaliny s teplotou 22 °C je maximálne 0,7 mm, pričom priemer vzorky hotového výrobku je 13,0 cm, jej hĺbka je 1,5 cm a hrúbka steny je 2,0 mm.

11. Biologicky odbúrateľná surovina na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúca sa tým, že priehyb vzorky hotového výrobku z nej vyrobeného po 1 hodine v prípade kvapaliny s teplotou 50 °C je maximálne 1,5 mm, pričom priemer skúšobného hotového výrobku je 13,0 cm, jeho hĺbka je 1,5 cm a hrúbka steny je 2,0 mm.

12. Spôsob výroby biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev, vyznačujúci sa tým, že sa vykonajú nasledujúce kroky: a) v prípade potreby sa plevy a PLA pred použitím vysušia na obsah vlhkosti nižší ako 5 hmotn. %; b) plevy a PLA sa voliteľne zmiešajú s prídavnými látkami; c) zmes získaná v kroku b) sa roztaví; d) tavenina získaná v kroku c) sa extrudovaním transformuje na povrazovitý výrobok a granuluje sa alebo sa lisuje do podoby platní.

13. Spôsob výroby biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že teplota počas extrúzie podľa kroku d) je v rozmedzí od 170 °C do 190 °C.

14. Spôsob výroby biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 13, vyznačujúci sa tým, že obsah pliev v povrazovitom výrobku získanom počas extrúzie podľa kroku d) je maximálne 60 hmotn. %.

15. Spôsob výroby biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev podľa nároku 12, v y z n a č u j ú c i sa tým, že teplota počas lisovania podľa kroku d) je 190 °C.

16. Spôsob výroby biologicky odbúrateľného hotového výrobku na báze pliev z biologicky odbúrateľnej suroviny na báze pliev vyrobenej spôsobom podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 15, v y z n a č u j ú c i sa tým, že surovina sa tvaruje, pričom tvarovanie sa výhodne vykonáva vstrekovaním alebo lisovaním; výhodnejšie sa tvarovanie vykonáva lisovaním.

17. Spôsob výroby biologicky odbúrateľného hotového výrobku podľa nároku 16, v y z n a č u j ú c i sa tým, že teplota vstrekovania alebo lisovania je v rozmedzí od 150 do 200 °C, výhodnejšie od 150 do 190 °C, najvýhodnejšie od 150 do 180 °C.

18. Použitie suroviny obsahujúcej plevy a PLA podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11 na výrobu hotového výrobku.