PL226904B1 - Sposób wytwarzania opakowan zpolipropylenu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania opakowań z polipropylenu, w szczególności opakowań wymagających zachowania wysokiego stopnia czystości, takich jak opakowania na żywność, czy opakowania stosowane w zakładach opieki zdrowotnej.

Opakowania na żywność, czy opakowania stosowane w zakładach opieki zdrowotnej (przykładowo, opakowania do przechowywania leków lub przyrządów lekarskich) powinny być utrzymywane w dużej czystości, lecz produkty w nich przechowywane są środowiskiem bakteriotwórczym. Opakowania tego typu wytwarza się zwykle w procesie wtryskiwania, to znaczy formowania tworzyw sztucznych przeprowadzanym za pomocą wtryskarki, polegającym na tym, że granulat polipropylenowy topi się i wtryskuje się go pod dużym ciśnieniem do formy, w której tworzywo zastyga przybierając kształt nadany przez formę. Znane są preparaty powłokotwórcze oparte na nanocząsteczkach metali, zwykle srebra, którymi pokrywa się wewnętrzną stronę opakowań. Wadą takiego rozwiązania jest jednak trudność w pokryciu całej powierzchni opakowania o skomplikowanym kształcie wewnętrznym. Co więcej, opakowania pokryte powierzchniową warstwą bakteriobójczą, przy częstym użytkowaniu, dość szybko tracą swoje właściwości bakteriobójcze w wyniku wymycia lub wytarcia warstwy powierzchniowej. Korzystniejszym byłoby zaimplantowanie nanocząstek do całej objętości opakowania tak, aby nawet po jego wielokrotnym myciu czy po zarysowaniu cała powierzchnia opakowania zachowywała swoje właściwości antybakteryjne. Typowym rozwiązaniem w tym celu mogłoby być dodawanie nanocząstek w formie proszku lub roztworu do surowego granulatu tuż przed jego stopieniem. Rozwiązanie takie wymagałoby jednak dokładnego dozowania nanocząstek i odpowiedniego mieszania.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania opakowań z polipropylenu ze środkiem bakteriobójczym opartym o nanocząsteczki metali, który zapewni dokładne rozłożenie tego środka w całej masie opakowania zapewniając tym samym opakowaniu długotrwałe właściwości bakteriobójcze, a jednocześnie nie wprowadzi znacznych komplikacji do procesu wytwarzania tego typu opakowań.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania opakowań z polipropylenu z surowca w postaci granulatu polipropylenowego w procesie formowania wtryskowego, charakteryzujący się tym, że formowaniu wtryskowemu poddaje się mieszaninę granulatu polipropylenowego zawierającą granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji od 1:10 do 1:20, przy czym granulat uszlachetniony przygotowuje się w ten sposób, że do surowego granulatu polipropylenowego implantuje się nanocząstki srebra w ten sposób, że surowy granulat polipropylenowy poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania granulatu koloidalnym roztworem zawierającym niepolarny związek z grupy alkanów o temperaturze wrzenia poniżej 75°C: od 97% do 98,9% wagowo; modyfikator rozpływności w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo; środek odpowietrzający w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo; środek zwilżający w ilości od 0,1% do 1,0% wagowo; nanocząstki srebra o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50000 ppm wagowo oraz suszenia powleczonego roztworem granulatu w temperaturze poniżej 75°C aż do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w granulacie na poziomie od 100 ppm do 500 ppm wagowo.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na uzyskanie opakowań z polipropylenu, w których w całej objętości masy rozmieszczone są równomiernie nanocząsteczki srebra, trwale nadające opakowaniom właściwości bakteriobójcze, przy czym sposób nie wprowadza dodatkowych komplikacji do samego procesu formowania wtryskowego, a tym samym może być łatwo dostosowany do znanych instalacji formowania wtryskowego. Ponadto, w opakowaniach uzyskanych sposobem według wynalazku nie występuje migracja nanocząstek srebra poza obszar polimeru, gdyż są one trwale związane z materiałem polimeru opakowania. Ułatwione jest utrzymanie czystości w tych opakowaniach, gdyż zawarte w ich ściankach nanocząstki srebra spowalniają rozwój lub nawet redukują zanieczyszczenia bakteriologiczne na ściankach opakowania.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony za pomocą przykładu wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat linii technologicznej do prowadzenia sposobu według wynalazku.

Opakowania z polipropylenu według wynalazku wykonywane są z mieszanki granulatu surowego oraz granulatu uszlachetnionego. Surowym granulatem jest granulat polipropylenowy, pobierany ze zbiornika 101. Surowy granulat jest podawany do mieszalnika 103, w którym miesza się go z koloidalnym roztworem nanosrebra 102 w celu pokrycia jego powierzchni roztworem. Powleczony granulat przenosi się do suszarni 104, w której w temperaturze nie przekraczającej 75°C odparowuje się ciecz, pozostawiając na powierzchni granulatu implantowane nanocząstki srebra. Proces powlekania i suszenia powtarza się tyle razy, aby uzyskać na powierzchni granulatu pożądane stężenie nanocząstek srebra, w zakresie od 100 ppm do 500 ppm.

PL 226 904 B1

Stwierdzono, że jako roztwór koloidalny do implantacji nanocząstek srebra na powierzchnię granulatu polipropylenowego szczególnie dobrze nadaje się koloid zawierający:

- niepolarny związek z grupy alkanów o temperaturze wrzenia poniżej 75°C: od 97% do 98,9% wagowo;

- modyfikator rozpływności w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo;

- środek odpowietrzający w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo;

- środek zwilżający w ilości od 0,1 % do 1,0% wagowo;

- nanocząstki srebra o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50000 ppm wagowo.

Niepolarny związek z grupy alkanów ułatwia parowanie koloidu na etapie suszenia. Stosować można przykładowo pentan. Modyfikator rozpływności utrudnia tworzenie się kropli, a tym samym ułatwia odparowanie rozpuszczalnika. Stosować można przykładowo preparat Triton X firmy Union Carbide. Środek odpowietrzający również przyspiesza parowanie. Stosować można przykładowo preparat BYK A555 firmy BYK. Środek zwilżający powoduje zwiększenie płynności mieszanki. Stosować można przykładowo preparat BYK A909 firmy BYK. Uszlachetniony granulat, na który zaimplantowano odpowiednią ilość nanocząstek srebra magazynuje się w zbiorniku 105. Granulat surowy ze zbiornika 101 i granulat uszlachetniony ze zbiornika 105 podaje się następnie do mieszalnika 106, w proporcjach odpowiednio od 1:10 do 1:20. Proporcje dobiera się w zależności od zawartości nanosrebra w granulacie uszlachetnionym, tak aby uzyskać stężenie nanosrebra w produkcie końcowym na poziomie od 5 ppm do 50 ppm. Proporcje dobiera się również w zależności od kształtu wytwarzanego elementu - dla kształtów skomplikowanych, o wielu zakamarkach, korzystniej jest dobrać większą ilość granulatu uszlachetnionego o mniejszej zawartości cząstek nanosrebra, tak aby zapewnić obecność cząstek nanosrebra w każdym zakamarku. Z kolei dla kształtów o płaskich, dużych powierzchniach, stosować można mniejszą ilość granulatu uszlachetnionego o większym stężeniu. Mieszankę granulatu podaje się następnie do wtryskarki 107 elementów, w której stopiona mieszanka granulatu jest wprowadzana pod wysokim ciśnieniem do formy i przyjmuje kształt formy.

P r z y k ł a d 1

Ze zbiornika surowego granulatu 101 pobrano 100 kg granulatu polipropylenowego, który wsypano do zbiornika mieszającego 103 z roztworem koloidalnym według wynalazku. Granulat pokryty preparatem przemieszczano do komory suszarni 104, w której panowała temperatura 70°C do całkowitego osuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 600 g preparatu, co odpowiada implantacji 30 g nanocząstek srebra w 100 kg granulatu, a więc uzyskaniu stężenia 300 ppm. Następnie, do mieszalnika 106 podano granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji 1:10, uzyskując mieszankę granulatu o stężeniu 30 ppm, z której na stanowiskach formowania formowano opakowania wielokrotnego użytku do przechowywania żywności oraz okrągłe pokrywki do nich. Opakowania tego typu powinny zawierać nanocząstki srebra, zarówno w podstawie, ściankach bocznych, jak i pokrywce, aby zapewnić wysoki poziom ochrony antybakteryjnej.

P r z y k ł a d 2

Ze zbiornika surowego granulatu 101 pobrano 100 kg granulatu polipropylenowego, który wsypano do zbiornika mieszającego 103 z roztworem koloidalnym według wynalazku. Granulat pokryty preparatem przemieszczano do komory suszarni 104, w której panowała temperatura 70°C do całkowitego osuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 400 g preparatu, co odpowiada implantacji 20 g nanocząstek srebra w 100 kg granulatu, a więc uzyskaniu stężenia 200 ppm. Następnie, do mieszalnika 106 podano granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji 1:10, uzyskując mieszankę granulatu o stężeniu 20 ppm, z której na stanowiskach formowania formowano pokrywki do opakowań jednorazowych do żywności. Jednocześnie z granulatu surowego wytworzono sarno opakowanie w postaci kubełka. W przypadku opakowań jednorazowych do żywności pakowanej u producenta, zachowanie podwyższonego poziomu ochrony antybakteryjnej jest istotne głównie dla pokrywki, którą użytkownik może kilkakrotnie zdejmować z opakowania i odkładać miejsca nie sterylne.

P r z y k ł a d 3

Ze zbiornika surowego granulatu 101 pobrano 100 kg granulatu polipropylenowego, który wsypano do zbiornika mieszającego 103 z roztworem koloidalnym według wynalazku. Granulat pokryty preparatem przemieszczano do komory suszarni 104, w której panowała temperatura 65°C do całkowitego osuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 200 g preparatu, co odpowiada implantacji 10 g nanocząstek srebra w 100 kg granulatu, a więc uzyskaniu stężenia 200 ppm. Następnie, do mieszalnika 106 podano granulat uszlachetniony i granulat surowy

PL 226 904 B1 w proporcji 1:20, uzyskując mieszankę granulatu o stężeniu 10 ppm, z której na stanowiskach formowania formowano sześcienne koszyczki o otwartej górnej ściance. Koszyczki tego typu mogą być wykorzystywane przykładowo w zakładach opieki zdrowotnej do przechowywania różnego typu produktów, przykładowo opakowań z lekami, a obecność nanocząstek srebra w ściankach bocznych ogranicza rozwój bakterii z otoczenia na ściankach bocznych koszyczka.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób wytwarzania opakowań z polipropylenu z surowca w postaci granulatu polipropylenowego w procesie formowania wtryskowego, znamienny tym, że formowaniu wtryskowemu poddaje się mieszaninę granulatu polipropylenowego zawierającą granulat uszlachetniony i granulat surowy w proporcji od 1:10 do 1:20, przy czym granulat uszlachetniony przygotowuje się w ten sposób, że do surowego granulatu polipropylenowego implantuje się nanocząstki srebra w ten sposób, że surowy granulat polipropylenowy poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania granulatu koloidalnym roztworem zawierającym:

   - niepolarny związek z grupy alkanów o temperaturze wrzenia poniżej 75°C: od 97% do 98,9% wagowo;

   - modyfikator rozpływności w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo;

   - środek odpowietrzający w ilości od 0,5% do 1,0% wagowo;

   - środek zwilżający w ilości od 0,1 % do 1,0% wagowo;

   - nanocząstki srebra o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50000 ppm wagowo oraz suszenia powleczonego roztworem granulatu w temperaturze poniżej 75°C aż do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w granulacie na poziomie od 100 ppm do 500 ppm wagowo.