BR112017010469B1

BR112017010469B1 - Métodos para fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso

Info

Publication number: BR112017010469B1
Application number: BR112017010469-5A
Authority: BR
Inventors: Thomas R. Clark
Original assignee: Aladdin Manufacturing Corporation
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2022-03-15
Also published as: AU2015350080B2; EA201791091A1; AU2015350080A1; KR101829219B1; AU2018200762A1; EP3221119A1; CN107206656A; CA2968226C; EP3456502B1; PL3456502T3; KR20170066662A; EP3501785B1; MX2017005362A; EA038369B1; EP3221119B1; EP3456502A1; PL3221119T3; BR112017010469A2; ES2832738T3; EP3221119A4

Abstract

SISTEMAS E MÉTODOS PARA FABRICAÇAO DE FILAMENTO DE CARPETE CONTÍNUO VOLUMOSO Método de fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso que, em várias modalidades, compreende: (A) moer garrafas de PET recicladas em um grupo de flocos; (B) lavar os flocos; (C) identificar e remover impurezas, incluindo flocos impuros, do grupo de flocos; (D) passar o grupo de flocos através de uma extrusora de área de superfície expandida enquanto se mantém uma pressão dentro da extrusora de área de superfície expandida abaixo de cerca de 25 milibares (2500 Pa) ; (E) passar o polímero fundido resultante através de pelo menos um filtro com uma taxa de mícron inferior a cerca de 50 micra; e (F) formar o polímero reciclado em um filamento de carpete contínuo volumoso que consiste essencialmente de PET reciclado.

Description

FUNDAMENTOS

[1] Porque polímero de PET virgem puro é mais caro do que o polímero de PET reciclado e devido aos benefícios ambientais associados ao uso de polímero reciclado, seria desejável ser capaz de produzir um filamento de carpete contínuo volumoso a partir de polímero de PET 100% reciclado (por exemplo, polímero de PET de garrafas de PET pós-consumo).

SUMÁRIO

[2] Um método para fabricar um filamento de carpete contínuo volumoso, de acordo com várias modalidades, compreende: (A) fornecer uma primeira extrusora compreendendo uma primeira entrada de extrusora, uma primeira saída de extrusora e um sistema de regulação de pressão que é adaptado para manter uma pressão dentro da primeira extrusora abaixo de cerca de 18 milibares (1800 Pa); (B) utilizar o sistema de regulação de pressão para reduzir uma pressão dentro da primeira extrusora abaixo de cerca de 18 milibares (1800 Pa); (C) enquanto se mantém a pressão no interior da primeira extrusora abaixo de cerca de 18 milibares (1800 Pa), passar uma pluralidade de flocos de PET reciclado através da primeira extrusora através da primeira entrada de extrusora para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos em um polímero fundido; (D) fornecer pelo menos uma máquina de fiação compreendendo pelo menos uma entrada de máquina de fiação, em que pelo menos uma entrada de máquina de fiação é substancialmente acoplada diretamente à primeira saída de extrusora; (E) após o passo de passagem do polímero fundido através da primeira extrusora, formar substancialmente imediatamente o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso utilizando a pelo menos uma máquina de fiação.

[3] Um processo de fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso, de acordo com várias modalidades: (A) fornecer uma extrusora de área de superfície expandida, em que a extrusora de área de superfície expandida define uma entrada de extrusora de área de superfície expandida e uma saída de extrusora de área de superfície expandida; (B) fornecer um sistema de regulação de pressão configurado para reduzir uma pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida abaixo de cerca de 12 milibares (1200 Pa); (C) fornecer uma máquina de fiação que define uma entrada de máquina de fiação, em que a entrada de máquina de fiação é operativamente acoplada à saída de extrusora de área de superfície expandida; (D) utilizar o sistema de regulação de pressão para reduzir a pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida abaixo de cerca de 12 milibares (1200 Pa); (E) passar uma pluralidade de flocos consistindo essencialmente de flocos de PET através da extrusora de área de superfície expandida através da entrada de extrusora de área de superfície expandida para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos para formar um polímero fundido; e (F) substancialmente imediatamente depois de passar a pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida, utilizar a máquina de fiação para formar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso.

[4] Um método de fabricação de filamento de carpete, em modalidades particulares, compreende os passos de: (A) moer uma pluralidade de garrafas de PET recicladas em um grupo de flocos de polímero; (B) lavar o grupo de flocos de polímero para remover pelo menos uma porção de um ou mais contaminantes de uma superfície dos flocos, o grupo de flocos compreendendo uma primeira pluralidade de flocos consistindo essencialmente de PET e uma segunda pluralidade de flocos que não consistem essencialmente de PET; (C) após o passo de lavagem da primeira pluralidade de flocos: (i) varrer o grupo lavado de flocos para identificar a segunda pluralidade de flocos e (ii) separar a segunda pluralidade de flocos da primeira pluralidade de flocos; (D) fornecer uma extrusora de área de superfície expandida tendo uma entrada de extrusora e uma saída de extrusora; (E) fornecer um sistema de regulação de pressão configurado para reduzir uma pressão dentro da extrusora de área de superfície expandida entre cerca de 0 milibares e cerca de 5 milibares (500 Pa); (F) fornecer uma máquina de fiação tendo uma entrada de máquina de fiação, em que a entrada de máquina de fiação é acoplada diretamente à saída de extrusora; (G) utilizar o sistema de regulação de pressão para reduzir a pressão dentro da extrusora de área de superfície expandida entre cerca de 0 milibares e cerca de 5 milibares (500 Pa); (H) enquanto se mantém a pressão dentro da extrusora de área de superfície expandida entre cerca de 0 milibares e cerca de 5 milibares (500 Pa), passar a segunda pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida através da primeira entrada; (I) fundir a segunda pluralidade de flocos utilizando a extrusora de área de superfície expandida para produzir um polímero fundido; e (J) substancialmente imediatamente depois de passar a segunda pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida, fiar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso utilizando a máquina de fiação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[5] Tendo descritas várias modalidades em termos gerais, será agora feita referência aos desenhos anexos, que não estão necessariamente desenhados em escala, e em que: A Figura 1 ilustra um fluxo de processo, de acordo com uma modalidade particular, para a fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso. A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma extrusora de MRS que é adequada para utilização no processo da Figura 1. A Figura 3 é uma vista de seção transversal de uma seção de MRS exemplar da extrusora de MRS da Figura 2. A Figura 4 ilustra um fluxo de processo representando o fluxo de polímero através de uma extrusora de MRS e sistema de filtração de acordo com uma modalidade particular. A Figura 5 é um fluxograma de alto nível de um método, de acordo com várias modalidades, de fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE VÁRIAS MODALIDADES

[6] Várias modalidades serão agora descritas em maior detalhe. Deve ser entendido que a invenção pode ser realizada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades aqui estabelecidas. Em vez disso, estas modalidades são fornecidas de modo que esta descrição será abrangente e completa e, irá transmitir completamente o âmbito da invenção para os versados na técnica. Números semelhantes referem-se a elementos semelhantes no geral.

I. Visão Geral

[7] São descritos a seguir novos processos para a fabricação de fibras a partir de polímero reciclado (por exemplo, polímero de PET reciclado). Em várias modalidades, este novo processo: (1) é mais eficaz do que processos anteriores na remoção de contaminantes e água do polímero reciclado; e / ou (2) não requer que o polímero seja fundido e arrefecido tantas vezes como nos processos anteriores. Em pelo menos uma modalidade, o processo aperfeiçoado resulta em um polímero de PET reciclado com uma qualidade de polímero que é suficientemente elevada para que o polímero de PET possa ser utilizado na fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso a partir de conteúdo de PET 100% reciclado (por exemplo, 100% de PET obtido de garrafas de PET anteriormente utilizadas). Em modalidades particulares, o polímero de PET reciclado tem uma viscosidade intrínseca de pelo menos cerca de 0,79 dL / g (por exemplo, entre cerca de 0,79 dL / g e cerca de 1,00 dL / g). 11. Discussão mais detalhada

[8] Um processo de fabricação de BCF (filamento contínuo volumoso), de acordo com uma modalidade particular, pode geralmente ser dividido em três passos: (1) preparar flocos de polímero de PET a partir de garrafas pós-consumo para utilização no processo; (2) passar os flocos através de uma extrusora que funde os flocos e purifica o polímero de PET resultante; e (3) alimentar o polímero purificado em uma máquina de fiação que transforma o polímero em filamento para utilização na fabricação de carpetes. Estes três passos são descritos em maior detalhe abaixo. PASSO 1: Preparação de Flocos de Polímero de PET a partir de Garrafas Pós-Consumo

[9] Em uma modalidade particular, o passo de preparação de flocos de polímero de PET a partir de garrafas pós-consumo compreende: (A) separar garrafas de PET pós-consumo e moer as garrafas em flocos; (B) lavar os flocos; e (C) identificar e remover quaisquer impurezas ou flocos impuros.

A. Triagem de garrafas de PET pós-consumo e moagem das garrafas em flocos

[10] Em modalidades particulares, fardos de garrafas de PET pós-consumo recicladas de cor clara e mista (por exemplo, “no lado da calçada”) (ou outros recipientes) obtidas de várias instalações de reciclagem compõem os recipientes de PET pós-consumo para utilização no processo. Em outras modalidades, a fonte dos recipientes de PET pós- consumo pode ser garrafas de 'depósito' devolvidas (por exemplo, garrafas de PET cujo preço inclui um depósito que é devolvido a um cliente quando o cliente devolve a garrafa depois de consumir o conteúdo da garrafa). Os recipientes "pós-consumo" ou "reciclados" devolvidos podem conter um pequeno nível de contaminantes não-PET. Os contaminantes nos recipientes podem incluir, por exemplo, contaminantes poliméricos não PET (por exemplo, PVC, PLA, PP, PE, PS, PA, etc.), metal (por exemplo, metais ferrosos e não ferrosos), papel, cartão, areia, vidro ou outros materiais indesejados que podem encontrar seu caminho para a coleção de PET reciclado. Os contaminantes não PET podem ser removidos dos componentes de PET desejados, por exemplo, através de um ou mais dos vários processos descritos abaixo.

[11] Em modalidades particulares, componentes menores e detritos (por exemplo, componentes e detritos maiores do que 2 polegadas de tamanho) são removidos das garrafas inteiras através de um trilho rotativo. Vários imãs de remoção de metal e sistemas de corrente de Foucault podem ser incorporados no processo para remover quaisquer contaminantes metálicos. O equipamento de triagem óptico Quase Infravermelho, como a máquina de Infravermelho de Multi-triagem NRT da Bulk Handling Systems Company de Eugene, Oregon, ou a máquina de Infravermelho Spyder da National Recovery Technologies de Nashville, Tennessee, pode ser utilizado para remover quaisquer contaminantes poliméricos soltos que possam ser misturados com os flocos de PET (por exemplo, PVC, PLA, PP, PE, PS e PA). Além disso, equipamentos de triagem de raios X automatizados, como uma máquina VINYLCYCLE da National Recovery Technologies de Nashville, Tennessee, podem ser utilizados para remover contaminantes de PVC remanescentes.

[12] Em modalidades particulares, é conseguida uma segregação binária dos materiais claros a partir dos materiais coloridos utilizando equipamento automático de classificação de cor equipado com um sistema de detecção de câmera (por exemplo, uma máquina de ES Multi-triagem a partir da National Recovery Technologies de Nashville, Tennessee). Em várias modalidades, separadores manuais estão estacionados em vários pontos na linha para remover contaminantes não removidos pelo separador e quaisquer garrafas coloridas. Em modalidades particulares, o material separado é levado através de um passo de granulação (por exemplo, utilizando uma máquina granuladora 50B da Cumberland Engineering Corporation de New Berlin, Wisconsin) para reduzir o tamanho (por exemplo, moer) as garrafas até um tamanho inferior a metade de uma polegada. Em várias modalidades, as etiquetas das garrafas são removidas dos "flocos sujas" resultantes (por exemplo, os flocos de PET formados durante o passo de granulação) através de um sistema de triagem de ar antes de entrarem no processo de lavagem.

B. Lavagem dos Flocos

[13] Em modalidades particulares, o "floco sujo" é, então, misturado em uma série de tanques de lavagem. Como parte do processo de lavagem, em várias modalidades, é utilizada uma separação de densidade aquosa para separar as tampas de garrafa de olefina (que podem, por exemplo, estar presentes no "floco sujo" como restos de garrafas de PET recicladas) a partir de flocos de PET de gravidade específica superior. Em modalidades particulares, os flocos são lavados em um banho cáustico aquecido até cerca de 190 graus Fahrenheit. Em modalidades particulares, o banho cáustico é mantido em uma concentração entre cerca de 0,6% e cerca de 1,2% de hidróxido de sódio. Em várias modalidades, agentes tensoativos de sabão bem como agentes antiespumantes são adicionados ao banho cáustico, por exemplo, para aumentar ainda mais a separação e limpeza dos flocos. Um sistema de lavagem dupla, em seguida, lava o cáustico dos flocos.

[14] Em várias modalidades, o floco é centrifugamente desidratado e depois seco com ar quente para pelo menos remover substancialmente qualquer umidade superficial. O "floco limpo" resultante é então processado através de um sistema de separação eletrostático (por exemplo, um separador eletrostático da Carpco, Inc. de Jacksonville, Flórida) e um sistema de detecção de metal em flocos (por exemplo, um sistema de triagem de metal MSS) para remover adicionalmente quaisquer contaminantes metálicos que permanecem no floco. Em modalidades particulares, um passo de separação de ar remove qualquer etiqueta remanescente do floco limpo. Em várias modalidades, o floco é então levado através de um passo de triagem de cor de floco (por exemplo, utilizando uma máquina OPTIMIX de TSM Control Systems de Dundalk, Irlanda) para remover quaisquer contaminantes de cor remanescentes que permanecem no floco. Em várias modalidades, um separador de flocos eletro-óptico baseado, pelo menos em parte, na tecnologia de Raman (por exemplo, um Powersort 200 da Unisensor Sensorsysteme GmbH de Karlsruhe, Alemanha) executa a separação de polímero final para remover quaisquer polímeros não PET permanecendo no floco. Este passo também pode remover ainda quaisquer contaminantes metálicos remanescentes e contaminantes de cor.

[15] Em várias modalidades, a combinação destes passos fornece um floco de garrafa de PET substancialmente limpo (por exemplo, limpo) compreendendo menos de cerca de 50 partes por milhão de PVC (por exemplo, 25 ppm de PVC) e menos de cerca de 15 partes por milhão de metais para utilização no processo de extrusão a jusante descrito abaixo.

C. Identificação e remoção de impurezas e flocos impuros

[16] Em modalidades particulares, após a lavagem dos flocos, eles são alimentados para baixo por um transportador e varridos com um sistema de laser de alta velocidade 300. Em várias modalidades, lasers particulares que constituem o sistema de laser de alta velocidade 300 são configurados para detectar a presença de contaminantes específicos (por exemplo, PVC ou Alumínio). Os flocos que são identificados como não consistindo essencialmente de PET podem ser soprados a partir da corrente principal de flocos com jatos de ar. Em várias modalidades, o nível resultante de flocos não PET é inferior a 25 ppm.

[17] Em várias modalidades, o sistema é adaptado para assegurar que o polímero de PET sendo processado para filamento é substancialmente isento de água (por exemplo, inteiramente isento de água). Em uma modalidade particular, os flocos são colocados em um pré-condicionador por entre cerca de 20 e cerca de 40 minutos (por exemplo, cerca de 30 minutos) durante o qual o pré-condicionador sopra a água superficial dos flocos. Em modalidades particulares, água intersticial permanece dentro dos flocos. Em várias modalidades, estes flocos "úmidos" (por exemplo, flocos que compreendem água intersticial) podem então ser introduzidos em uma extrusora (por exemplo, como descrito no Passo 2 abaixo), que inclui uma configuração de vácuo destinada a remover entre outras coisas a água intersticial que permanece presente nos flocos após o processo de secagem rápida descrito acima. PASSO 2: Utilizar um sistema de extrusão para fundir e purificar flocos de PET

[18] Em modalidades particulares, uma extrusora é utilizada para transformar os flocos úmidos acima descritos em um polímero de PET reciclado fundido e para executar um número de processos de purificação para preparar o polímero para ser transformado em BCF para tapete. Como referido acima, em várias modalidades, depois do PASSO 1 estar completo, os flocos de polímero de PET reciclado estão úmidos (por exemplo, a água superficial é substancialmente removida (por exemplo, totalmente removida) dos fragmentos, mas a água intersticial permanece nos flocos). Em modalidades particulares, estes flocos úmidos são introduzidos em uma extrusora de parafuso de rotação múltipla ("MRS") 400. Em outras modalidades, os flocos úmidos são introduzidos em qualquer outra extrusora adequada (por exemplo, extrusora de parafuso duplo, extrusora de parafuso múltiplo, extrusora planetária, ou qualquer outro sistema de extrusão adequado). Uma extrusora de MRS exemplar 400 é mostrada nas Figuras 2 e 3. Um exemplo particular de uma tal extrusora de MRS é descrito no Pedido de Patente Publicado 2005/0047267, intitulado "Extrusora para Produção de Materiais Plásticos Fundidos", que foi publicado em 3 de março de 2005, e que é aqui incorporado por referência.

[19] Como pode ser entendido a partir desta figura, em modalidades particulares, a extrusora de MRS inclui uma primeira seção de extrusora de parafuso único 410 para alimentação de material para uma seção de MRS 420 e uma segunda seção de extrusora de parafuso único 440 para transportar material para fora da seção de MRS.

[20] Em várias modalidades, os flocos úmidos são alimentados diretamente para a extrusora de MRS 400 substancialmente imediatamente (por exemplo, imediatamente) seguindo o passo de lavagem descrito acima (por exemplo, sem secar os flocos ou permitir os flocos secarem). Em modalidades particulares, um sistema que alimenta os flocos úmidos diretamente para a extrusora de MRS 400 substancialmente imediatamente (por exemplo, imediatamente) seguindo o passo de lavagem descrito acima pode consumir cerca de 20% menos energia do que um sistema que substancialmente completamente pré-seca os flocos antes da extrusão (por exemplo, um sistema que seca os flocos por passar ar quente sobre os flocos úmidos durante um período prolongado de tempo). Em várias modalidades, um sistema que alimenta os flocos úmidos diretamente para dentro da Extrusora de MRS 400 substancialmente imediatamente (por exemplo, imediatamente) seguindo o passo de lavagem acima descrito evita a necessidade de esperar um período de tempo (por exemplo, até oito horas) geralmente requerido para secar completamente os flocos (por exemplo, remover toda a água superficial e intersticial dos flocos).

[21] A Figura 4 ilustra um fluxo de processo que ilustra os vários processos realizados pela Extrusora de MRS 400 em uma modalidade particular. Na modalidade ilustrada nesta figura, os flocos úmidos são primeiro alimentados através da primeira seção de extrusora de parafuso único da extrusora de MRS 410, que pode, por exemplo, gerar calor suficiente (por exemplo, por cisalhamento) até pelo menos substancialmente fundir (por exemplo, fusão) os flocos úmidos.

[22] O polímero fundido resultante (por exemplo, compreendendo os flocos fundidos), em várias modalidades, é então introduzido na seção de MRS 420 da extrusora, em que a extrusora separa o fluxo de fundido em uma pluralidade de correntes diferentes (por exemplo, 4, 6, 8 ou mais correntes) através de uma pluralidade de câmeras abertas. A Figura 3 ilustra uma vista de corte detalhada de uma Secção de MRS 420 de acordo com uma modalidade particular. Em modalidades particulares, tal como a modalidade ilustrada nesta figura, a Secção de MRS 420 separa o fluxo de fundido em oito correntes diferentes, que são subsequentemente alimentadas através de oito parafusos de satélite 425A-H. Como pode ser entendido a partir da Figura 2, em modalidades particulares, estes parafusos de satélite são substancialmente paralelos (por exemplo, paralelos) uns aos outros e a um eixo de parafuso primário da Máquina de MRS 400.

[23] Na seção de MRS 420, em várias modalidades, os parafusos de satélite 425A-H podem, por exemplo, rodar mais rapidamente do que (por exemplo, cerca de quatro vezes mais rápido do que) em sistemas anteriores. Conforme ilustrado na Figura 3, em modalidades particulares: (1) os parafusos de satélite 425A-H estão dispostos dentro de um único tambor de parafuso 428 que é montado para rodar em torno do seu eixo central; e (2) os parafusos de satélite 425A-H são configurados para rodar em uma direção oposta à direção em que o tambor de parafuso único roda 428. Em várias outras modalidades, os parafusos de satélite 425A-H e o tambor de parafuso único 428 giram na mesma direção. Em modalidades particulares, a rotação dos parafusos de satélite 425A-H é acionada por uma engrenagem de anel. Além disso, em várias modalidades, o tambor de parafuso único 428 roda cerca de quatro vezes mais rápido do que cada parafuso de satélite individual 425A-H. Em certas modalidades, os parafusos de satélite 425A-H rodam em velocidades substancialmente semelhantes (por exemplo, a mesma).

[24] Em várias modalidades, como pode ser entendido a partir da Figura 4, os parafusos de satélite 425A-H são alojados dentro de respectivos tambores de extrusora, que podem, por exemplo, ser cerca de 30% abertos para a câmera exterior da seção de MRS 420. Em modalidades particulares, a rotação dos parafusos de satélite 425A-H e tambor de parafuso único 428 aumenta a troca de superfície do polímero fundido (por exemplo, expõe mais área superficial do polímero fundido para a câmera aberta do que nos sistemas anteriores). Em várias modalidades, a seção de MRS 420 cria uma área de superfície de fusão que é, por exemplo, entre cerca de vinte e cerca de trinta vezes maior do que a área de superfície de fusão criada por uma extrusora de parafuso duplo corrotativo. Em uma modalidade particular, a seção de MRS 420 cria uma área de superfície de fusão que é, por exemplo, cerca de vinte e cinco vezes maior do que a área de superfície de fusão criada por uma extrusora de parafuso duplo corrotativo.

[25] Em várias modalidades, a seção de MRS da extrusora de MRS 420 é equipada com uma bomba a vácuo 430 que é anexada a uma porção de anexação de vácuo 422 da seção de MRS 420 de modo que a Bomba a Vácuo 430 está em comunicação com o interior da seção de MRS através de uma abertura adequada 424 no alojamento da seção de MRS. Ainda em outras modalidades, a Secção de MRS 420 é equipada com uma série de Bombas de Vácuo. Em modalidades particulares, a Bomba a Vácuo 430 é configurada para reduzir a pressão dentro do interior da Secção de MRS 420 para uma pressão que é entre cerca de 0,5 milibares (50 Pa) e cerca de 5 milibares (500 Pa). Em modalidades particulares, a Bomba a Vácuo 430 é configurada para reduzir a pressão na Secção de MRS 420 para menos do que cerca de 1,5 milibares (150 Pa) (por exemplo, cerca de 1 milibar (100 Pa) ou menos). O vácuo de baixa pressão criado pela Bomba a Vácuo 430 na Secção de MRS 420 pode remover, por exemplo: (1) compostos orgânicos voláteis presentes no polímero fundido à medida que o polímero fundido passa através da Secção de MRS 420; e / ou (2) pelo menos uma porção de qualquer água intersticial que estava presente nos flocos úmidos quando os flocos úmidos entraram na Extrusora de MRS 400. Em várias modalidades, o vácuo de baixa pressão remove substancialmente toda (por exemplo, toda) a água e contaminantes da corrente de polímero.

[26] Em um exemplo particular, a Bomba a Vácuo 430 compreende três bombas a vácuo de lóbulo mecânicas (por exemplo, dispostas em série) para reduzir a pressão na câmera para um nível adequado (por exemplo, a uma pressão de cerca de 1,0 milibar (100 Pa)). Em outras modalidades, em vez da disposição de bomba a vácuo de lóbulo mecânica discutida acima, a Bomba a Vácuo 430 inclui uma bomba a vácuo de jato adaptada à extrusora de MRS. Em várias modalidades, a bomba a vácuo a jato é configurada para atingir cerca de 1 milibar (100 Pa) de pressão no interior da seção de MRS 420 e aproximadamente os mesmos resultados descritos acima relativamente a uma viscosidade intrínseca resultante do polímero fundido. Em várias modalidades, a utilização de uma bomba a vácuo a jato pode ser vantajosa porque as bombas a vácuo a jato são alimentadas a vapor e, por conseguinte, substancialmente autolimpantes (por exemplo autolimpante), reduzindo assim a manutenção necessária em comparação com bombas de lóbulo mecânicas (que podem, por exemplo, requerer limpeza repetida devido a voláteis saindo e condensando nos lóbulos de bomba). Em uma modalidade particular, a bomba a vácuo 430 é uma bomba a vácuo a jato que é fabricada por Arpuma GmbH de Bergheim, Alemanha.

[27] Em modalidades particulares, após o polímero fundido ser passado através da Seção de MRS multifluxo 420, as correntes de polímero fundido são recombinadas e fluem para a segunda seção de parafuso único 440 da extrusora de MRS. Em várias modalidades, a única corrente de polímero fundido é passada através de um sistema de filtração 450 que inclui pelo menos um filtro. Em uma modalidade particular, o sistema de filtração 450 inclui dois níveis de filtração (por exemplo, um filtro de tela de 40 micra seguido de um filtro de tela de 25 micra). Embora, em várias modalidades, a água e as impurezas orgânicas voláteis sejam removidas durante o processo a vácuo como discutido acima, contaminantes em partículas, tais como, por exemplo, partículas de alumínio, areia, sujeira e outros contaminantes podem permanecer no polímero fundido. Deste modo, este passo de filtração pode ser vantajoso na remoção de contaminantes em partículas (por exemplo, contaminantes em partículas que não foram removidos na Secção de MRS 420).

[28] Em modalidades particulares, é utilizado um sensor de viscosidade 460 (ver Figura 4) para detectar a viscosidade de fundido da corrente de polímero fundido após a sua passagem através do sistema de filtração 450. Em várias modalidades, o sensor de viscosidade 460 mede a viscosidade de fundido da corrente, por exemplo, por medir a queda de pressão da corrente em uma área conhecida. Em modalidades particulares, em resposta à medição de uma viscosidade intrínseca da corrente que é abaixo de um nível predeterminado (por exemplo, abaixo de cerca de 0,8 g / dL), o sistema pode: (1) descartar a porção da corrente com baixa viscosidade intrínseca; e / ou (2) diminuir a pressão na Secção de MRS 420 para se conseguir uma viscosidade intrínseca mais elevada no polímero fundido. Em modalidades particulares, a diminuição da pressão na Secção de MRS 420 é executada de uma forma substancialmente automatizada (por exemplo, automaticamente) utilizando o sensor de viscosidade em um loop de controle de controle de retorno controlado por computador com a seção de vácuo 430.

[29] Em modalidades particulares, a remoção da água e contaminantes do polímero melhora a viscosidade intrínseca do polímero de PET reciclado ao permitir que cadeias de polímero no polímero se reconectem e estendam o comprimento de cadeia. Em modalidades particulares, após a sua passagem através da Secção de MRS 420 com a sua Bomba a Vácuo anexada 430, o polímero fundido reciclado tem uma viscosidade intrínseca de pelo menos cerca de 0,79 dL / g (por exemplo, entre cerca de 0,79 dL / g e cerca de 1,00 dL / g). Em modalidades particulares, a passagem através da Secção de MRS de baixa pressão 420 purifica o polímero fundido reciclado (por exemplo, removendo os contaminantes e a água intersticial) e torna o polímero reciclado substancialmente estruturalmente semelhante a (por exemplo, estruturalmente o mesmo que) polímero de PET virgem puro. Em modalidades particulares, a água removida pelo vácuo inclui tanto água a partir da água de lavagem utilizada para limpar as garrafas de PET recicladas como descrito acima, como também a partir de água não reagida gerada pela fusão do polímero de PET no aquecedor de parafuso único 410 (por exemplo, água intersticial). Em modalidades particulares, a maior parte da água presente no polímero é água de lavagem, mas alguma percentagem pode ser água não reagida.

[30] Em modalidades particulares, o polímero resultante é um polímero de PET reciclado (por exemplo, obtido 100% a partir de produtos de PET pós-consumo, tais como garrafas ou recipientes de PET) com uma qualidade de polímero que é adequada para utilização na fabricação de filamento de carpete de PET utilizando substancialmente apenas (por exemplo, apenas) PET a partir de produtos de PET reciclados. Passo 3: Polímero de PET purificado alimentado em Máquina de Fiação para ser Transformado em Fios de Carpete

[31] Em modalidades particulares, depois do polímero de PET reciclado ter sido extrudido e purificado pelo processo de extrusão descrito acima, o polímero de PET reciclado fundido resultante é introduzido diretamente em uma máquina de BCF 500 (ou "fiação") que é configurada para transformar o polímero fundido em filamento contínuo volumoso. Por exemplo, em várias modalidades, a saída de extrusora de MRS 400 é conectada substancialmente diretamente (por exemplo, diretamente) à entrada de máquina de fiação 500 de modo que o polímero fundido a partir da extrusora é alimentado diretamente para a máquina de fiação 500. Este processo pode ser vantajoso porque o polímero fundido pode, em certas modalidades, não precisar ser arrefecido em bolinhas após extrusão (como seria necessário se o polímero reciclado estivesse sendo misturado com polímero de PET virgem). Em modalidades particulares, não arrefecer o polímero fundido reciclado em bolinhas serve para evitar cisão de cadeia potencial no polímero que pode diminuir a viscosidade intrínseca do polímero.

[32] Em modalidades particulares, a máquina de fiação 500 extrude polímero fundido através de pequenos furos em uma fieira a fim de produzir filamento de fio de carpete a partir do polímero. Em modalidades particulares, o polímero de PET reciclado fundido arrefece depois de sair da fieira. O fio de carpete é então tomado por rolos e finalmente transformado em filamentos que são usados para produzir carpete. Em várias modalidades, o fio de carpete produzido pela máquina de fiação 500 pode ter uma tenacidade entre cerca de 3 gramas de força por unidade de denier (gf / den) e cerca de 9 gf / den. Em modalidades particulares, o fio de carpete resultante tem uma tenacidade de pelo menos cerca de 3 gf / den.

[33] Em modalidades particulares, a máquina de fiação 500 utilizada no processo descrito acima é a máquina de fiação Sytec One fabricada por Oerlika Neumag de Neumuenster, Alemanha. A máquina Sytec One pode ser especialmente adaptada para fibras de difícil passagem, tais como fibras de nylon ou tingidas em solução, onde os filamentos são propensos a quebrar durante o processamento. Em várias modalidades, a máquina Sytec One mantém as passagens a jusante da fieira tão diretamente quanto possível, utiliza apenas uma linha de rosca, e é concebida para ser rápida para segmentar novamente quando há quebras de filamentos.

[34] Embora o exemplo acima descrito descreva a utilização da máquina de fiação Sytec One para produzir filamento de fio de carpete a partir do polímero, deve ser entendido que qualquer outra máquina de fiação adequada pode ser utilizada. Essas máquinas de fiação podem incluir, por exemplo, qualquer máquina de fiação de linha de rosca simples ou de três linhas de rosca, feita por Oerlika Neumag de Neumuenster, Alemanha ou qualquer outra empresa.

[35] Em várias modalidades, a resistência melhorada do polímero de PET reciclado gerado utilizando o processo acima permite que seja executado em velocidades mais elevadas através da máquina de fiação 500 do que seria possível utilizando polímero de PET virgem puro. Isto pode permitir velocidades de processamento mais elevadas do que as possíveis quando se utiliza polímero de PET virgem.

Resumo do processo exemplar

[36] A Figura 5 fornece um resumo de alto nível do método de fabricação do filamento contínuo volumoso descrito acima. Conforme ilustrado na figura, o método começa no Passo 602, onde as garrafas de PET recicladas são trituradas em um grupo de flocos. Em seguida, no Passo 604, o grupo de flocos é lavado para remover contaminantes das respectivas superfícies exteriores dos flocos. Em seguida, no Passo 606, o grupo de flocos é varrido (por exemplo, utilizando um ou mais dos métodos discutidos acima) para identificar impurezas, incluindo flocos impuros. Estas impurezas e flocos impuros são então removidos do grupo de flocos.

[37] Em seguida, no Passo 608, o grupo de flocos é passado através de uma extrusora de MRS enquanto se mantém a pressão dentro de uma porção de MRS da extrusora abaixo de cerca de 1,5 milibares (150 Pa). No Passo 610, o polímero fundido resultante é passado através de pelo menos um filtro com uma taxa de mícron inferior a cerca de 50 micra. Finalmente, no Passo 612, o polímero reciclado é formado em filamento de carpete contínuo volumoso, que pode ser utilizado na fabricação de carpete. O método termina então no Passo 614.

Modalidades alternativas

[38] Em modalidades particulares, o sistema pode compreender componentes alternativos ou realizar processos alternativos para substancialmente produzir BCF contínuo a partir de 100% de PET reciclado, ou outro polímero reciclado. Alternativas exemplares são discutidas abaixo. Sistema de Extrusão Não-MRS

[39] Em modalidades particulares, o processo pode utilizar um sistema de extrusão de fluxo de polímero diferente da Extrusora de MRS descrita acima. O sistema de extrusão alternativo pode incluir, por exemplo, uma extrusora de parafuso duplo, uma extrusora de parafuso múltiplo, uma extrusora planetária ou qualquer outro sistema de extrusão adequado. Em uma modalidade particular, o processo pode incluir uma pluralidade de qualquer combinação de quaisquer extrusoras de parafuso cônicos adequadas (por exemplo, quatro extrusoras de parafuso duplo, três extrusoras de parafuso múltiplo, etc.). Produção de fio de carpete a partir de carpete 100% reciclado

[40] Em modalidades particulares, o processo descrito acima pode ser adaptado para processamento e preparação de carpetes antigos (ou qualquer outro produto pós-consumo adequado) para produzir novo fio de carpete compreendendo 100% de carpete reciclado. Em tais modalidades, o processo começaria por trituração e lavagem de carpete reciclado em vez de garrafas de PET recicladas. Em várias modalidades onde o carpete antigo é convertido em um novo fio de carpete que compreende 100% de carpete reciclado, o processo pode compreender passos adicionais para remover materiais ou impurezas adicionais que podem estar presentes no carpete reciclado que podem não estar presentes em garrafas de PET recicladas (por exemplo, costas do carpete, adesivo, etc.). Outras Fontes de PET Reciclado

[41] Em várias modalidades, o processo descrito acima é adaptado para processar PET reciclado a partir de qualquer fonte adequada (por exemplo, fontes diferentes de garrafas ou carpete reciclados) para produzir novo fio de carpete compreendendo 100% de PET reciclado. O uso de um Cristalizador como Parte do Processo de BCF

[42] Em várias modalidades, o processo para produzir BCF reciclado pode ainda incluir um passo de cristalização que utiliza um ou mais cristalizadores de PET. Em modalidades particulares, o sistema é configurado para realizar o passo de cristalização nos flocos moídos antes de passar os flocos através de uma ou mais extrusoras (por exemplo, extrusora de parafuso único, extrusora de MRS, etc.). Em modalidades particulares, o cristalizador de PET compreende um alojamento, um parafuso de tremonha (por exemplo, um trado) disposto pelo menos parcialmente dentro do alojamento, um aparelho de agitação, um ou mais elementos de aquecimento e um ou mais sopradores.

Parafuso de tremonha

[43] Em modalidades particulares, o parafuso de tremonha compreende qualquer transportador de parafuso apropriado (por exemplo, tal como um parafuso de Arquimedes) para mover materiais líquidos ou granulares (por exemplo, tais como flocos de PET). Em várias modalidades, o parafuso de tremonha compreende uma haste substancialmente cilíndrica e uma pá de parafuso helicoidal disposta ao longo de pelo menos uma porção da haste cilíndrica. Em modalidades particulares, a haste substancialmente cilíndrica é configurada para rodar a pá de parafuso, fazendo com que o parafuso de tremonha mova o material (por exemplo, os flocos de PET) ao longo da haste cilíndrica e para o alojamento de cristalizador. Em outras modalidades, o parafuso de tremonha compreende qualquer outro transportador de parafuso adequado tal como, por exemplo, uma espiral sem haste. Em modalidades em que o parafuso de tremonha compreende uma espiral sem haste, a espiral sem haste pode ser substancialmente fixa em uma extremidade e livre na outra extremidade e configurada para ser acionada na extremidade fixa. Em várias modalidades, o parafuso de tremonha é disposto pelo menos parcialmente dentro do alojamento de cristalizador.

[44] Em várias modalidades, o parafuso de tremonha é configurado para alimentar flocos de PET para o cristalizador. Em várias modalidades, o cristalizador de PET é configurado para alimentar os flocos de PET para o cristalizador utilizando o parafuso de tremonha de forma relativamente lenta. Um ou mais elementos de aquecimento

[45] Em várias modalidades, o cristalizador compreende um ou mais elementos de aquecimento para elevar uma temperatura dentro do cristalizador. Em modalidades particulares, um ou mais elementos de aquecimento compreendem um ou mais elementos de aquecimento elétricos, um ou mais elementos de aquecimento a gás ou quaisquer outros elementos de aquecimento adequados. Em algumas modalidades, um ou mais elementos de aquecimento podem ser substancialmente alimentados eletricamente. Em várias modalidades, um ou mais elementos de aquecimento compreendem um ou mais elementos de aquecimento de infravermelho. Em outras modalidades, um ou mais elementos de aquecimento podem utilizar gás natural tal como, por exemplo, propano. Em modalidades particulares, um ou mais elementos de aquecimento são configurados para elevar uma temperatura dentro do cristalizador para entre cerca de 100 graus Fahrenheit (37,8 graus Celsius) e cerca de 180 graus Fahrenheit (82,3 graus Celsius). Ainda em outras modalidades, um ou mais elementos de aquecimento são configurados para elevar uma temperatura dentro do cristalizador para entre cerca de 100 graus Celsius e 180 graus Celsius. Em algumas modalidades, um ou mais elementos de aquecimento são configurados para manter uma temperatura dentro do cristalizador que é substancialmente em torno de uma temperatura de cristalização máxima de PET. Em modalidades particulares, a temperatura de cristalização máxima do PET é entre cerca de 140 graus Celsius e cerca de 230 graus Celsius.

Um ou mais sopradores

[46] Em várias modalidades, o cristalizador compreende ainda um ou mais sopradores configurados para soprar ar sobre os flocos à medida que os flocos passam através do cristalizador. Em modalidades particulares, um ou mais sopradores compreendem quaisquer sopradores adequados para mover ar substancialmente através de uma área de superfície dos flocos à medida que os flocos passam através do cristalizador. Por exemplo, em algumas modalidades, um ou mais sopradores compreendem uma ou mais ventoinhas adequadas ou outros mecanismos adequados para mover o ar. Em várias modalidades, um ou mais sopradores são configurados para soprar ar que foi pelo menos parcialmente aquecido por um ou mais elementos de aquecimento. Em modalidades particulares, um ou mais sopradores são configurados para soprar ar com uma temperatura de pelo menos cerca de 140 graus Fahrenheit (60 graus Celsius). Em outras modalidades particulares, um ou mais ventiladores são configurados para soprar ar com uma temperatura de pelo menos cerca de 140 graus Celsius. Em outras modalidades, um ou mais sopradores são configurados para manter a temperatura no cristalizador entre cerca de 140 graus Fahrenheit (60 graus Celsius) e cerca de 180 graus Fahrenheit (82,3 graus Celsius). Em algumas modalidades, um ou mais sopradores são configurados para soprar ar quente a partir de uma porção de fundo do cristalizador e extrair ar de uma porção superior do cristalizador.

Aparelho de agitação

[47] Em várias modalidades, o cristalizador compreende um aparelho de agitação que compreende qualquer aparelho adequado para agitar os flocos de PET enquanto os flocos de PET passam através do cristalizador. Em várias modalidades, o aparelho de agitação pode ser operado, por exemplo, por qualquer motor de engrenagem adequado. Em uma modalidade particular, o aparelho de agitação compreende uma vara adequada ou outro mecanismo adequado montado para rodar ou agitar de outro modo os flocos de PET à medida que os flocos de PET passam através do cristalizador. Em outras modalidades, o aparelho de agitação pode compreender qualquer tambor adequado, que pode, por exemplo, compreender um tambor montado para rodar através da matriz de engrenagem de tal modo que os flocos de PET são pelo menos parcialmente agitados e / ou mexidos enquanto os flocos de PET estão dentro do tambor. Ainda em outras modalidades, o aparelho de agitação compreende um ou mais parafusos e / ou trados configurados para rodar e agitar os flocos de PET. Em modalidades particulares, o aparelho de agitação compreende o parafuso de tremonha.

[48] Como pode ser entendido a partir desta descrição, o aparelho de agitação é configurado para agitar ou mexer os flocos de PET, à medida que um ou mais sopradores sopram ar aquecido por um ou mais elementos de aquecimento através dos flocos de PET. Em modalidades particulares, o aparelho de agitação é configurado para, pelo menos parcialmente, reduzir a aglomeração (por exemplo, aderência ou aglutinação do floco) enquanto o floco está pelo menos parcialmente cristalizando no cristalizador.

[49] Em modalidades particulares, o cristalizador pelo menos parcialmente seca a superfície dos flocos de PET. Em várias modalidades, o cristalizador de PET é configurado para reduzir o teor de umidade dos flocos de PET para cerca de 50 ppm. Em outras modalidades, o cristalizador de PET é configurado para reduzir o teor de umidade dos flocos de PET para entre cerca de 30 e cerca de 50 ppm.

[50] Em várias modalidades, a utilização de flocos mais secos pode permitir que o sistema passe os flocos através da extrusora de MRS mais lentamente, o que pode permitir uma pressão mais elevada dentro da extrusora de MRS durante a extrusão (por exemplo, pode permitir que o sistema mantenha uma maior pressão no interior da extrusora de MRS, em vez de uma pressão muito baixa). Em várias modalidades do processo, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão no interior da extrusora de MRS entre cerca de 0 milibares e cerca de 25 milibares (2500 Pa). Em modalidades particulares, tais como modalidades nas quais os flocos de PET foram passados através de um cristalizador antes de serem extrudidos na extrusora de MRS, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão dentro da extrusora de MRS entre cerca de 0 e cerca de 18 milibares (1800 Pa). Em outras modalidades, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão dentro da extrusora de MRS entre cerca de 0 e cerca de 12 milibares (1200 Pa). Ainda em outras modalidades, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão dentro da extrusora de MRS entre cerca de 0 e cerca de 8 milibares (800 Pa). Ainda em outras modalidades, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão dentro da extrusora de MRS entre cerca de 5 milibares (500 Pa) e cerca de 10 milibares (1000 Pa). Em modalidades particulares, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão no interior da extrusora de MRS em cerca de 5 milibares (500 Pa), cerca de 6 milibares (600 Pa), cerca de 7 milibares (700 Pa), cerca de 8 milibares (800 Pa), cerca de 9 milibares (900 Pa) ou cerca de qualquer pressão adequada entre cerca de 0 milibares e cerca de 25 milibares (2500 Pa).

[51] Em modalidades particulares, o cristalizador faz com que os flocos reduzam pelo menos parcialmente a sua dimensão, o que pode, por exemplo, reduzir o potencial para os flocos se colarem uns aos outros. Em modalidades particulares, o cristalizador pode particularmente reduzir a aderência de flocos maiores, que podem, por exemplo, incluir flocos que compreendem porções das garrafas de PET moídas que podem ser mais espessas do que outras porções das garrafas de PET (por exemplo, flocos moídos de uma porção roscada da garrafa de PET em que uma tampa estaria tipicamente aparafusada). Uso de Reciclagem no lado da calçada versus. Garrafas de depósito em processo

[52] Em várias modalidades, o sistema é configurado para utilizar PET reciclado de qualidade variável no processo descrito acima. Por exemplo, em várias modalidades, o sistema é configurado para produzir um filamento de carpete contínuo volumoso a partir de PET derivado de garrafas de PET obtidas a partir de fontes de reciclagem no lado da calçada (por exemplo, garrafas de PET que foram recolhidas como parte de um programa de reciclagem geral ou outra fonte de reciclagem) bem como garrafas de PET de depósito (por exemplo, garrafas devolvidas como parte de um programa de depósito). Em várias modalidades, as garrafas recicladas no lado da calçada podem requerer um processamento mais completo para produzir filamento contínuo volumoso, uma vez que as garrafas de PET recicladas no lado da calçada podem ser misturadas com outros contaminantes tais como, por exemplo: outros produtos recicláveis (por exemplo, papel, outros plásticos, etc.), lixo e outros itens de garrafas não PET, devido à separação imperfeita de produtos reciclados ou por qualquer outro motivo. As garrafas de PET de depósito podem incluir garrafas de PET com menos contaminantes indesejados, devido em parte porque as garrafas de PET de depósito podem ser recolhidas separadamente de outras mercadorias recicláveis ou descartáveis.

[53] Em várias modalidades, garrafas de PET recicladas no lado da calçada adquiridas durante épocas particulares do ano podem incluir mais impurezas e outros contaminantes do que em outras épocas do ano. Por exemplo, as garrafas de PET recicladas recolhidas durante os meses de verão podem incluir uma percentagem mais elevada de garrafas de PET claras (por exemplo, garrafas de água), pelo menos em parte devido ao consumo adicional de água durante os meses de verão.

[54] Em várias modalidades, o sistema descrito acima pode ser configurado para ajustar componentes particulares do processo com base, pelo menos em parte, na fonte de PET reciclado que está sendo utilizada para produzir o filamento de carpete contínuo volumoso. Por exemplo, uma vez que as garrafas de PET de depósito incluem menos impurezas que precisam ser removidas durante as fases de limpeza e de separação iniciais do processo, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão dentro da extrusora de MRS que é superior a uma pressão que seria configurada para manter para o floco de PET derivado das garrafas de PET recicladas no lado da calçada. Em uma modalidade particular, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão no interior da extrusora de MRS entre cerca de 0 milibares e cerca de 12 milibares (1200 Pa) quando flocos derivados de garrafas de PET de depósito estão passando através da extrusora de MRS. Ainda em outras modalidades, o sistema de regulação de pressão pode ser configurado para manter uma pressão no interior da extrusora de MRS entre cerca de 5 milibares (500 Pa) e cerca de 10 milibares (1000 Pa) em tais casos.

[55] Em várias modalidades, o sistema é configurado para determinar uma pressão adequada à qual manter a pressão dentro da extrusora de MRS com base, pelo menos em parte, na fonte do PET reciclado. Em outras modalidades, o sistema é configurado para omitir um ou mais dos passos acima ou incluir um ou mais passos adicionais aos passos descritos acima com base, pelo menos em parte, na fonte do PET reciclado. Acoplamento Direto de Vários Componentes de Processo Acoplamento direto da extrusora de MRS à Máquina de Fiação

[56] Em modalidades particulares, a saída da máquina de MRS pode ser substancialmente acoplada diretamente (por exemplo, acoplada diretamente) a uma máquina de fiação para formar o polímero fundido resultante em filamento contínuo volumoso. Em tais modalidades, depois do polímero de PET reciclado ter sido extrudido e purificado pelo processo de extrusão descrito acima, o polímero de PET reciclado fundido resultante é alimentado substancialmente diretamente (por exemplo, diretamente) para a máquina de fiação. Este processo pode ser vantajoso porque o polímero fundido pode, em certas modalidades, não precisar ser arrefecido em bolinhas após a extrusão (como seria necessário se o polímero reciclado estivesse sendo misturado com polímero de PET virgem) antes da fiação do polímero fundido em filamento. Em modalidades particulares, não arrefecer o polímero fundido reciclado em bolinhas serve para evitar a cisão de cadeia potencial no polímero que pode diminuir a viscosidade intrínseca do polímero. Acoplamento Direto da Extrusora Não-MRS à Máquina de fiação

[57] Em várias modalidades do processo de reciclagem de PET (por exemplo, ou outros polímeros) em BCF, os flocos de PET reciclado são passados através de uma extrusora diferente de uma extrusora de MRS (por exemplo, uma "primeira extrusora") antes da fiação do polímero fundido resultante em BCF. Em modalidades particulares, a primeira extrusora é acoplada substancialmente diretamente (por exemplo, acoplada diretamente) à máquina de fiação (por exemplo, uma saída da primeira extrusora é substancialmente diretamente acoplada a uma entrada da máquina de fiação). Por exemplo, em várias modalidades, uma saída da primeira extrusora é acoplada substancialmente diretamente (por exemplo, através de um tubo adequado, conector, etc.) a uma ou mais entradas de uma ou mais máquinas de fiação. Em modalidades particulares, a primeira extrusora pode incluir qualquer extrusora de área de superfície expandida adequada. Em várias modalidades, a primeira extrusora pode incluir, por exemplo, uma extrusora de parafuso duplo, uma extrusora de parafuso múltiplo, uma extrusora planetária ou qualquer outro sistema de extrusão adequado (por exemplo, qualquer outra extrusora de área de superfície expandida adequada). Em várias modalidades, a primeira extrusora é qualquer extrusora adequada para aumentar uma quantidade de área de superfície de um polímero fundido a ser extrudido pela primeira extrusora que é exposto a uma baixa pressão dentro da primeira extrusora (por exemplo, uma baixa pressão causada por uma regulação de pressão, tal como qualquer sistema de regulação de pressão adequado descrito acima). Em uma modalidade particular, a primeira extrusora é uma extrusora de MAS fabricada por Maschinen und Anlagenbau Schulz GmbH de Pucking, Áustria.

[58] Em várias modalidades, a primeira extrusora é uma extrusora de parafuso duplo corrotativo cônico. Em tais modalidades, a primeira extrusora compreende um alojamento de extrusora em que dois parafusos cônicos corrotativos são dispostos (por exemplo, um primeiro parafuso cônico e um segundo parafuso cônico). Em várias modalidades, cada parafuso cônico é substancialmente cônico (por exemplo cônico) de tal modo que o parafuso se estreita a partir de um primeiro diâmetro em uma extremidade de base de cada parafuso cônico respectivo a um segundo diâmetro em uma extremidade de vértice de cada parafuso cônico respectivo que é inferior ao primeiro diâmetro. Em várias modalidades, cada parafuso cônico particular pode ter qualquer rosca ou rosqueamento adequado. Em algumas modalidades, cada parafuso cônico tem um passo de rosca substancialmente uniforme (por exemplo, uniforme) e uma crista de rosca ao longo de pelo menos uma porção do parafuso cônico. Em outras modalidades, o passo e a crista de rosca podem variar pelo menos parcialmente ao longo de um comprimento do parafuso cônico particular. Ainda em outras modalidades, uma diferença entre um diâmetro maior e menor do parafuso cônico pode variar ao longo de um comprimento do parafuso cônico (por exemplo, a rosca de parafuso pode ser maior ou menor ao longo de porções particulares do parafuso cônico). Em uma modalidade particular, o passo de rosca de um parafuso cônico particular pode diminuir ao longo do parafuso cônico a partir da porção de base para a porção de vértice. Em modalidades particulares, o primeiro e segundo parafusos cônicos são substancialmente idênticos estruturalmente (por exemplo, estruturalmente idênticos).

[59] Em modalidades particulares, os dois parafusos cônicos são orientados dentro da extrusora de parafuso duplo cônico de tal modo que a porção de base de cada parafuso é disposta adjacente a uma entrada (por exemplo, entrada) da extrusora de parafuso duplo cônico e a porção de vértice de cada parafuso é disposta adjacente a uma saída de extrusora dupla cônica. Em modalidades particulares, um eixo central do primeiro parafuso cônico forma um ângulo agudo com o eixo central do segundo parafuso cônico. Em várias modalidades, o primeiro e segundo parafusos cônicos são dispostos de modo que pelo menos uma porção da rosca do primeiro parafuso cônico acasala, pelo menos parcialmente, com (por exemplo, acasala com) pelo menos uma porção da rosca do segundo parafuso cônico. Em outras modalidades, pelo menos uma porção da rosca do primeiro parafuso cônico, pelo menos parcialmente, engata (por exemplo, engata com) pelo menos uma porção da rosca do segundo parafuso cônico.

[60] Em modalidades particulares, a extrusora de parafuso duplo cônico pode ser configurada para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos em um polímero fundido. Em tais modalidades, a extrusora de parafuso duplo cônico pode, por exemplo, gerar calor suficiente (por exemplo, por cisalhamento) para pelo menos substancialmente fundir (por exemplo, fundir) os flocos. Em modalidades particulares, a primeira extrusora é configurada para aumentar uma área de superfície do polímero fundido. Em várias modalidades, a concepção cônica da extrusora de parafuso duplo cônico pode resultar em um volume de admissão que é substancialmente maior (por exemplo, maior) do que um volume de descarga da extrusora de parafuso duplo cônico. Este volume de admissão mais elevado, em várias modalidades, pode resultar em uma taxa de transferência de volume elevada por rotação dos parafusos duplos cônicos. Em várias modalidades, a primeira extrusora é configurada para receber uma pluralidade de flocos de polímero (por exemplo, flocos de PET) através de uma primeira entrada de extrusora, fundir a pluralidade de flocos em um polímero fundido enquanto extrudindo a pluralidade de flocos, e passar o polímero fundido resultante através de uma saída extrusora.

[61] Em várias modalidades, a primeira extrusora compreende um sistema de regulação de pressão configurado para reduzir uma pressão dentro da primeira extrusora. Em uma modalidade particular, a primeira extrusora é equipada com uma bomba a vácuo adequada de tal modo que a bomba a vácuo está em comunicação com um interior do alojamento da primeira extrusora através de uma abertura adequada no alojamento da primeira extrusora. Ainda em outras modalidades, a primeira extrusora é equipada com uma série de bombas a vácuo. Em modalidades particulares, a bomba a vácuo é configurada para reduzir a pressão dentro do interior da primeira extrusora para uma pressão que é entre cerca de 0 milibares e cerca de 25 milibares (2500 Pa). Em outras modalidades, a bomba a vácuo é configurada para reduzir uma pressão dentro da primeira extrusora para entre cerca de 5 milibares (500 Pa) e cerca de 18 milibares (1800 Pa). Ainda em outras modalidades, a bomba a vácuo é configurada para reduzir uma pressão no interior da primeira extrusora para qualquer pressão adequada particular entre cerca de 0 milibares e cerca de 25 milibares (2500 Pa). Em várias modalidades, o vácuo de baixa pressão criado pela bomba a vácuo na primeira extrusora pode remover, por exemplo: (1) compostos orgânicos voláteis presentes no polímero fundido à medida que o polímero fundido passa através da primeira extrusora; e / ou (2) pelo menos uma porção de qualquer água intersticial que estava presente nos flocos úmidos quando os flocos úmidos entraram na primeira extrusora. Em várias modalidades, o vácuo de baixa pressão remove substancialmente toda (por exemplo, toda) a água e contaminantes da corrente de polímero. Em várias modalidades, a bomba a vácuo pode incluir qualquer bomba a vácuo adequada, tal como qualquer bomba a vácuo descrita acima ou qualquer outra bomba a vácuo adequada.

[62] Em modalidades em que o sistema inclui uma primeira extrusora diretamente acoplada à máquina de fiação, o processo pode incluir passar a pluralidade de flocos (por exemplo, uma pluralidade de flocos úmidos após um passo de lavagem) através da primeira extrusora para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos em um polímero fundido e remover pelo menos uma porção das impurezas do polímero fundido. O polímero fundido é então introduzido substancialmente diretamente (por exemplo, diretamente) na máquina de fiação para fiar em filamento de carpete contínuo volumoso. Conclusão

[63] Muitas modificações e outras modalidades da invenção virão à mente de um especialista na técnica à qual esta invenção pertence tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições anteriores e nos desenhos associados. Por exemplo, embora o sistema a vácuo discutido acima seja descrito como sendo configurado para manter a pressão nas câmeras abertas da extrusora de MRS até cerca de 1 milibar, em outras modalidades, o sistema a vácuo pode ser adaptado para manter a pressão nas câmeras abertas da extrusora de MRS em pressões superiores ou inferiores a 1 milibar. Por exemplo, o sistema a vácuo pode ser adaptado para manter esta pressão entre cerca de 0,5 milibares (50 Pa) e cerca de 12 milibares (1200 Pa).

[64] De modo semelhante, embora várias modalidades dos sistemas descritos acima podem ser adaptadas para produzir filamento de carpete a partir de PET substancialmente apenas reciclado (de modo que o filamento de carpete resultante compreenderia, consistiria de e / ou consistiria essencialmente de PET reciclado), em outras modalidades, o sistema pode ser adaptado para produzir filamentos de carpete a partir de uma combinação de PET reciclado e PET virgem. O filamento de carpete resultante pode, por exemplo, compreender, consistir de, e / ou consistir essencialmente de entre cerca de 80% e cerca de 100% de PET reciclado, e entre cerca de 0% e cerca de 20% de PET virgem.

[65] Além disso, embora várias modalidades sejam discutidas acima em relação à fabricação de filamentos de carpete a partir de PET, técnicas semelhantes podem ser utilizadas para produzir filamentos de carpete a partir de outros polímeros. De modo semelhante, embora várias modalidades sejam discutidas acima relativamente à fabricação de filamento de carpete a partir de PET, técnicas semelhantes podem ser utilizadas para produzir outros produtos a partir de PET ou outros polímeros.

[66] Além disso, deve ser entendido que várias modalidades podem omitir qualquer dos passos descritos acima ou adicionar passos adicionais.

Claims

1. Método para fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso, o método caracterizado pelo fato de que compreende: (A) lavar uma pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado; (B) fornecer um cristalizador de PET; (C) após a etapa de lavar uma pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado, passar pelo menos uma porção de flocos de PET reciclado através do cristalizador de PET para pelo menos parcialmente secar uma superfície da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado; (D) fornecer uma extrusora de área de superfície expandida (400), em que a extrusora de área de superfície expandida define uma entrada de extrusora de área de superfície expandida e uma saída de extrusora de área de superfície expandida e compreende: uma pluralidade de parafusos de satélite (425A-H), cada um da pluralidade de parafusos de satélite (425A- H) sendo pelo menos parcialmente alojado dentro de um respectivo tambor de extrusora e montado para rodar em torno do seu respectivo eixo central; e um sistema de suporte de extrusora de parafuso de satélite que é adaptado para rodar orbitalmente cada um da pluralidade de parafusos de satélite em torno de um eixo principal, conforme cada um da pluralidade de parafusos de satélite roda em torno de seu respectivo eixo central, o eixo principal sendo paralelo a cada eixo central respectivo; (E) fornecer um sistema de regulação de pressão (430) configurado para reduzir uma pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (F) fornecer uma máquina de fiação (500) que define uma entrada de máquina de fiação, em que a entrada de máquina de fiação está acoplada operativamente na saída da extrusora de área de superfície expandida; (G) usar o sistema de regulação de pressão (430) para reduzir a pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (H) depois de passar a pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET, passar a pluralidade de flocos compreendendo flocos PET através da extrusora de área de superfície expandida (400) pela entrada de extrusora de área de superfície expandida para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos para formar um polímero fundido de modo que pelo menos uma porção do polímero fundido passe através de cada um dos respectivos parafusos de satélite (425A-H); e (I) imediatamente depois de passar a pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida, utilizar a máquina de fiação (500) para formar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lavagem da pluralidade de flocos compreende misturar a pluralidade de flocos em uma série de tanques de lavagem.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lavagem da pluralidade de flocos compreende a lavagem da pluralidade de flocos em um banho cáustico aquecido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o banho cáustico aquecido é mantido a uma concentração entre 0,6% de hidróxido de sódio e 1,2% de hidróxido de sódio.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lavagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado compreende a lavagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado para remover pelo menos uma porção de um ou mais contaminantes de uma superfície da pluralidade de flocos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: a pluralidade de flocos compreende: uma primeira pluralidade de flocos que consistem essencialmente em PET; e uma segunda pluralidade de flocos que não consistem essencialmente em PET; o método compreende ainda, após a etapa de lavar a pluralidade de flocos: (i) varrer o grupo lavado de flocos para identificar a segunda pluralidade de flocos; e (ii) separar a segunda pluralidade de flocos da primeira pluralidade de flocos; e passar pelo menos uma porção da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET compreendendo passar a primeira pluralidade de flocos através do cristalizador de PET.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda moer uma pluralidade de garrafas de PET recicladas na pluralidade de flocos que compreendem PET reciclado.

8. Método de fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso, o método caracterizado pelo fato de que compreende: (A) fornecer um cristalizador de PET; (B) passar uma pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET para pelo menos parcialmente secar uma superfície da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado; (C) fornecer uma extrusora de área de superfície expandida (400), em que a extrusora de área de superfície expandida define uma entrada de extrusora de área de superfície expandida e uma saída de extrusora de área de superfície expandida e compreende: uma pluralidade de parafusos de satélite (425A-H), cada um da pluralidade de parafusos de satélite sendo pelo menos parcialmente alojado dentro de um respectivo tambor de extrusora e montado para rodar em torno do seu respectivo eixo central; e um sistema de suporte de extrusora de parafuso de satélite que é adaptado para rodar orbitalmente cada um da pluralidade de parafusos de satélite em torno de um eixo principal, conforme cada um da pluralidade de parafusos de satélite roda em torno de seu respectivo eixo central, o eixo principal sendo paralelo a cada eixo central respectivo; (D) fornecer um sistema de regulação de pressão (430) configurado para reduzir uma pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (E) fornecer uma máquina de fiação (500) que define uma entrada de máquina de fiação, em que a entrada de máquina de fiação está acoplada operativamente na saída da extrusora de área de superfície expandida; (F) usar o sistema de regulação de pressão (430) para reduzir a pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (G) depois de passar a pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET, passar a pluralidade de flocos compreendendo flocos PET através da extrusora de área de superfície expandida (400) pela entrada de extrusora de área de superfície expandida para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos para formar um polímero fundido de modo que pelo menos uma porção do polímero fundido passe através de cada respectivo parafuso de satélite (425A-H); e (H) imediatamente depois de passar a pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida (400), utilizar a máquina de fiação (500) para formar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, antes da etapa de passagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET, lavagem da pluralidade de flocos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a lavagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado compreende a lavagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado para remover pelo menos uma porção de um ou mais contaminantes de uma superfície da pluralidade de flocos.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda, antes da etapa de lavagem da pluralidade de flocos, moer uma pluralidade de garrafas de PET recicladas na pluralidade de flocos que compreendem PET reciclado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a lavagem da pluralidade de flocos compreende o uso de separação de densidade aquosa para separar restos de tampas de garrafas da pluralidade de garrafas de PET recicladas da pluralidade de flocos que compreendem PET reciclado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o método compreende a fabricação de filamentos de carpete contínuo volumoso a partir de PET 100% reciclado.

14. Método de fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso, o método caracterizado pelo fato de que compreende: (A) fornecer um cristalizador de PET; (B) passar uma pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET para pelo menos parcialmente secar uma superfície da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado; (C) fornecer uma extrusora de área de superfície expandida (400), em que a extrusora de área de superfície expandida (400) define uma entrada de extrusora de área de superfície expandida e uma saída de extrusora de área de superfície expandida e compreende: uma pluralidade de parafusos de satélite (425A-H), cada um da pluralidade de parafusos de satélite sendo pelo menos parcialmente alojado dentro de um respectivo tambor de extrusora e montado para rodar em torno do seu respectivo eixo central; e um sistema de suporte de extrusora de parafuso de satélite que é adaptado para rodar orbitalmente cada um da pluralidade de parafusos de satélite em torno de um eixo principal, conforme cada um da pluralidade de parafusos de satélite roda em torno de seu respectivo eixo central, o eixo principal sendo paralelo a cada eixo central respectivo; (D) fornecer um sistema de regulação de pressão (430) configurado para reduzir uma pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (E) fornecer uma máquina de fiação (500) que define uma entrada de máquina de fiação, em que a entrada de máquina de fiação está acoplada operativamente na saída da extrusora de área de superfície expandida; (F) usar o sistema de regulação de pressão (430) para reduzir a pressão dentro de pelo menos uma porção da extrusora de área de superfície expandida (400) abaixo de 25 milibares (2500 Pa); (G) depois de passar a pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET, passar a pluralidade de flocos compreendendo flocos de PET através da extrusora de área de superfície expandida (400) pela entrada de extrusora de área de superfície expandida para pelo menos parcialmente fundir a pluralidade de flocos para formar um polímero fundido de modo que pelo menos uma porção do polímero fundido passe através de cada respectivo parafuso de satélite (425A-H); e (H) após passar a pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida (400), filtrar o polímero fundido através de pelo menos um filtro (450); e (I) imediatamente depois de passar a pluralidade de flocos através da extrusora de área de superfície expandida (400) e filtrar o polímero fundido através de pelo menos um filtro (450), utilizar a máquina de fiação (500) para formar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um filtro (450) tem uma taxa de mícron menor que 50 micra.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda, antes da etapa de passagem da pluralidade de flocos compreendendo PET reciclado através do cristalizador de PET, lavagem da pluralidade de flocos.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, antes da etapa de lavagem da pluralidade de flocos, moer uma pluralidade de garrafas de PET recicladas na pluralidade de flocos que compreendem PET reciclado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o método compreende a fabricação de filamentos de carpete contínuo volumoso a partir de PET 100% reciclado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a fabricação de filamento de carpete contínuo volumoso a partir de PET 100% reciclado imediatamente após a extrusão do PET reciclado compreende girar o polímero fundido em filamento de carpete contínuo volumoso sem esfriar o polímero fundido.

20. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um filtro (450) compreende um filtro de tela de 40 micra seguido por um filtro de tela de 25 micra.