DE2621596A1

DE2621596A1 - Geschichtete, bindemittelfreie, zusammenhaengende pellets und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2621596A1
Application number: DE19762621596
Authority: DE
Inventors: Frank Edward Hoffman
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-05-15
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1976-12-02
Also published as: IT1063588B; DE2621596C2; JPS601167B2; JPS51139855A; NL7605164A; FR2310852A1; CA1089616A; FR2310852B1; LU74956A1; GB1515438A

Description

Patentanwälte:

Dr. Ing. Wn?u
Dr. D^;Gtu; f. Nort

Dr H*r**-A. Brauns ii». Mai 1976

i «.«—**·· . FD-2509-A

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 1Oth and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A,

Geschichtete, bindemittelfreie, zusammenhängende Pellets und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft geschichtete Pellets aus kristalliner Äthylenterephthalat-Polyesterfolie sowie verbesserte Verfahren zur Festphasenpolymsrisation und zum Trocknen von Polyethylenterephthalat) , welches nachstehend als PET abgekürzt wird, und zwar insbesondere die Festphasenpolymerisation von PET-Abfallmaterial.

Bei der Herstellung von PET-Folie fallen erhebliche Mengen von Abfall an. So kann z.B. die Menge an Anfahrabfall, Schneidabfall und Ausschussfolie bis zu 50 % der Erzeugung von biaxial orientierter PET-Folie betragen. Es sind bereits verschiedene Methoden vorgeschlagen worden, um diesen Abfall zurückzugewinnen oder in Kreislauf zu führen, um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu verbessern.

Lineare Polyester, die mehrere Tage unter atmosphärischen Bedingungen gelagert werden, absorbieren bis zu 0,4 % oder mehr

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ihres Eigengewichts an Wasser. Beim Wiederaufschmelzen solcher Polyester zwecks Rückgewinnung und Wiederverwendung kann dieses absorbierte Wasser zum Rückgang der anfänglichen Intrinsic-Viscosität um bis zu 20 % (also zu einer erheblichen Abnahme des Molekulargewichts) führen. Die meisten technisch durchführbaren Verfahren zur Rückgewinnung oder Wiederverwendung erfordern daher, dass der Polyester vor dem Schmelzen getrocknet und/oder weiterpolymerisiert wird, damit die Viscosität nicht unter die für die Faser- oder Folienerzeugung erforderlichen Werte sinkt.

Da die Geschwindigkeit des Trocknens und der Polymerisation von der Diffusionsgeschwindigkeit der flüchtigen Stoffe, insbesondere von absorbiertem Wasser sowie dem Glykol und dem Wasser, die bei der Weiterpolymerisation des Polyesters durch Kondensation in Freiheit gesetzt werden, aus der Masse des Polyesters abhängt, war es bisher üblich, die Folie oder das sonstige Polyestermaterial fein zu vermählen. So wird gemäss der US-PS 2 503 251, die auf die Notwendigkeit des Trocknens hinweist, um die Viscosität beim Schmelzen aufrechtzuerhalten, der Polyester zu einem feinen Pulver vermählen. In neuerer Zeit beschreibt die US-PS 3 657 388 die Verdichtung des Polyesters in einem "pulverförmigen oder sehr feinkörnigen" Zustand zu Teilchen. Verfahren zum Umwandeln des Polyesters in diese feinteiligen Formen sind in bezug auf den Energieverbrauch kostspielig und können zu unerwünschten Nebenreaktionen führen, bei denen sich Farbe und dergleichen in den Polyestern entwickelt. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ermöglicht die Umwandlung von kristallinem Polyesterfolienabfall von niedriger Schüttdichte in eine leicht zu handhabende Form unter geringstmöglicher Einbuße an Trockengeschwindigkeit, Polymerisationsgeschwindigkeit in festem Zustand und Lösungszeit des geschmolzenen Polyesters in heissen Gemischen aus Glykol und Monomerem für die Glykolyse zu Monomerem.

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Die US-PS 3 767 601 beschreibt eine aussichtsreiche Methode zur Rückgewinnung von Allzweck-PET-Folienabfall mit einer typischen Intrinsic-Viscosität von etwa 0,50 bis O_}56 durch Zerkleinern des Abfalls zu Flocken und Durchführung der Festphasenpolymerisation an den Flocken in Gegenwart eines Spülgases, um die Intrinsic-Viscosität des PET zu erhöhen. Der dabei erhaltene Abfall kann dann durch Schmelzstrangpressen zu Produkten wiederaufgearbeitet werden, bei denen die für ein PET von hohem Molekulargewicht charakteristischen Eigenschaften erforderlich sind. Zum Beispiel kann auf diese Weise zurückgewonnenes PET mit einer Intrinsic-Viscosität von etwas mehr als 0,70 zur Herstellung von heissverschweissbarer, warmschrumpfbarer Folie verwendet werden.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dünne PET-Flocken eine so geringe Schüttdichte aufweisen, die in typischer Weise im Bereich von 40 bis 80 kg/m liegt, dass ein zu grosser Reaktor oder Trockner erforderlich ist, um eine für die Praxis geeignete Produktionshöhe zu erreichen. Ferner kann die niedrige Schüttdichte zu Schwierigkeiten bei der Hantierung des Gutes führen, die dem ganzen Verfahren Grenzen setzen. So ist es z.B. schwierig, einen grossen Ansatz von Flocken von geringer Dichte, z.B. in einem Drehofen der Bauart Knox oder unter vermindertem Druck, ausreichend in Bewegung zu halten, um eine - gleichmässige Einwirkung des Spülgases zu erzielen, und die Flocken von niedriger Dichte können Durchgangskanäle verstopfen oder von dem Spülgasstrom mitgenommen werden, so dass sie die Abzugsöffnungen verstopfen, durch die das Spülgas abgeleitet wird.

Um diese Probleme zu lösen, könnte man zerkleinerten Abfall aus der Schmelze zu massiven Körnern oder Pellets strangpressen und diese dann der Festphasenpolymerisation unterwerfen. Jedoch ist die Reaktionsgeschwindigkeit dann durch die verhältnismässig langsame Diffusion des Äthylenglykols und des Was-

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sers, die als Nebenprodukte entstehen, an die Oberfläche des Abfalls, wo sie in Freiheit gesetzt werden, begrenzt. Daher geht die Verwendung des Abfalls in Form grösserer Stücke auf Kosten der Reaktionsgeschwindigkeit, wodurch in der Praxis die Investitionskosten für eine Anlage mit einer gegebenen Erzeugungsgeschwindigkeit erhöht werden.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem verbesserten Festphasenpolymerisationsverfahren, bei dem die gleichen Polymerisationsgeschwindigkeiten erzielt werden wie mit feinteiligem PET-Abfall, das aber nicht von den praktischen Schwierigkeiten eines solchen Verfahrens begleitet ist.

Die Erfindung stellt geschichtete Pellets von PET-Folienabfall sowie ein Verfahren"zum Trocknen und zur Festphasenpolymerisation zur Verfügung, bei dem die Pellets auf eine Temperatur von etwa 50° C bis unter dem Schmelzpunkt des Äthylenterephthalat-Polyesters, meist auf 140 bis 250° C, erhitzt und die flüchtigen Stoffe kontinuierlich abgezogen werden. Der PET-Abfall wird in die Form von bindemittelfreien, geschichteten Pellets übergeführt, die aus mechanisch ineinandergreifenden PET-Flocken bestehen.

Als "''Schüttdichte¹¹ wird hier die Dichte einer Masse von einzelnen Teilchen, wie Flocken oder Pellets, bezeichnet.

Der Ausdruck "geschichtet" bedeutet, dass die Einzelteilchen, aus denen das Pellet zusammengesetzt ist, ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweisen, wie Flocken oder Folienabfälle.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können Trocknungs- und Polymerisationsgeschwindigkeiten erreicht werden, die sich den Trocknungs- und Polymerisationsgeschwindigkeiten der Flocken als solche annähern, ohne dass dabei die

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Schwierigkeiten auftreten, die sich bei der Verarbeitung von Flockenmaterial zeigen» Die Pellets haben genügende Festigkeit-, um das Stürzen, Mischen oder die Routinehandhabung bei dem Verfahren ohne wesentlichen Zerfall auszuhalten und lassen sich trotzdem nach Beendigung der Trocknung oder Polymerisation gegebenenfalls leicht zerbrechen.

Das Verfahren eignet sich besonders für die Trocknung und Festphasenpolymerisation von aus Abfall hergestellten Pellets, wofür es nachstehend beschrieben wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt ein poröses, geschichtetes Pellet gemäss der Er-"findung.

Fig. 2 zeigt in Form eines Diagramms die Beziehung zwischen der Schüttdichte von Folienflocken und Pellets gemäss der Erfindung und der Dicke der Folienflocken.

Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms die Beziehung zwischen der Fe.stphasenpolymerisationsgeschwindigkeit und der Dicke der PET-Folienflocken.

Die Pellets gemäss der Erfindung sind geschichtet und bestehen aus mechanisch ineinandergreifenden PET-Flocken. Die Pellets enthalten kein Bindemittel, welches Verunreinigungen einführen würde, die die Verwendung des Produkts der Festphasenreaktion beschränken würden, und sind im Inneren durch Ineinandergreifen der einzelnen Flocken so verfestigt, dass sie einen genügenden Zusammenhalt aufweisen, um das Stürzen usw. beim Festphasenpolymerisationsverfahren auszuhalten.

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Um die Pellets herzustellen, werden mindestens teilweise kristalline, (d.h. zu mindestens 25 bis 30 % kristalline) PET-Abfälle bei der Herstellung von orientierter Folie gesammelt, zu geeigneter Flockenform, z.B. mit Hilfe eines rotierenden Schneidgerätes, zerschnitzelt und dann einer Pelletierungsmühle zugeführt. Flocken, die in ihren beiden planaren Abmessungen etwa 1,5 bis 10 mm lang sind, werden zur Herstellung der Pellets bevorzugt. Es wurde gefunden, dass PET-Flocken, die durch ein Sieb mit 9,5 mm Maschenweite hindurchgehen, sich besonders gut zur Herstellung von Pellets eignen. Diese Flocken enthalten Teilchen von unterschiedlicher Form von der Gestalt von faserartigen Strängen bis zur Gestalt von kreis,-förmigen Plättchen. Die Pellets gemäss der Erfindung sind in Fig. 1 erläutert. Das Pellet 10 besteht in typischer Weise aus einer Anzahl von Plättchen 11, 11a, 11b, 11c ... 11n. Die Plättchen greifen infolge von geringen Kräuselungen und Auszackungen 12 an den Rändern und, bei dünneren Plättchen, durch mechanische Kontaktbindung an der Oberfläche durch Kreppung ineinander ein, wodurch das Gleiten längs Gleitebenen vermindert wird, so dass die Pellets sich nicht zu leicht zerreiben lassen.

Während die Schüttdichte der Flocken mit der Foliendicke variiert, bleibt die Schüttdichte von aus den Flocken hergestellten Pellets einigermassen konstant. Typische Schüttdichten von Flocken und Pellets, die aus Folien von 6,4 μ, 19 u bzw. 50 u Dicke hergestellt worden sind, ergeben sich aus Tabelle I.

Tabelle I

	Schüttdichte,	kg/m³
Foliendicke, u	Folienflocken	Pellets
6,4 19 50	16-17,6 40-80 .-,224	400-432 400-432 400-432

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Aus Tabelle I ist ersichtlich, dass die verhältnismässige Erhöhung der Schüttdichte, die durch Pelletieren der Flocken erreicht wird, mit zunehmender Foliendicke abnimmt. Die Beziehung von Foliendicke zu Schüttdichte ist graphisch in Fig. 2 dargestellt, deren Kurve I diese Beziehung für aus dem Zerkleinerungsgerät kommende Folienflocken und deren Kurve II diese Beziehung für Pellets zeigt, die in einer Pelletierungsvorrichtung aus Flocken hergestellt worden sind. Für praktische Zwecke ist die Erhöhung der Schüttdichte, die man bei einer Folie erreichen kann, die dicker als 125 μ ist, im allgemeinen so gering, dass das Pelletieren solchen Abfalls keinen wirtschaftlichen Wert hat.

Bevorzugte Pelletierungsmühlen haben einen rotierenden oder ortsfesten perforierten Formring, eine durch den Formring begrenzte Innenkammer, am inneren Umfang des Formringes angeordnete Verdichtungsrollen und ein einstellbares rotierendes oder ortsfestes Messer am äusseren Umfang des Forniringes. Um die Pellets herzustellen, wird die Innenkammer der Pelletierungsmühle mit Flocken von einem Kristallinitätsgrad von vorzugsweise mindestens 25 bis 30 % beschickt, und diese Flocken werden von den Verdichtungsrollen nach aussen durch die Löcher des Formringes getrieben, wo das Messer die verdichteten Flokken zu Pellets von der gewünschten Länge zerschneidet. Geeignete Pelletierungsmühlen dieser Bauart sind in der einschlägigen Technik bekannt. Zur Herstellung von Pellets von geeigneter Grosse werden Formringe mit Löchern mit Durchmessern von etwa 4 bis 7 mm bevorzugt.

Die in der Pelletierungsmühle geleistete Arbeit, die die Flocken durch geringe Verformung zum mechanischen Ineinandergreifen bringt, führt zu einem durch die Reibung zwischen den einzelnen Flocken und zwischen den Flocken und den Wandungen der Formlöcher verursachten Temperaturanstieg. Wenn die Temperatur über etwa 180° C ansteigt, kommt es zu einem uner-

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wünschten Verschmelzen zwischen den einzelnen Flocken.

Es wurde gefunden, dass Pellets, die aus kristallinen Flocken unterhalb etwa 180° C und vorzugsweise im Bereich von 130 bis 160° C, in solchen Pelletierungsmühlen hergestellt worden sind, genügend Zusammenhalt aufweisen, um die mechanische Hantierung bei der Festphasenpolymerisation auszuhalten, und sich trotzdem gegebenenfalls danach zerbröckeln lassen. Diese Pellets, die in typischer Weise Durchmesser von etwa 2 bis 7 mm und Längen von etwa 6 bis 13 mm aufweisen, werden bevorzugt, da ein Verschmelzen zwischen den Flocken von nennenswertem Ausmaß die Porosität der Pellets verringern und die effektive Teilchengrösse erhöhen kann, wodurch die Festphasenpolymerisationsgeschwindigkeit vermindert wird.

Wie im vorhergehenden Absatz erwähnt, weisen die Pellets gemäss der Erfindung einen solchen Zusammenhalt auf, dass sie Hantierungsvorgänge, wie beim Trocknen und der Festphasenpolymerisation, aushalten, sich aber trotzdem gegebenenfalls leicht zerbrechen lassen. Das Zerbrechen kann erfolgen, indem aian die Pellets in einem Luftfördersystem durch Gebläse leitet. Kurve III der Fig. 2 zeigt die Schüttdichte von Pellets nach einer Kollision mit Gebläseflügeln, und Kurve IV zeigt die Schüttdichte nach der dritten Kollision mit Gebläseflügeln, beide als Funktion der Dicke der Folienflocken, aus denen die Pellets hergestellt worden sind.

Meist ist es erwünscht, ein Verschmelzen zwischen den das Pellet bildenden Flocken zu vermeiden; unter Umständen kann es jedoch von Vorteil sein, Pellets mit nur einem geringen Grad von Verschmelzung herzustellen, die «ine grobe Hantierung nach Beendigung des Trocknens oder einer Festphasenpolymerisationsreaktion aushalten. In diesem Falle kann ein geringes Ausmaß von Verschmelzen an den Rändern der Pellets durch Vorerhitzen der Flocken, Vergrösserung der Formlochlänge oder Be-

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treiben der Pelletierungsmühle bei etwas erhöhten Temperaturen erzielt werden. Eine Pelletierungsmühle, wie sie in der US-PS 3 389 203 beschrieben ist, die über dem Schmelzpunkt des Polymeren arbeitet, kann daher im Sinne der Erfindung, nicht in zufriedenstellender Weise verwendet werden. Das Schmelzen verringert die Porosität der Teilchen und vermindert die Geschwindigkeit der Festphasenpolymerisation und der Trocknung.

Die Festphasenpolymerisationsreaktion wird durchgeführt, indem man PET-Abfallpellets kontinuierlich, oder vorzugsweise ansatzweise, einem luftdichten Reaktionsgefäss zuführt, das auf etwa 175 bis 250 C, vorzugsweise aber nicht über 220 C, gehalten wird. Die Pellets verbleiben in dem Gefäss etwa 4 bis 10 Stunden, bis das PET das gewünschte Molekulargewicht erreicht hat. Bei der Reaktion werden die Reaktionsnebenprodukte, zu denen Äthylenglykol und Wasser gehören, kontinuierlich abgezogen, um die Reaktion fortschreiten zu lassen. Die Reaktionsnebenprodukte werden zweckmässig abgetrieben, indem man ein trockenes, inertes Spülgas, wie Stickstoff oder Argon, durch die Reaktionskammer leitet oder, vorzugsweise, indem man die Reaktion im Vakuum, z.B. unter einem Druck von 3 mm Quecksilbersäule oder weniger, durchführt.

Beim Trocknen oder bei der Festphasenpolymerisation werden die PET-Pellets ständig in Bewegung gehalten, um den Reaktorinhalt möglichst gleichmässig der Einwirkung des Spülgases oder des Vakuums auszusetzen. Man kann mit Vorteil einen Drehofen, einen Umwälztrockner oder eine ähnliche Anlage verwenden.

Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms die Beziehung zwischen der Polymerisationsgeschwindigkeit von PET-Flocken (auf der Abszisse) und der Dicke der Flocken, aus denen die Pellets hergestellt worden sind (auf der Ordinate) für Festphasenpolymerisationsreaktionen, die bei 220° C unter einem Druck von 0_f01 bis 1 mm Quecksilbersäule (d.h. unter typischen Reak-

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tionsbedingungen) durchgeführt werden. Die auf der Abszisse
aufgetragene "Polymerisationsgeschwindigkeit" ist ein Maß für die Änderung der Intrinsic-Viscosität des Polyesters je Stunde (Δΐ.ν./h), wobei die Intrinsic-Viscosität in g/dl an
einer Lösung in einem Gemisch aus 40 Gewichtsteilen Tetrachloräthan und 60 Gewichtsteilen Phenol bei 25 C bestimmt
wird, wie es in der US-PS 3 627 579 beschrieben ist, die die
Bestimmung der Intrinsic-Viscosität aus Einzelwerten der relativen Viscosität offenbart. Auf der Ordinate sind die Flockendicken von 2,5 bis 5000 μ logarithmisch aufgetragen. Die Foliendicke, aus der die Pellets hergestellt werden, bestimmt
die Geschwindigkeit, mit der Äthylenglykol und Wasser aus den Pellets herausdiffundieren können.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Polymerisationsgeschwindigkeit der PET-FIocken mit zunehmender Flockendicke abnimmt. Wenn man aber die hier beschriebenen Pellets verwendet, hängt die Polymerisationsgeschwindigkeit nicht von den Abmessungen
der Pellets ab, wie es bei massiven Pellets der Fall sein würde; denn die Pellets sind so porös, dass die Polymerisationsgeschwindigkeit sich derjenigen der einzelnen Flocken annähern kann, besonders wenn man die bevorzugten, unverschmolzenen
■Pellets verwendet. Typische Pellets haben z.B. eine Polymerisationsgeschwindigkeit, die um 0,015 Einheiten der Intrinsic-Viscosität je Stunde höher ist als diejenige von unpelletierten Flocken.

Die Pellets haben praktischen Wert für die Erhöhung der
Intrinsic-Viscosität von dünner Folie, z.B. Folie von 2 bis
50 μ Dicke, können aber auch mit Vorteil aus dickeren Folienabfällen hergestellt werden. In einem typischen Fall wird das Verfahren angewandt, um die Intrinsic-Viscosität von Folienabfall von einem Wert von etwa 0,50 bis 0,60 auf einen Wert
von etwa 0,65 bis 1,0 oder mehr zu erhöhen, was von dem beabsichtigten Verwendungszweck abhängt. So kann man z.B. die

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Intrinsic-Viscosität auf etwas über 0,65 erhöhen, wenn der Abfall zum erneuten Strangpressen und zur uniaxialen Dehnung zur Verwendung als Folienband bestimmt ist; die Intrinsic-Viscosität kann etwas über 0,70 erhöht werden, wenn der Abfall zum erneuten Strangpressen und zur biaxialen Dehnung zur Verwendung als warmschrumpfbare, heißsiegelbare Folie bestimmt ist, und die Intrinsic-Viscosität kann auf etwas über 0,82 erhöht werden, wenn die Folie zum erneuten Strangpressen und zum biaxialen Dehnen zur Verwendung als Folie von hoher Sandloch-Biegefestigkeit bestimmt ist. Wenn der Abfall zu frischem PET zugesetzt werden soll, kann das Verfahren angewandt werden, um das Absinken der Intrinsic-Viscosität, das bei der ursprünglichen Herstellung des Abfalls auftritt, auszugleichen.

Der Ausdruck "Poly-(äthylenterephthalat)", PET, bezieht sich auf Polyester von der gleichen Struktur wie der durch Polykondensation von Äthylenglykol und Terephthalsäure erhaltene Polyester. Es wird angenommen, dass die Erfindung in gleicher Weise auf Polyester und Copolyester anwendbar ist, die in ihrer Struktur dem PET ähneln und sich durch Festphasenpolymerisation rückgewinnen lassen, wie Homopolyester und Copolyester von aromatischen Dicarbonsäuren, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Bibenzoesäure und Naphthalindicarbonsäuren, insbesondere den 2,6-, 2,7- und -1,5-Isomeren, mit C₁- bis C₁₀-Glykolen, wie Äthylenglykol, Tetramethylenglykol und-Cyclohexandimethanol. Die Folie soll mindestens etwas kristallin sein und vorzugsweise einen Kristallinitätsgrad von mindestens etwa 25 bis JO % aufweisen, um das Festhaften und Agglomerieren zu vermeiden.

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Beispiel

A. PET-Folie von einer Dicke von 19 μ und einer Intrinsic-Viscosität von 0,55 wird in einem 60 cm-Zerkleinerungsgerät der Bauart Sprout-Waldron, das mit einem Sieb mit Maschen-Öffnungen von 9,5 mm ausgestattet.ist, zerschnitzelt. Der Rotor arbeitet mit 1200 U/min, und durch das Sieb werden 4,8 nr⁵ Luft je Minute geleitet. Die Durchsatzgeschwindigkeit beträgt 590 kg/h und die Schüttdichte der entstehenden Flocken 76 kg/m³.

0,1 m (7,6 kg) Flocken werden einem Umwälz-Vakuumtrockner der Bauart Patterson Kelly zugeführt. Der Trockner wird dann unter einem Druck von 0,01 bis 0,5 mm Hg abs. auf 220° C erhitzt, und die Flocken verweilen 4 Stunden in dem Trockner, worauf sie die Trocknungstemperatur erreicht haben. Die so erhaltenen Flocken haben eine Intrinsic-Viscosität von 0,99. Durch Berechnung wird eine Polymerisationsgeschwindigkeit von 0,11 Einheitei. der Intrinsic-Viscosität je Stunde festgestellt.

B. Ein Teil der in dem Zerkleinerer der Bauart Sprout-Waldron hergestellten PET-Flocken wird einer Pelletierungsmühle (Modell CMFB California) mit einem Formring zugeführt, dessen Löcher Durchmesser von 4,75 mm und Längen von 6 mm haben. Die Mühle arbeitet mit einem Durchsatz von 200 kg/h und erzeugt Pellets mit einem Durchmesser von 4,75 mm und einer Länge von 12,7 mm bei 135° C. Die Pellets lassen sich leicht aus einem Sammelbehälter austragen und zeigen eine bedeutend geringere Neigung zum Verstopfen der Durchtrittskanäle und Abzugsöffnungen als die Flocken, aus denen die Pellets hergestellt worden sind.

Ein Umwälz-Vakuumtrockner der Bauart Patterson Kelly wird mit 0,1 τα? (41 kg) dieser Pellets beschickt. Der Trockner wird dann unter einem Druck von 0,01 bis 0,5 mm Hg abs. auf 220° C

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erhitzt, und die Pellets verweilen 4 Stunden in dem Trockner, worauf sie die Trocknertemperatur erreicht haben. Die so erhaltenen Pellets zeigen eine Intrinsic-Viscosität von 0,95. Durch Berechnung wird festgestellt, dass die Polymerisationsgeschwindigkeit 0,10 beträgt, also fast ebenso gross ist wie die Polymerisationsgeschwindigkeit der in Teil A beschriebenen Flocken. Die Pellets bleiben praktisch unversehrt.

C. Polymerisierte Pellets gemäss Teil B werden durch ein Fördergebläse geleitet. Die Schüttdichte wird auf 224 kg/m herabgesetzt. Nach weiteren Durchgängen durch das Gebläse fällt die Schüttdichte auf 144 kg/m^. Die Abnahme in der Schüttdichte zeigt, dass die Pellets sich nach Beendigung der Festphasenpolymerisation gegebenenfalls leicht durch Hindurchleiten durch Gebläse zerbrechen lassen (vgl. Fig. 2).

Dieses Beispiel erläutert, dass die Polymerisationsgeschwindigkeit der Pellets derjenigen der Flocken vergleichbar ist. Sowohl die Polymerisationsgeschwindigkeit der Flocken als auch diejenige der Pellets liegt etwas unter der aus dem Diagramm vorausgesagten Polymerisationsgeschwindigkeit, offensichtlich infolge schlechter Temperatursteuerung in dem Trockner.

Das Trocknen, das normalerweise anderen Verfahren vorausgeht, kann als gesonderter Arbeitsvorgang durchgeführt oder mit der Festphasenpolymerisation, aber bei einer etwas niedrigeren Temperatur, zusammengefasst werden. Im allgemeinen kann der Trocknungsvorgang mit der Festphasenpolymerisation zu einem Arbeitsvorgang vereinigt werden, wenn die Trocknung bei Temperaturen bis etwa 140° C in einer trockenen, inerten Atmosphäre unter einem Druck von 100 mm Quecksilbersäule oder weniger oder aber in einem Strom eines trockenen, heissen, inerten Spülgases, wie Luft oder Stickstoff, durchgeführt wird.

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Die zweitstufige Polymerisation wird vorzugsweise bei Temperaturen in der Grössenordnung von 200 bis 220° C durchgeführt, jedoch unter Ausschluss von Sauerstoff, z.B. Luft.

Tabelle II zeigt typische Trocknungszeiten für Folienflocken von verschiedenen Dicken und Pellets zweier verschiedener Arten.

Tabelle II

Zum Trocknen von PET von 0,30 % H₂O auf 0,01 % H₂O bei 140° C in einem trockenen Stickstoffstrom erforderliche Zeit

Dicke, μ

25

50 250 750

(Λ }

Massive Pellets ^K ' Verdichtete Pellets

^ ' Die massiven Pellets sind iia wesentlichen zylindrische, durch Strangpressen von PET aus der Schmelze hergestellte Stäbe von 3 mm Durchmesser und 3 mm Länge.

' ' Die verdichteten Pellets sind aus 38 μ dicker Folie ■ gemäss der Erfindung hergestellt worden.

Zeit,	min
2
3
4
9	,3
13	,4
45
9

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Claims

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Patentansprüche

Geschichtete, bindemittelfreie, zusammenhängende Pellets, gekennzeichnet durch mechanisch ineinandergreifende Flocken aus kristalliner Äthylenterephthalat-Polyesterfolie.
2. Pellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienflocken in beiden ihrer planaren Abmessungen 1,5 bis 10 mm lang sind und die Pellets einen Durchmesser von etwa 2 bis 7 mm und eine Länge von etwa 6 bis 13 mm haben.
3. Pellets nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flocken höchstens 125 u dick sind.
4. Pellets nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flocken 2 bis 50 u dick sind.
5. Verfahren zur Herstellung von Pellets gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man kristalline Athylenterephthalat -Polyesterfolie zu Flocken zerkleinert, die Flocken zu einem Erzeugnis von linearem, zusammenhängendem, geschichtetem Aufbau verdichtet, bei dem die Flocken ineinandergreifen, und das verdichtete Erzeugnis durch Scherung in Pellets überführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Temperatur unter 180° C hält.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man es bei Temperaturen im Bereich von 130 bis 160 C durchführt.
8. Verfahren zum Zerkleinern von kristalliner Äthylenterephthalat-Polyesterfolie zu Flocken und zum kontinuierlichen Abtreiben der flüchtigen Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass man

(a) die Flocken in geschichtete, bindemittelfreie, zusammenhängende Pellets aus ineinandergreifenden Flocken überführt,

(b) durch Erhitzen in einer inerten Atmosphäre aus den Pellets die flüchtigen Stoffe abtreibt und

(c) die Pellets von der die flüchtigen Stoffe enthaltenden Atmosphäre abtrennt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als flüchtige Stoffe das bei der Kondensationsreaktion des Athylenterephthalats in dem Polyester entstehende Äthylenglykol abtreibt, und dadurch das Molekulargewicht des Polyesters erhöht.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als flüchtige Stoffe Wasser abtreibt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man das inerte Gas unter einem Druck von 0,01 bis 1 mm Quecksilbersäule zur Anwendung bringt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als inerte Atmosphäre einen Gasstrom aus trockener Luft oder trockenem Stickstoff verwendet.

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13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man von Flocken ausgeht, die in ihren beiden planaren Abmessungen etwa 1,5 bis 10 mm lang sind, Pellets mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 7 mm und einer Länge von 6 bis 13 mm herstellt und die Folie auf eine Temperatur von etwa 50° C bis unter dem ί
lat-Polyescers erhitzt.

wa 50° C bis unter dem Schmelzpunkt des Äthylenterephtha-
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man auf Temperaturen von 140 bis 250° C erhitzt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man auf Temperaturen von 175 bis 220^a C erhitzt.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man von Flocken ausgeht, die höchstens 125 u dick sind.
17· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man von Flocken ausgeht, die 2 bis 50 u dick sind.
18. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen ohne Verschmelzen der Flocken in den Pellets durchgeführt wird.

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