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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verarbeitung von
Polyethylenterephthalat-(PET-)Material, sowie das durch ein solches
Verfahren hergestellte Material, und insbesondere die Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verarbeitung
von Verbraucher- und Nicht-Verbraucher-Polyethylenterephthalat-(PET-)Material,
insbesondere für
die Verwendung in Verbindung mit der Fertigung oder Herstellung
von hochleistungsfähigen
Riemen, sowie die durch ein solches Verfahren hergestellten hochleistungsfähigen Riemen.
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Verbraucher-Polyethylenterephthalat
(PET), das in erster Linie durch Softdrink-Kunststoffflaschen geliefert
wird oder von diesen abgeleitet wird, kann leicht aus Materialrückgewinnungsanlagen
erhalten werden. Solches Material zeigt relativ niedrige und heterogene
Grenzviskositäts-(IV-)Werte,
und in der Vergangenheit verhinderte diese Charakteristik, dass PET
direkt zur Herstellung von Produkten verwendet wird, wie zum Beispiel
von hochleistungsfähigen Kunststoffriemen,
die in der Tat relativ hohe und einheitliche Grenzviskositäts-(IV-)Werte
erfordern. Es war eine der Erkenntnisse der in der
EP-A-0 856 537 offenbarten
Erfindung, dass eine solche Heterogenität der Grenzviskositäts-(IV-)Werte
des PET-Materials in der Tat die Herstellung von hochleistungsfähigen Riemen
nicht negativ beeinflusste, und die vorliegende Erfindung umfasst
eine weitere Verbesserung bei der Verarbeitung von derartigem PET-Material.
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Gemäß den Verarbeitungstechniken
des Stands der Technik wurde das PET-Material, ob es sich nun um
Verbraucher und/oder Nicht-Verbraucher-Material handelt, zu Beginn
zu Flocken und Blöcken
zerkleinert, und die Flocken und Blöcke wurden zu Pellets extrudiert.
Das zerkleinerte PET-Material hatte einen relativ niedrigen und
breiten Bereich der IV-Werte, weil die verschiedenen Softdrink-Flaschen beispielsweise
durch unterschiedliche Unternehmen unter Verwendung unterschiedlicher
Materialien hergestellt wurden, welche unterschiedliche IV-Werte zeigten.
Die IV-Werte lagen üblicherweise
innerhalb eines Bereich von 0,65-0,80 dl/g. In Übereinstimmung mit solchen
Verarbeitungstechniken des Stands der Technik nahm man weiterhin
an, dass es zur Herstellung eines hochleistungsfähigen Produkts, wie zum Beispiel
eines hochleistungsfähigen Kunststoffriemens
aus solchen Verbraucher-PET-Materialien
notwendig war, dass die Materialien einen relativ hohen und schmalen
Bereich der IV-Werte nach der Festphasenverarbeitung zeigen oder
erzielen, welche daher als einen ersten Schritt die Pelletisierung
der Flocken erforderte, bevor mit der Festphasenpolymerisation begonnen
wurde. Wenn die PET-Pellets
danach einer Festphasenpolymerisation (SSP) unterworfen werden,
würden
die IV-Werte der Pellets ansteigen und einen relativ hohen und schmalen
Bereich der IV-Werte zeigen, wodurch solche verbesserten Pellets
dann zur Herstellung von hochleistungsfähigen Produkten, wie zum Beispiel
von hochleistungsfähigen
Riemen verwendet werden könnten.
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Wie
hierin zuvor erwähnt,
begann in Übereinstimmung
mit den genannten Verarbeitungstechniken des Stands der Technik
die Festphasenpolymerisation (SSP) der PET-Materialien mit Pellets von gleichförmiger Geometrie.
Eine solche Festphasenpolymerisation (SSP) des Stands der Technik
der Pellets erforderte allerdings einen ungeheuren Zeitaufwand,
nämlich
etwa zwölf
bis neunzehn Stunden bis zur Fertigstellung, um die gewünschten
Riemen herzustellen, und es war nicht ersichtlich bis zu der innerhalb
der vorgenannten
EP-A-0
856 537 offenbarten Erfindung, dass eine heterogene Mischung von
Flocken und blockähnlichen
PET-Materialien einer direkten Festphasenpolymerisation unterzogen werden könnte, ohne
notwendigerweise zuerst pelletisiert zu werden, und zwar bei den
gleichen oder höheren
mittleren IV-Werten wie bei den Pellets des Stands der Technik und
in einer wesentlich schnelleren Weise, das heisst, in einer Größenordnung
von einem Viertel der Zeit, die für die Festphasenpolymerisation
der Pelletmaterialien erforderlich ist.
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Insbesondere
zeigten zwar die resultierenden Riemen des Stands der Technik mittlere
IV-Werte, die nicht höher
als 0,90 dl/g waren, doch zeigten hochleistungsfähige Kunststoffriemen, die
gemäß den innerhalb
der vorgenannten
EP-A-0
856 537 offenbarten Verarbeitungstechniken angefertigt
wurden, mittlere IV-Werte,
welche höher
als 0,90 dl/g waren. Daher könnten
gemäß den Lehren
der
EP-A-0 856 537 hochleistungsfähige Kunststoffriemen
kommerziell in einer ökonomischen
Weise unter Verwendung von PET-Materialien mit einer relativ breiten Verteilung
der IV-Werte und als ein Ergebnis der Unterziehung einer Festphasenpolymerisation
direkt von geflockten Materalien, welche nicht zuerst pelletisiert
werden müssen,
gefertigt werden.
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Während die
Festphasenpolymerisationsverarbeitung von PET-Flockenmaterialien
und die Herstellung des resultierenden hochleistungsfähigen Kunststoffriemens,
wie in der
EP-A-0 856
537 offenbart, ziemlich erfolgreich war und zu der Bereitstellung
von überaus
brauchbaren Kunststoffriemen führte,
stellte man fest, dass das Verfahren von der Effizienz- und der
Materialdurchfluss-Produktionsbasis mit einer verringerten Produktions-Stillstandszeit weiter
verbessert werden kann. Wenn zum Beispiel die PET-Materialien, die
verwendet werden sollen, tatsächlich
von Softdrink-Kunststoffflaschen abgeleitet sind, stellte man fest,
dass als eine Folge der mit der Fertigung oder Herstellung von Softdrink-Flaschen
einhergehenden Blasformungsfertigungstechniken die recycelten PET-Flaschen
im Wesentlichen zwei verschiedene Materialtypen umfassen, nämlich im
Wesentlichen kristalline Wandabschnitte und im Wesentlichen nichtkristalline
Halsabschnitte.
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Es
ist zum Beispiel bekannt, dass die Temperaturregelung des Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verfahrens kritisch
ist, wenn das Temperaturniveau des Festphasenpolymerisationsverfahrens
zu niedrig ist, die Polymerisationsreaktion zu langsam ist, während für den Fall,
dass Temperaturniveau des Polymerisationsverfahrens zu hoch ist, die
Chips schmelzen oder erweichen und dadurch Klumpen bilden, welche
die Beschickungsvorrichtungen oder anderen Komponenten der Verarbeitungsgerätschaft
blockieren oder verstopfen. Da die Wandabschnitte der recycelten
Softdrink-Flaschen im Wesentlichen kristallin sind, reagieren sie
schnell innerhalb der Festphasenpolymerisationsanlage und erhöhen so in
erwünschter
Weise das Molekulargewicht oder die Grenzviskosität (IV) des/der
PET-Batches oder -Charge, da aber die Halsteile der recycelten Softdrink-Flaschen
im Wesentlichen nicht-kristallin sind, reagieren sie ziemlich langsam,
wenn überhaupt,
innerhalb des Festphasenpolymerisationsverfahrens in Verbindung
mit dem Aufbau oder der Erhöhung
des Molekulargewichts oder den Grenzviskositätseigenschaften der PET-Materialien,
die gerade verarbeitet werden. Demzufolge ist es vom Standpunkt
der Verarbeitungseffizienz erwünscht,
dass der Batch oder die Charge von PET-Materialien innerhalb des
Festphasenpolymerisationsgefäßes mehr von
den kristallinen Wandabschnitten der recycelten PET-Materialien als die
nicht-kristallinen Halsabschnitte der recycelten PET-Materialien
umfassen. Ferner, und was noch wichtiger ist, kristallisieren solche
nicht-kristallinen
Halsabschnitte oder -segmente der PET-Materialien schnell innerhalb des Polymerisationsverarbeitungsgefäßes, wodurch
eine beträchtliche
Kristallisationswärmemenge
abgestrahlt wird. Diese Kristallisationswärme kann groß genug sein,
um das Temperaturniveau des Verfahrens innerhalb des Festphasenpolymerisationsgefäßes in unerwünschter
Weise anzuheben, sodass die PET-Materialien dazu neigen, klebrig
zu werden und zu agglomerieren, wodurch sich Klumpen und Blöcke bilden,
welche den Materialfluss innerhalb des Polymerisationsgefäßes behindern
sowie die verschiedenen Gefäßkomponenten
blockieren oder verstopfen.
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Es
besteht daher im Fachbereich ein Bedarf, nichtkristalline Anteile
von recycelten PET-Materialien wirksam zu behandeln, wodurch zum
Beispiel solche nicht-kristallinen Anteile oder Segmente der recycelten
PET-Materialien wirksam aus dem Batch oder der Charge von PET-Materialien,
die in das Festphasenpolymerisationsgefäß eingespeist werden, entfernt
werden können,
sodass von Verarbeitungs- oder Durchflussproblemen der Materialien
begleitete Temperaturüberschreitungen,
die ansonsten als eine Folge der raschen Kristallisation solcher nicht-kristallinen Materialien
innerhalb des Polymerisationsgefäßes und
der sich daraus ergebenden Erzeugung einer signifikanten Kristallisationswärmemenge
entstehen würden,
umgangen würden,
und außerdem
kann die Verarbeitungseffizienz von solchen recycelten PET-Materialien
und die resultierende Fertigung von hochleistungsfähigen Riemen
aus solchen PET-Materialien wirksam verbessert werden.
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Mithin
stellt die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verfahren
für die
Verarbeitung von PET-Flocken zu hochleistungsfähigen Kunststoffriemen bereit,
welches die Betriebseffizienz des Verfahrens nur durch die Verwendung
der mehr erwünschten
kristallinen Flockenkomponenten, die von den Wandabschnitten der
recycelten PET-Materialien stammen, erhöht, wodurch die Festphasenpolymerisationsgefäßeinrichtungen
optimal genutzt werden, um einer Festphasenpolymerisation unterworfene Materialien
welche erwünschte
hohe IV Werte aufweisen herzustellen, und das Temperaturniveau des Verfahrens
wird in geeigneter Weise reguliert, um die Agglomeration und Verklumpung
der Materialien zu eliminieren, die andernfalls Durchflussprobleme
der Batch- oder Chargenmaterialien sowie ein Verstopfen und Blockieren
der Gerätschaftskomponenten verursachen
würden,
welche daher zu einem Produktionsstillstand der Gerätschaft
und erhöhten
Unterhaltskosten führen
würden.
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Eine
Ausführungsform
eines Verfahrens zur direkten Umwandlung von Verbraucher-PET-Flockenmaterialien
zu Materialien mit relativ hohen mittleren Grenzviskositäts-(IV-)Werten
stellt daraus resultierende Materialien bereit, welche in Verbindung mit
der Fertigung von besonders erwünschten
Produkten, wie zum Beispiel hochleistungsfähigen Riemen, nützlich sind.
Hochleistungsfähiger
Riemen zeigt eine erhöhte
Schweißnahtfestigkeit.
Die Schweißnahtfestigkeit
ist von kritischer Bedeutung im Hinblick auf die Tatsache, dass
die Schweißnahtfestigkeit
häufig
das schwache Bindeglied bei Riemenprodukten ist. Ein Schweißnahtfestigkeitswert, welcher
50% der Zugfestigkeit des Riemens entspricht, gilt als normal für herkömmliche
oder hochleistungsfähige
Riemen des Stands der Technik. Als ein Ergebnis der Verarbeitungstechniken
der vorliegenden Erfindung jedoch konnte die Zugfestigkeit und folglich
die Schweißnahtfestigkeit
des hergestellten Riemens um etwa 30 % bezüglich der herkömmlichen
oder hochleistungsfähigen
Riemen des Stands der Technik erhöht werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beginnt das erfindungsgemäße Verfahren
mit dem Erhalt von Verbraucher- und Nicht-Verbraucher-Material,
welches PET enthält. Diese
Materialien können
zum Beispiel von Riemen- oder Materialrückgewinnungsanlagen erhalten
werden, und die Materialien besitzen einen relativ weiten Bereich
an IV-Anfangswerten, wie zum Beispiel von 0,70 dl/g bis 0,81 dl/g.
Die PET-Materialien
enthalten in der Regel eine Vielzahl an Verunreinigungen, wie zum
Beispiel PVC, Aluminium, Polyethylen, Polypropylen und Papier.
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Die
PVC- und Aluminiummaterialien werden zu Beginn von den PET-Materialien
entfernt, und die PET-Materialien werden zu einer heterogenen Mischung
von Flocken und Blöcken
zerkleinert. Wie weiter oben erwähnt,
sind die Materialblöcke
unerwünscht
von den Standpunkten, dass sie nicht besonders nützlich bei der Erhöhung der
IV-Werte der PET-Materialien
sind sowie das Temperaturniveau des Festphasenpolymerisationsverfahrens
negativ beeinflussen. Gemäß den spezifischen
Lehren der vorliegenden Erfindung ist es daher erwünscht, solche
Materialblöcke
von dem Batch oder der Charge von PET-Materialien zu entfernen,
und ein solcher Verfahrensschritt wird durch den Einsatz eines Entsteiners
oder Sortierers erreicht, welcher wirksam alle oder einen großen prozentmäßigen Anteil
der Block- oder
Halsteile der PET-Materialien von den Flocken oder Wandteilen der
PET-Materialien als ein Ergebnis der unterschiedlichen Dicke- und
Dichteeigenschaften der Block- oder Halsteile der PET-Materialien
im Vergleich mit ähnlichen
Eigenschaften, die für
die Flocken oder Wandteile der PET-Materialien charakteristisch
sind, entfernt oder sortiert. Als ein Ergebnis davon werden im Wesentlichen
nur erwünschte
Flocken oder Wandteile der PET-Materialien weiter innerhalb des
Festphasenpolymerisationsverfahrens genutzt, um die Verarbeitung
eines erhöhten
Volumens von vorteilhaften oder erwünschten PET-Materialien zu
gestatten, erhöhte
IV-Werte der zu verarbeitenden PET-Materialien lassen sich leicht erreichen,
und die Verarbeitungsgerätschaft
lässt sich
leicht mit (einer) herabgesetzten Produktionsstillstandszeit oder
Produktionslaufunter brechungen betreiben als eine Folge der Eliminierung
von jeglicher Agglomeration oder Verklumpung der PET-Materialien infolge
der erwünschten
und angemessenen Regelung der Betriebsverarbeitungstemperaturen.
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Nach
der Trennung der unerwünschten Block-
oder Halsteile der PET-Materialien von dem Batch oder der Charge
von PET-Materialien, welche nun im Wesentlichen nur Flocken oder
Wandteile der PET-Materialien enthält oder umfasst, werden die PET-Materialien
innerhalb eines Wirbelschichttrockners oder Vorwärmers vorerwärmt, um
einer Vorerwärmungsstufe
bei einem Temperaturniveau von ungefähr 315°F (158°C) und einer Zeitspanne von
etwa 20-25 Minuten ausgesetzt zu sein.
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Als
ein Ergebnis eines solchen Vorerwärmungsverarbeitungsschritts
werden die PET-Materialien
im Hinblick auf molekulares Wasser, das aus diesen entfernt wurde,
getrocknet.
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Im
Anschluss sind die PET-Flocken jetzt bereit, um in die erste Stufe
der Festphasenpolymerisation einzutreten, und demzufolge werden
die PET-Flocken in einen Trichter gegeben und in Abwesenheit von
Sauerstoff und in Gegenwart von Stickstoff erwärmt, bis sie ein Temperaturniveau
zwischen 390°F
und 430°F
(199 und 221°C)
erreichen.
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Nachdem
die Flocken der ersten Stufe der Festphasenpolymerisation für ungefähr eine
Stunde oder mehr unterworfen wurden, sind die Flocken bereit, in
die zweite Stufe der Festphasenpolymerisation einzutreten, und dementsprechend
wird die erwärmte
Flockenmischung aus dem Trichter entnommen und in einen Behälter in
Abwesenheit von Sauerstoff und in Gegenwart von Stickstoff gegeben.
Die Flocken werden auf ein Temperaturniveau von ungefähr 425°F (218°C) erwärmt und
verbleiben in dem Behälter
für einen
Zeitraum von etwa vier Stunden.
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Nachdem
die Flocken vollständig
die erste und zweite Stufe der Festphasenpolymerisation durchlaufen
haben, wurde der IV-Wert des resultierenden PET-Materials auf einen
Wert im Bereich von 0,70 bis 1,50 dl/g, vorzugsweise mindestens
0,90 dl/g, und auf bis 1,50 dl/g erhöht, wobei der mittlere IV-Wert
etwa 0,95 dl/g beträgt.
Die PET-Flocken mit den erhöhten
IV-Werten können
dann zu einem geeigneten Riemen extrudiert werden. Der mittels des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung hergestellte Riemen, das heisst unter
Nutzung von PET-Flocken, welche direkt einer Festphasenpolymerisation
unterworfen wurden, die nicht notwendigerweise einer Zwischenpelletisierung
unterworfen wurden und die zu einem Material mit einem erhöhten mittleren IV-Wert
von ungefähr
0,95 dl/g und einer breiten Verteilung der IV-Werte innerhalb eines
Bereichs von 0,90 dl/g bis 1,50 dl/g führten, kann daher einen hochleistungsfähigen Riemen
umfassen, welcher gute Zugfestigkeits-, Schweißnahtfestigkeits- und Verbindungsfestigkeitscharakteristika
zeigt.
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Außerdem erfordert
das Festphasenpolymerisationsverfahren, welchem die Flocken der
vorliegenden Erfindung unterzogen werden, nur einen Bruchteil der
Zeit, die zuvor in Verbindung mit der Verarbeitung im Stand der
Technik der PET-Material-Pellets erforderlich war. Als ein Ergebnis
wird zusätzlich
zu der Eliminierung der im Wesentlichen nicht-kristallinen Blocksegmente
oder -anteile der PET-Materialien, welche die Durchflussverarbeitung der
Materialien und die Betriebseffizienz der Gerätschaft verbessert, ohne Betriebsunterbrechungen oder
Produktionsstillstand ausgesetzt zu sein oder zu erfahren, wird
die wirtschaftliche Verarbeitungseffizienz von PET-Materialien, das
heisst der Zeitaufwand zur Verarbeitung eines speziellen Batches
oder Charge von PET-Material, noch weiter verbessert.
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Eine
spezielle Ausführungsform
eines Verfahrens gemäß dieser
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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die 1A-1C ein
Fließschema
umfassen, welches die verschiedenen Schritte des PET-Flocken-Verfahrens
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Fließschema
eines Stickstoffkreislaufteils der Festphasenpolymerisations-(SSP-)Stufe des
Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist, einschließlich der
Verwendung eines Schutzbetts für
die HCl-Entfernung; und
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3 eine
Grafik ist, welche die Beziehung zwischen der Menge des PET-Materials
und der Grenzviskosität
(IV) für
ein Ausgangsmaterial und verschiedene resultierende Materialien,
die unter verschiedenen Bedingungen hergestellt wurden, zeigt.
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen, und im Besonderen auf die 1A davon,
werden Verbraucher- und Nicht-Verbraucher-Polyethylenterephthalat-(PET-)Materialien
von einer beliebigen oder mehreren verschiedenen unterschiedlichen
Quellen gesammelt, einschließlich
zum Beispiel Materialrückgewinnungsanlagen,
und die Materialien werden zu einer heterogenen Mischung vermengt.
Zusätzlich
zu der Tatsache, dass die Mischung Polyethylenterephthalat-(PET-)Materialien
enthält
oder umfasst, enthält sie
auch in der Regel verschiedene andere Materialien, wie zum Beispiel
PVC, Polypropylen, Polyethylen, Aluminium und dergleichen, welche
für die
Verwendung innerhalb der Festphasenpolymerisations-(SSP)-Verarbeitung
der PET-Materialien gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht erwünscht
sind. Demzufolge werden die PVC-Materialien und Aluminiumdosen beispielsweise
zu Beginn von den PET-Materialien durch mehrere Mittel, wie zum
Beispiel angemessene oder geeignete Kameras oder Sensoren, die zum
Beispiel PVC- Behälter oder
-Flaschen von PET-Behältern
oder -Flaschen erkennen oder unterscheiden können, entfernt und zusätzlich wird
auch Bedienungspersonal eingesetzt, um zum Beispiel die Aluminiumdosen
und dergleichen physikalisch zu trennen.
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Die
restlichen PET-Materialien werden dann in Flocken und Blöcke zerkleinert,
um solche Bestandteile oder Komponenten für die weitere Verarbeitung
in Übereinstimmung
mit den nachfolgenden Verarbeitungsschritten, die für die vorliegende
Erfindung charakteristisch sind, geeignet zu machen. Die Flocken
bzw. Blöcke
stammen zum Beispiel von Wandteilen und Halsteilen von Softdrink-Kunststoffflaschen,
wobei die Hals- oder Blockteile dicker und dichter sind als die
Wand- oder Flockenteile. Die Materialien werden dann einem Flotations-Ausssonderungsverfahren
unterworfen, welches zur Trennung des Polyethylen-, Polypropylen-
und von jeglichem Papiermaterial von den PET-Materialien als ein
Ergebnis von Schüttdichtetechniken
dient, wodurch die Polyethylen-, Polypropylen- und Papiermaterialkomponenten
bis zum Kopf der Flotationsvorrichtung flottieren bzw. treiben,
während
die PET-Materialien zum Boden der Flotationsvorrichtung absinken.
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Im
Anschluss an den Flotations-Aussonderungs-Verarbeitungsschritt werden
die PET-Flocken- und Blockmaterialien einem Waschzyklus innerhalb einer
geeigneten Ätzlösung unterzogen,
um jeglichen Schmutz, Russ, Papieretiketten, flüssige Sirupe und dergleichen
von den Materialien zu entfernen. Nach Beendigung des Waschzyklus
werden die zerkleinerten Materialien einem weiteren Flotations-Aussonderungs-
oder Trennungsverfahren unterzogen, wobei Feinstpartikel oder jegliches
Restpapier, die tatsächlich
nicht entfernt wurden als Ergebnis des ersten Flotations-Aussonderungsverfahrens,
die aber von den PET- Materialien
als eine Folge der Ätzlösung getrennt
wurde, von den gereinigten PET-Materialien entfernt. Die gereinigten
Materialien werden dann innerhalb eines geeigneten Trockners abgeschieden, wodurch
die Materialien einem Spin- bzw. Schleuderzyklus unterworfen werden,
der dem einer Kleiderwaschmaschine ähnelt, und nachfolgend werden
die aus dem Schleudertrockner austretenden Materialien durch eine
Metall-Trennstufe oder -phase geleitet, wobei geeignete Metall-Detektoren
beispielsweise zum Trennen von zerkleinerten Anteilen von Aluminiumdosen,
Aluminiumdeckeln oder dergleichen eingesetzt werden, welche möglicherweise
zu Beginn mit den PET-Materialien vermengt wurden. Die resultierenden
PET-Materialien werden dann zum Versenden in Kisten gepackt oder
in geeigneten Vorratssilos deponiert, sodass selbige verfügbar sind,
wenn sie für
die eigentliche Verarbeitung gemäß der Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verarbeitung
der vorliegenden Erfindung benötigt
werden.
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Die
gemäß den vorgenannten
Verfahrensschritten hergestellten PET-Materialien besitzen zu Beginn
einen im Wesentlichen breiten Grenzviskositäts-(IV-) Wertebereich, welcher
sich de facto von einem relativ niedrigen IV-Wert von ungefähr 0,60
dl/g bis zu einem relativ hohen IV-Wert von ungefähr 0,80 dl/g
erstreckt, wobei der mittlere anfängliche IV-Wert ungefähr 0,70
dl/g beträgt,
wie durch die Kurve A in 3 gezeigt wird. Der Grund für diesen
Bereich von IV-Werten ist zum Beispiel auf die Tatsache zurückzuführen, dass
unterschiedliche Softdrink-Kunststoffflaschen durch unterschiedliche
Flaschenhersteller unter Verwendung unterschiedlicher Kunststoffmaterialien
gefertigt werden. Es ist ebenfalls noch weiter anzuerkennen, dass
die Anfangsmischung von PET-Materialien IV-Werte aufweisen kann,
welche sich von den hierin zuvor angegebenen in Abhängigkeit
von der jeweiligen Quelle der Materialien unterscheiden können. Es
ist zum Beispiel möglich,
recycelte Materialien zu verwenden, die keine Softdrink-Kunststoffflaschen
sind, welche durch relativ niedrige IV-Werte gekennzeichnet sind,
oder alternativ recycelte hochleistungsfähige Riemen zu verwenden, die
entweder durch Verfahren des Stands der Technik oder das Verfahren
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, wobei solche Riemen
mittlere IV-Werte
von 0,90 dl/g oder höher
zeigen können.
In jedem Fall ist es gemäß den verschiedenen Lehren
der vorliegenden Erfindung möglich,
aus einer heterogenen Mischung mit einer relativ weiten oder breiten
Verteilung der IV-Werte von zum Beispiel 0,60-0,80 dl/g und die
durch einen relativ niedrigen mittleren IV-Wert von zum Beispiel
0,70 dl/g gekennzeichnet ist, resultierende Materialien, die eine relativ
weite oder breite Verteilung der IV-Werte von zum Beispiel 0,70
dl/g bis 1,50 dl/g aufweisen und die durch einen relativ hohen mittleren
IV-Wert von zum Beispiel 0,95 dl/g gekennzeichnet sind, herzustellen, wie
mit Hilfe der in 3 gezeigten Kurve B veranschaulicht
wird.
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Die
genauen Kurven und Materialresultate oder -charakteristika hängen natürlich von
den anfänglichen
Input-Material-Charakteristika
und den speziellen Verarbeitungsparametern ab, und dementsprechend
veranschaulichen die Kurven C und D der 3 andere
resultierende Materialien mit relativ breiten Verteilungen der IV-Werte
mit jedoch unterschiedlichen mittleren IV-Werten, wobei die unterschiedlichen
Materialien als ein Ergebnis von unterschiedlichen Verfahrensverweilzeiten
bereitgestellt werden. Es ist daher anzuerkennen, dass gemäß den Verfahrenstechniken
und -parametern, die für
die vorliegende Erfindung charakteristisch sind, daraus resultierendes,
einer Festphasenpolymerisation (SSP) unterzogenes Material mit einem
mittleren IV-Wert von zum Beispiel etwa 0,80-0,85 dl/g und das für die Fertigung von hochleistungsfähigen Riemen nützlich oder
geeignet ist, welche gegenwärtig
oder herkömmlicherweise
akzeptable Qualitäts-
und Leistungscharakteristika zeigen, in der Tat lediglich durch Verringern
der Verweildauer der Materialien in dem Verfahren angefertigt werden
können.
Folglich können
noch weiter, und ziemlich vorteilhaft, hochleistungsfähige Riemen,
welche herkömmlicherweise akzeptable
mittlere IV-Werte und Zugfestigkeits- und Schweißnahtfestigkeitscharakteristika
zeigen, schneller und wirtschaftlicher angefertigt werden, wenn
extrem leistungsfähige
Riemen, die auch gemäß den verschiedenen
Verarbeitungstechniken, die für
die vorliegende Erfindung charakteristisch sind und die einen mittleren
IV-Wert von zum Beispiel 1,15 dl/g aufweisen, nicht wirklich für spezielle
Anwendungen erforderlich sind.
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Wie
hierin zuvor erwähnt
wird, ist das anfängliche
Material, welches die Charge oder den Batch des zu verarbeitenden
Materials umfasst, aus einer heterogenen Mischung von Flocken und
Blöcken
aufgebaut, aus welchen in dieser Stufe des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung unerwünschte PVC-,
Polypropylen-, Polyethylen-, Papier- und Aluminiumverunreinigungen
ausgesondert wurden. Es wurde jedoch weiterhin festgestellt oder
erkannt, dass vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit und der Verarbeitungseffizienz
die Materialblockanteile oder -segmente der Batch- oder Chargenmaterialien
gleichermaßen
unerwünscht
sind und ebenfalls aus dem Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verfahren und der
Verarbeitungsgerätschaft
ausgesondert und entsorgt werden sollten. Es gibt dafür mehrere
Gründe.
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Erstens
umfassen, wie hierin zuvor erwähnt wurde,
die Materialblockanteile oder -segmente der Batch- oder Chargenmaterialien
im Wesentlichen oder praktisch nicht-kristalline PET-Materialien,
welche ziemlich langsam, wenn überhaupt,
innerhalb des Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verfahrens in Verbindung
mit der Erhöhung
oder dem Aufbau der Molekulargewichts- oder der Grenzviskositäts-(IV-)Werte
oder -Eigenschaften der zu verarbeitenden PET-Materialien reagieren. Demzufolge ist es,
um tatsächlich
die verbesserten Molekulargewichts- oder IV-Werte der resultierenden
oder verarbeiteten Materialien zu erzielen, erwünscht, die prozentuale Menge
an kristallinen PET-Materialien zu maximieren und gleichzeitig damit
einhergehend die prozentuale Menge an nicht-kristallinen PET-Materialien
innerhalb der Batch- oder Chargen-PET-Materialien, welche dem Festphasenpolymerisationsverfahren
unterworfen werden, zu minimieren.
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Zweitens
kristallisieren angesichts der Tatsache, dass die Blockmaterialanteile
im Wesentlichen oder praktisch nicht-kristalline PET-Materialien
sind, solche Materialien rasch innerhalb des Polymerisationsverarbeitungsgefäßes, wodurch
eine beträchtliche
Kristallisationswärmemenge
erzeugt wird. Eine solche erzeugte Kristallisationswärme kann
groß genug
sein, um das Temperaturniveau des Verfahrens innerhalb des Festphasenpolymerisationsgefäßes in unerwünschter
Weise zu erhöhen,
sodass die darin befindlichen PET-Materialien dazu neigen, klebrig
zu werden und miteinander zu agglomerieren, wodurch Klumpen oder
Materialblöcke
gebildet werden, die dazu neigen, den Materialstrom innerhalb des
Polymerisationsgefäßes zu behindern
sowie die Beschickungsvorrichtung oder andere Betriebskomponenten
der Verarbeitungsgerätschaft
zu blockieren oder zu verstopfen.
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Angesichts
des zuvor Gesagten, und in Übereinstimmung
mit den spezifischen Lehren der vorliegenden Erfindung, stellte
man fest, dass die relativ dicken und dichten nicht-kristallinen
Flaschenhals- oder Blockanteile oder Segmente der Chargen- oder
Batch-PET-Materialien wirksam von der heterogenen Mischung von Materialien
vor dem Eintritt der Mischung von Materialien in die Festphasenpolymerisations-Verarbeitungsstufen
entfernt werden können,
und dieser Schritt des Verfahrens kann mit einem kommerziell verfügbaren "Entsteiner" erreicht werden.
Herkömmlicherweise
wird eine solche Vorrichtung derzeit zur Entfernung von dichten
Steinen aus Körnern
oder Pulvern von geringer Dichte eingesetzt oder konstruiert. Die
Vorrichtung arbeitet nach Schwingungs- und Verwirbelungsprinzipien, wobei die
dichten Steine wirksam von den weniger dichten Körnern oder Pulvern getrennt
werden.
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Jedoch
stellte man fest, dass eine solche Vorrichtung auch bei der Trennung
der dickeren und dichteren Flaschenhals- oder blockanteile oder
-segmente der PET-Materialien
von den dünneren
und weniger dichten Wand- oder
Flockenanteilen oder -segmenten der PET-Materialien nützlich ist.
Eine beispielhafte Entsteinermaschine oder -vorrichtung, die innerhalb
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann,
ist der FORSBERG G-4-Sortierer oder der FORSBERG P-6R-Vakuum-Entsteiner,
die beide von der FORSBERG CORPORATION, MINNESOTA, USA, hergestellt
werden, obwohl es natürlich
leicht ersichtlich ist, dass andere ähnliche Typen von Vorrichtungen,
die nach ähnlichen
Trennprinzipien oder -techniken arbeiten, selbstverständlich zum
Einsatz kommen können.
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Folglich
werden unter ständiger
Bezugnahme auf die 1A, nachdem die PVC-, Polypropylen-,
Polyethylen-, Papier- und Aluminiumverunreinigungen von den Chargen-
oder Batch-Materialien abgesondert wurden und nachdem die verbleibenden
Chargen- oder Batch-Materialien
entsteint wurden, um die PET-Material-Blöcke
oder Flaschenhalsanteile von diesen zu trennen, die Flockenmaterialien in
einen geeigneten Vorwärmer
oder Trockner vom Wirbelbett-Typ gegeben, um sie einer Vorwärmstufe zu
unterwerfen. In dem Vorwärmer
oder Trockner werden die PET-Flocken-Materialien auf ein Temperaturniveau
von etwa 315°F
(158°C)
und während eines
Zeitraums von etwa 20-25 Minuten erwärmt. Der Zweck der Vorwärmstufe
ist im Wesentlichen das Trocknen der Flockenmaterialien, um molekulares Wasser
aus diesen zu entfernen.
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Die
PET-Flocken sind jetzt für
die erste Stufe des Festphasenpolymerisationsverfahrens bereit.
Es ist bekannt, dass die unterschiedlichen Dickencharakteristika
der Dimensionen von unterschiedlichen Produkten oder Materialien
die Zeit beeinflusst, die erforderlich ist, um die Materialien bei
einem vorbestimmten IV-Wert in eine Festphase zu überführen, und
wie in der vorgenannten verwandten Hauptpatentanmeldung festgestellt,
waren die relativ dickeren Hals- und Blockanteile langsamer in eine
Festphase zu überführen als
die relativ dünneren
Wand- oder Flockenanteile.
Die erste Stufe der Festphasenpolymerisation umfasst das Erhöhen der
Temperatur der Charge oder des Batches von PET-Materialien, und im Hinblick auf die
Tatsache, dass die Blockanteile oder -materialien von den Flockenanteilen
oder -materialien zuvor entfernt wurden, ist die Zeit, die für die Verarbeitung
der Wand- oder Flockenanteile oder -materialien benötigt wird,
relativ kurz, wodurch eine verbesserte Verarbeitungseffizienz, welche
den Verarbeitungsdurchfluss der Flocken- oder Wandanteile der Materialien
umfasst, erzielt werden kann. Insbesondere werden die PET-Flocken
in einem Trichter abgeschieden, welcher eine sauerstofffreie Umgebung
umfasst, innerhalb welcher Stickstoff abgegeben wird. Die Temperatur
der Materialien wird auf ungefähr
390°F bis
430°F (119
bis 221°C)
erhöht,
und die Flocken werden kontinuierlich in dem Trichter abgeschieden
und bewegen sich kontinuierlich durch den Trichter vom oberen Teil
des Trichters zum Boden des Trichters, während welcher Zeit die Materialien
eine leichte Erhöhung
ihrer IV-Werte erfahren. Gemäß einer
Ausführungsform
oder einem Beispiel zur praktischen Durchführung des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung dauerte diese erste Stufe der Festphasenpolymerisation
ungefähr
eine Stunde.
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Die
erwärmten
PET-Flocken sind jetzt für
die zweite Stufe der Festphasenpolymerisation bereit. Folglich werden
die Flocken aus dem Vorwärmtrichter
entfernt und werden kontinuierlich in einem Behälter abgeschieden. Die erwärmten PET-Flocken
werden in dem Behälter
für einen
Verarbeitungszeitraum von etwa vier Stunden zurückgehalten, während welcher
Zeit die Flocken vom oberen Teil des Behälters zum Boden des Behälters wandern,
und das Temperaturniveau innerhalb des Behälters liegt im Bereich von
380°F bis
425°F (115
bis 218°C)
entsprechend einem Stickstoffzyklus, welcher im Folgenden ausführlicher
erläutert
wird. Als ein Ergebnis einer solchen Verarbeitung nimmt der Grenzviskositäts-(IV-)Wert
der PET-Flocken, der anfänglich
in einem Bereich von etwa 0,60 dl/g bis 0,80 dl/g lag, beträchtlich
auf einen mittleren IV-Wert von etwa 0,95 dl/g zu, und bei einer
breiten Verteilung der IV-Werte im Bereich von etwa 0,70 dl/g bis
1,5 dl/g, wie zum Beispiel mittels der Kurve B in 3 gezeigt
ist. Die erwärmten
Flocken mit einer hohen Grenzviskosität können dann aus dem Behälter entnommen
werden und direkt in einen Extruder eingespeist werden, aus welchem
hochleistungsfähige
Riemen mit einem IV-Wert
im Bereich von 0,80 bis 1,0 dl/g angefertigt werden können.
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Der
innerhalb der zweiten Stufe der Festphasenpolymerisation angewandte
Stickstoffzyklus wird in 2 ausführlicher veranschaulicht und
umfasst das Zuführen
von reinem Stickstoff zum Boden des Behälters und das Absaugen von
Verunreinigungen aus dem oberen Teil des Behälters. Der Stickstoff wandert
nach oben durch den Behälter
und durch die Flocken hindurch, und dabei reagiert der Stickstoff mit
den Flocken, um so Acetaldehydethylenglykol und Chlorwasserstoffsäure (HCl)
zu extrahieren. Der innerhalb des Stickstoffzyklus zugeführte oder
verwendete Stickstoff kann entweder kontinuierlich zugeführter reiner
Stickstoff oder Stickstoff sein, welcher von dem Zyklus abgeleitet
wurde und von den Verunreinigungen gereinigt wurde. Wenn die letztgenannte
Option gewählt
wird, kann derselbe Stickstoff selbstverständlich wiederverwendet werden,
was das Verfahren etwas wirtschaftlicher macht.
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Die
Verunreinigungen können
aus dem Stickstoff gemäß irgendeiner
von mehreren unterschiedlichen Techniken oder Verfahren entfernt
werden. Ein Weg ist das Trocknungsverfahren, das von BEPEX® formuliert
wurde. Eine weitere Methode ist die Entfernung von Abfallprodukten
durch das katalytische Sauerstoffverfahren, das von BUHLER® entwickelt
wurde. Noch eine andere Art und Weise zur Entfernung von Chlorwasserstoffsäure (HCl)
aus dem Stickstoffzyklus ist die Verwendung einer Kalkbeutel-Filtervorrichtung,
welche die HCl aus dem Gasstrom eliminiert. Noch eine andere Art
und Weise, auf welche die HCl aus dem Stickstoffzyklus entfernt wird,
ist das Leiten des Gases durch ein Wasserspray, durch welches die
HCl in der Wasseraufschlämmung
absorbiert wird. Ein weiteres Unterfangen kann den Einsatz eines
Schutzbetts aus basischem Material umfassen, wie im Folgenden noch ausführlicher
erläutert
wird.
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Die
Entfernung der Verunreinigungen und insbesondere die Entfernung
der HCl ist aus mehreren Gründen
von Bedeutung. Während
der zweiten Stufe der Festphasenpolymerisation ist die Menge an HCl,
die emittiert wird, relativ gering, doch kann das Vorhandensein
der HCl trotzdem Probleme innerhalb von mindestens zwei Bereichen
oder Regionen der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung verursachen, nämlich
in Verbindung mit katalytischer Aktivität, und ebenso in Verbindung
mit Korrosion, insbesondere wenn flüssiges Wasser vorhanden ist
oder ebenfalls vorhanden sein kann. HCl ist dafür bekannt, einen Platinkatalysator
zu deaktivieren, obgleich die Menge einer solchen Deaktivierung, wie
sie während
der praktischen Durchführung
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung angetroffen werden könnte, nicht
genau bekannt ist. Eine erhöhte Temperatur
kann einen Teil der Katalysatordeaktivierung ausgleichen, allerdings
mit einem erhöhten
Sinterrisiko, dass heisst, einer permanenten Deaktivierung des Katalysators.
Die Erhöhung
der Größe des Katalysatorbetts
ist ebenfalls eine Option zum Ausgleichen einer niedrigeren Katalysatoraktivität, jedoch
erhöht
diese Option die Katalysatorkosten, lässt den Druck innerhalb des
Systems abfallen und kann zusätzliche
Lüfter-
bzw. Gebläseleistung
erfordern. In Verbindung mit den Korrosionsproblemen tendiert flüssiges Wasser
dazu, HCl aus dem durchströmenden
Gasstrom zu absorbieren und selbigen auf Niveaus zu konzentrieren,
bei denen die Korrosionsraten problematisch werden können. Diese
Bedingung scheint an einer Stelle nach dem Kühler, welcher den Prozessstrom
abkühlt,
und vor dem Absorptionsbett zu existieren.
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Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen, die
durch die Lehren der vorliegenden Erfindung in Aussicht genommen
werden, wie noch spezifischer in 2 veranschaulicht
wird und wie ganz kurz hiervon zuvor erwähnt wird, können die Probleme der katalytischen
Deaktivierung und Korrosion infolge von HCl-Reaktionen durch Entfernen
des HCl aus dem Verfahren der vorliegenden Erfindung sobald wie möglich beseitigt
werden durch die Benutzung eines Schutzbetts aus basischem Material.
Ein solches Schutzbett kann der BUHLERG®-Anlage
unmittelbar vor dem Katalysatorbett hinzugefügt werden, oder kann alternativ
in der Beutelgehäuse-Filteranordnung
direkt nach dem Festphasenwirbelbett eingebunden werden. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
kann das Schutzbett nach der Beutelgehäuse-Filteranordnung angeordnet
werden, um so ein Verstopfen von selbiger mit PET-Teilchen zu verhindern.
Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform lässt das
relativ einfachere BEPEX®-Design das Katalysatorbett
weg, sodass demzufolge das Schutzbett unmittelbar nach dem Festphasenwirbelbett oder
in der Beutelgehäuse-Filteranordnung
angeordnet werden kann. Gemäß in Zusammenhang
mit dem Anordnen des Schutzbetts innerhalb der Beutelgehäuse-Filteranordnung
angewandten Techniken kann der Beutelgehäusefilter mit einem basischen Feststoff,
wie zum Beispiel Calciumoxid, Kalk, Natronlauge oder Bicarbonat,
beschichtet sein, um die Säure
zu neutralisieren. In diesem Fall müssten die herkömmlichen
Filterbeutel durch diejenigen der vorliegenden Erfindung ersetzt
werden. Als noch eine weitere Alternative kann das Schutzbett auch
die Form einer Sprühkammer
haben, welche Wasser oder Bicarbonat versprüht.
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Weiter
Bezug nehmend auf die 2, können auch geeignete Monitore
in der/dem Verarbeitungsanlage oder -system zum Detektieren der
Anteile an HCl, die in dem System oder den verschiedenen Verarbeitungskomponenten
davon vorhanden ist, eingebunden werden. Die Aneile an HCl könnten gelegentlich
ansteigen infolge des Vorhandenseins von PVC-Material in dem Festphasen-Wirbelbett. Ein einfacher
HCl-Monitor kann einen kleinen Fluidstrom von bekannter Strömungsrate
in einen Skrubber-Gasspüler,
der an einer automatisierten Titriereinheit angebracht ist, umfassen,
und der Verbrauch von Basen oder basischen Materialien zur Beibehaltung
konstanter pH-Werte würde
einen einfachen, aber direkten Weg zum Messen von HCl-Anteilen bedeuten.
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Aufgrund
der Tatsache, dass Stahl oder gar nichtrostender Stahl bei übermäßigen Raten
wahrscheinlich korrodiert, wenn flüssiges Wasser in Gegenwart
von HCl oder Cl2 vorliegt, kann die Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung auf eine alternative Weise brauchbare
Konstruktionsmaterialien, wie zum Beispiel CPPC, PP oder einem Stahl
mit einem korrosionsbeständigen Überzug aufgebaut
sein. Die 13x-Molekülsiebe,
die in dem BEPEX®-Trocknungsverfahren zum
Einsatz kommen, sind auch dafür
bekannt, sich in Gegenwart von Sauren zu verschlechtern. Demzufolge
muss möglicherweise
ein größeres Bett
verwendet werden, um die verlorene Trocknungskapazität auszugleichen.
Die Verschlechterung der Siebe kann auch pulverförmige Siebe liefern. Wenn dies
geschieht, könnte
das Pulver in die PET-Herstellungsmaterialien transportiert werden und/oder
sich im unteren Ende des Trocknungsgefäßes ansammeln und dadurch den
Gasstrom behindern. Um zu verhindern, dass es dazu kommt, könnte ein
Abschnitt der Produktionseinrichtung oder -anlage mit geeigneten
Filtern ausgerüstet
werden, um die erzeugten Pulvermaterialien herauszufiltern und dadurch
eine PET-Verunreinigung
mit selbigen zu verhindern, und es könnten leicht zugängliche
Zugangsöffnungen
in den Bodenregionen der Vorrichtung vorgesehen werden, wodurch
das Reinigen der Anlage leicht ermöglicht wird.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
kann der Stickstoff, wenn er durch das Wirbelbett strömt, mit
Nebenstrom-Trockenmitteldämpfen durchtränkt werden.
In jedem Fall kann der gereinigte Stickstoff, nachdem der Stickstoff
von seinen Verunreinigungen durch eines der vorgenannten Verfahren gereinigt
wurde, in den Bodenbereich des Behälters zurückgeleitet werden, um einem
weiteren Stickstoffzyklus unterworfen zu werden. Das Verfahren kann entweder
als Batchverfahren oder als ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
Einer der wichtigen Faktoren in Zusammenhang mit dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung ist, dass das Stickstoffgas flüchtige Polymerisationsreaktionsprodukte, einschließlich Ethylenglykol
und andere Verunreinigungen, entfernt, welche unerwünschte Sekundärreaktionen
bewirken können.
Wenn zum Beispiel mehr als zwanzig Teile pro Million PVC nach der
Vorwärmerstufe
immer noch in den Flocken enthalten sind, erzeugen die Flocken HCl
und verschlechtern das Trocknungsmittel, welches zur Reinigung des
in der zweiten Stufe des Festphasenpolymerisations-(SSP-)Verfahrens verwendeten
Stickstoffs verwendet wird. Als solches müsste das Trocknungsmittel mehr
als einmal pro Jahr infolge der Reaktionen zwischen der HCl und
dem Trocknungsmittel ersetzt werden.
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Wie
hierin zuvor kurz erwähnt
wurde, werden die Flockenprodukte, nachdem die Flocken den Trichter
bzw. die Behälterstrukturen
der ersten bzw. zweiten Stufe des Festphasenpolymerisationsverfahrens
passiert haben, aus dem Behälter
der zweiten Stufe des Festphasenpolymerisationsverfahrens entfernt
und direkt in einem heißen
Zustand in den Beschickungstrichter des Extruders eingespeist, von dem
der hochleistungsfähige
Riemen hergestellt werden soll. Das Einspeisen der heißen Flockenprodukte
oder -materialien direkt aus dem Behälter der zweiten Stufe der
Festphasenpolymerisation in den riemenproduzierenden Extruder ist
wirtschaftlich von Vorteil dadurch, dass eine solche Verarbeitung
beträchtlich
Wärme innerhalb
der Polymermaterialien konserviert und folglich die Leistungsanforderungen pro
Pfund zu extrudierendem Polymer herabsetzt.
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Der
Grad der Gleichförmigkeit
des aus dem Verfahren der vorliegenden Erfindung resultierenden Produkts
ist überraschend
im Hinblick auf die Vielfalt und den relativ weiten Bereich der
Grenzviskositäts-(IV-)Werte
der Anfangsmaterialien. Außerdem geht
im Hinblick auf die Einbindung des Entsteiners oder einer ähnlichen
Vorrichtung in das Verfahren der vorliegenden Erfindung das Erwärmen und
die Festphasenpolymerisation der PET-Flocken leicht, rasch und ohne irgendwelche
größeren Probleme,
wie zum Beispiel die Agglomeration der Polymere, ein Anhaften der
Polymere an der Verarbeitungsgerätschaft oder
eine Verschlechterung der Polymere vonstatten, wie dies häufig mit
Pellets der Fall ist. Ein unerwartetes Ergebnis, das durch das Verfahren
der vorliegenden Erfindung erzielt wird, ist die Herstellung eines Produkts,
welches einen relativ hohen mittleren IV-Wert besitzt und welches
unter Verwendung von Materialien mit einen weiten Bereich von relativ
niedrigen IV-Anfangswerten erhalten wurde. Anders gesagt, ein anfänglich schmaler
Bereich der IV-Werte ist
in der Tat weder bei den Anfangsmaterialien, welche dem Festphasenpolymerisationsverfahren
unterworfen werden und welche zur Anfertigung von Riemen verwendet
werden, noch bei dem am Ende erhaltenen Riemen selbst erforderlich,
um hochleistungsfähige
Kunststoffriemen von hoher Qualität zu erhalten.
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Somit
lässt sich
erkennen, dass das Festphasenpolymerisationsverfahren der vorliegenden Erfindung
in vorteilhafter Weise zu der Herstellung von hochleistungsfähigen Riemen
in einer wirtschaftlich erwünschten
Weise sowohl vom Standpunkt des Materialdurchflusses als auch der
Produktionsstillstandszeit führt,
gleichwohl sind ganz klar zahlreiche Modifizierungen und Variationen
der vorliegenden Erfindung angesichts der oben aufgeführten Lehren möglich. Zum
Beispiel können
die präzisen
Betriebs- oder Verfahrensparameter des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung in gewisser Weise verändert
werden, um die gewünschten
Grenzviskositäs-(IV-)Werte
zu erzielen. Die Grenzviskosität
nimmt mit erhöhten
Mengen an Stickstoffgas, mit erhöhten
Temperaturniveaus innerhalb der Festphasenpolymerisationsstufen
sowie mit erhöhten
Verweilzeiten innerhalb der Festphasenpolymerisationsstufen zu.
Es wurde ebenfalls festgestellt, dass ein Vorwärmen der Flocken auf Reaktionstemperaturniveaus
die Größe des Behälters, der
zur Durchführung
der Festphasenpolymerisation notwendig ist, verringert. Weiterhin
wurde zudem festgestellt, dass relativ dünne Flocken erhöhte IV-Werte
viel schneller als Pellets oder relativ dicke Blöcke zeigen, und sie erzielen
hohe IV-Werte, und was am signifikantesten oder wichtigsten ist,
sind Flocken, im Gegensatz zu Pellets oder Blöcken, am meisten erwünscht angesichts
der Tatsache, dass die Flocken nicht klebrig werden oder eine Agglomeration
entweder in der ersten oder zweiten Stufe der Festphasenpolymerisation
bewirken. Trotzdem ist es ersichtlich, dass die Halsteile zum Beispiel
der Flaschen oder Getränkebehälter, von
welchen die Materialblöcke
stammen, wertvolle oder wichtige Komponenten sind, dadurch dass
im Anschluss an die Festphasenpolymerisationsverarbeitung der PET-Flockenkomponenten
die Halsmaterial-Blockanteile zusammen mit recycelten Pellets, die
keiner Festphasenpolymerisation unterworfen werden, oder Flocken
mit niedrigem Grenzviskositätswert
(IV) als eine Alternative oder eine Option den einer Festphasenpolymerisation
unterworfenen Flocken hinzugefügt
werden, wenn Letztere in den Extruder eingespeist werden, wie in 1B gezeigt,
um den resultierenden Grenzviskositätswert (IV) der in den Extruder
eingespeisten Mischung einzustellen, wodurch der resultierende Riemen
vorbestimmte oder besonders erwünschte
Charakteristika oder Parameter aufweist.
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Es
wird ebenfalls festgestellt, dass Sauerstoff weder während der
Vorwärm-
noch Festphasenpolymerisationsstufe zugesetzt wird, weil das Vorhandensein
von Sauerstoff die Polymere verschlechtert und verfärbt, womit
Stickstoff daher das bevorzugte Gas ist, das in dem Festphasenpolymerisationsverfahren
verwendet wird, weil es nicht zu den nachteiligen Wirkungen führt, die
durch Sauerstoff bewirkt würden.
Ferner ist Stickstoff auch wirtschaftlich und leicht verfügbar.