EA033812B1 - Системы и способы изготовления объемно-жгутовой нити - Google Patents

Системы и способы изготовления объемно-жгутовой нити Download PDF

Info

Publication number
EA033812B1
EA033812B1 EA201791090A EA201791090A EA033812B1 EA 033812 B1 EA033812 B1 EA 033812B1 EA 201791090 A EA201791090 A EA 201791090A EA 201791090 A EA201791090 A EA 201791090A EA 033812 B1 EA033812 B1 EA 033812B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
flakes
satellite
extruder
pet
auger
Prior art date
Application number
EA201791090A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201791090A1 (ru
Inventor
Thomas R Clark
Original Assignee
Mohawk Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/546,796 external-priority patent/US9636860B2/en
Application filed by Mohawk Ind Inc filed Critical Mohawk Ind Inc
Publication of EA201791090A1 publication Critical patent/EA201791090A1/ru
Publication of EA033812B1 publication Critical patent/EA033812B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/06—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
    • B29B13/065—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying of powder or pellets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/0026—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B29B7/426—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix with consecutive casings or screws, e.g. for charging, discharging, mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/485—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws with three or more shafts provided with screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/487—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws with consecutive casings or screws, e.g. for feeding, discharging, mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7461—Combinations of dissimilar mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/748—Plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7485—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants with consecutive mixers, e.g. with premixing some of the components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/86—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for working at sub- or superatmospheric pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/365—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using pumps, e.g. piston pumps
    • B29C48/37—Gear pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
    • B29C48/385—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/425—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders using three or more screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/425—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders using three or more screws
    • B29C48/43—Ring extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/435—Sub-screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/69—Filters or screens for the moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/04—Melting filament-forming substances
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/16—Auxiliary treatment of granules
    • B29B2009/165—Crystallizing granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92514—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/26—Scrap or recycled material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

Способ изготовления объемно-жгутовой ковровой нити, который в ряде вариантов выполнения включает: (A) измельчение использованных ПЭТ бутылок в хлопья; (B) промывку хлопьев; (C) идентификацию и удаление примесей, включая сюда загрязненные хлопья, из хлопьев; (D) прохождение хлопьев через кристаллизатор ПЭТ; (E) прохождение хлопьев через MRS экструдер при поддержании давления в MRS секции MRS экструдера ниже приблизительно 18 мбар; (F) прохождение полученного расплава полимера через по меньшей мере один фильтр, имеющий размер ячейки сетки менее приблизительно 50 мкм; и (G) переработку вторичного полимера в объемно-жгутовую ковровую нить, которая содержит, по существу, вторичный ПЭТ.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Благодаря тому что первичный ПЭТ полимер является более дорогим, чем вторичный ПЭТ полимер, и благодаря экологическим выгодам, связанным с использованием вторичного полимера, было бы желательно обеспечить возможность изготовления объемно-жгутовой ковровой нити и других изделий из 100% вторичного ПЭТ полимера (например, ПЭТ полимера из использованных ПЭТ бутылок).
Раскрытие изобретения
Способ изготовления объемно-жгутовой ковровой нити по ряду вариантов выполнения включает: (А) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ; (В) прохождение множества хлопьев из вторичного ПЭТ через кристаллизатор ПЭТ; (С) по меньшей мере, частичное плавление множества хлопьев для получения расплава полимера; (D) обеспечение наличия многошнекового экструдера, который содержит: (i) первый экструдер с сателлитным шнеком, причем первый экструдер с сателлитным шнеком содержит первый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси первого сателлитного шнека; (ii) второй экструдер с сателлитным шнеком, причем второй экструдер с сателлитным шнеком содержит второй сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси второго сателлитного шнека; и (iii) систему регулирования давления, которая выполнена с возможностью поддержания давления в первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком ниже приблизительно 18 мбар. В конкретных вариантах выполнения способ дополнительно включает: (А) использование системы регулирования давления для уменьшения давления в первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком ниже приблизительно 18 мбар; (В) после этапа прохождения множества хлопьев через кристаллизатор ПЭТ при поддержании давления в первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком ниже приблизительно 18 мбар прохождение расплава полимера через многошнековый экструдер таким образом, что: (1) первая часть расплава проходит через первый экструдер с сателлитным шнеком, и (2) вторая часть расплава проходит через второй экструдер с сателлитным шнеком, и (С) после этапа прохождения расплава вторичного полимера через многошнековый экструдер переработка вторичного полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
Способ изготовления ковровой нити в конкретных вариантах выполнения включает: (А) измельчение множества использованных ПЭТ бутылок в полимерные хлопья; (В) промывку полимерных хлопьев для удаления по меньшей мере части одного или нескольких загрязнений с поверхности хлопьев, причем хлопья содержат первое множество хлопьев, которые состоят, по существу, из ПЭТ, и второе множество хлопьев, которые не состоят, по существу, из ПЭТ; (С) после этапа промывки первого множества хлопьев: (i) сканирование промытых хлопьев для идентификации второго множества хлопьев; (ii) отделение второго множества хлопьев от первого множества хлопьев; (D) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ; (E) прохождение второго множества хлопьев через кристаллизатор ПЭТ; (F) плавление второго множества хлопьев для изготовления расплава полимера; (G) обеспечение наличия экструдера, который экструдирует материал с получением множества разных экструзионных потоков; (H) уменьшение давления в экструдере до давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 25 мбар; (I) при поддержании давления в экструдере от приблизительно 0 мбар до приблизительно 25 мбар прохождение расплава полимера через экструдер таким образом, что расплав полимера разделяется на множество экструзионных потоков, каждый из которых имеет давление от приблизительно 0 мбар до приблизительно 25 мбар; (J) после прохождения расплава полимера через экструдер фильтрация расплава полимера через по меньшей мере один фильтр; и (K) после прохождения расплава полимера через фильтр переработка вторичного полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
Способ изготовления объемно-жгутовой ковровой нити по конкретным вариантам выполнения включает: (А) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ, который содержит: (i) шнек с бункером, выполненный с возможностью подачи множества хлопьев в кристаллизатор; и (ii) воздуходувное устройство, выполненное с возможностью продувки горячего воздуха через множество хлопьев, когда множество хлопьев проходит через кристаллизатор; (В) прохождение множества хлопьев, содержащих, по существу, ПЭТ хлопья, через кристаллизатор ПЭТ; (С) после прохождения множества хлопьев через кристаллизатор ПЭТ плавление множества хлопьев для образования расплава полимера; (D) обеспечение наличия многошнекового экструдера, который содержит: (i) первый экструдер с сателлитным шнеком, причем первый экструдер с сателлитным шнеком содержит первый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси первого сателлитного шнека; (ii) второй экструдер с сателлитным шнеком, причем второй экструдер с сателлитным шнеком содержит второй сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси второго сателлитного шнека; (iii) третий экструдер с сателлитным шнеком, причем третий экструдер с сателлитным шнеком содержит третий сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси третьего сателлитного шнека; (iv) четвертый экструдер с сателлитным шнеком, причем четвертый экструдер с сателлитным шнеком содержит четвертый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси четвертого сателлитного шнека; и (v) систему регулирования давления, которая выполнена с возможностью поддержания давления в первом, втором, третьем и четвертом экструдерах с сателлитным шнеком от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар; (Е) использование системы регулирования давления для уменьшения давления в первом, втором, третьем и
- 1 033812 четвертом экструдерах с сателлитным шнеком до давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар; (F) при поддержании давления в первом, втором, третьем и четвертом экструдерах с сателлитным шнеком от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар прохождение расплава, содержащего вторичный полимер, через многошнековый экструдер таким образом, что: (1) первая часть расплава проходит через первый экструдер с сателлитным шнеком, (2) вторая часть расплава проходит через второй экструдер с сателлитным шнеком, (3) третья часть расплава проходит через третий экструдер с сателлитным шнеком и (4) четвертая часть расплава проходит через четвертый экструдер с сателлитным шнеком, и (G) после этапа прохождения расплава вторичного полимера через многошнековый экструдер переработка вторичного полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
Краткое описание чертежей
При описании ряда вариантов выполнения в общих чертах будет дана ссылка на приложенные чертежи, которые могут быть выполнены не масштабе и на которых:
на фиг. 1 - технологическая схема по конкретному варианту выполнения для изготовления объемножгутовой ковровой нити;
на фиг. 2 - MRS экструдер, пригодный для использования в процессе, представленном на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 3 - иллюстративная MRS секция MRS экструдера, показанного на фиг. 2, вид в разрезе;
на фиг. 4 - технологическая схема движения потока полимера через MRS экструдер и систему фильтрации по конкретному варианту выполнения;
на фиг. 5 - схема производственного процесса по способу согласно ряду вариантов выполнения для изготовления объемно-жгутовой ковровой нити.
Осуществление изобретения
Ниже приведено подробное описание различных вариантов выполнения. Следует принять во внимание, что изобретение может быть внедрено во множестве различных форм и не должно истолковываться как ограничиваемое до представленных здесь вариантов выполнения. Наоборот, эти варианты выполнения позволяют сделать описание изобретения обстоятельным и всеобъемлющим и дают специалистам в этой области полное представление об объеме изобретения. На протяжении всего описания сходные номера позиций обозначают сходные элементы.
I. Введение.
Ниже приведено описание новых процессов изготовления волокна из вторичного полимера (например, из вторичного ПЭТ полимера). В различных вариантах выполнения этот новый процесс: (1) является более эффективным по сравнению с предшествующими процессами при удалении загрязнений и воды из вторичного полимера; и/или (2) не требует многократного расплавления и охлаждения, как в предшествующих процессах. По меньшей мере в одном варианте выполнения усовершенствованный процесс позволяет получать вторичный ПЭТ полимер, имеющий достаточно высокое качество, чтобы ПЭТ полимер мог использоваться в изготовлении объемно-жгутовой ковровой нити из 100% вторичного ПЭТ (например, 100% ПЭТ, полученного из ранее использованных ПЭТ бутылок). В конкретных вариантах выполнения вторичный ПЭТ полимер имеет характеристическую вязкость по меньшей мере приблизительно 0,79 дл/г (например, от приблизительно 0,79 дл/г до приблизительно 1,00 дл/г).
II. Подробное описание.
Процесс изготовления BCF (объемно-жгутовой нити) по конкретному варианту выполнения, в общем, можно разбить на три этапа: (1) приготовление хлопьев ПЭТ полимера из использованных бутылок для использования в процессе; (2) прохождение хлопьев через экструдер, который расплавляет хлопья и очищает полученный ПЭТ полимер; и (3) подача очищенного полимера в машину для формования нити, которая превращает полимер в нить для использования в изготовлении ковров. Эти три этапа подробно описаны ниже.
Этап 1. Приготовление хлопьев ПЭТ полимера из использованных бутылок.
В конкретном варианте выполнения этап приготовления хлопьев ПЭТ полимера из использованных бутылок включает: (А) сортировку использованных ПЭТ бутылок и измельчение бутылок в хлопья; (В) промывку хлопьев; и (С) идентификацию и удаление примесей или загрязненных хлопьев.
А. Сортировка использованных ПЭТ бутылок и измельчение бутылок в хлопья.
В конкретных вариантах выполнения кипы прозрачных и смешанных цветных утилизированных использованных (например, из контейнеров, установленных по обочинам улиц) ПЭТ бутылок (или других емкостей) состоят из использованных ПЭТ емкостей для использования в указанном процессе. В других вариантах выполнения использованные ПЭТ емкости могут быть возвращаемыми бутылками многоразового использования (например, ПЭТ бутылками, цена которых включает в себя залог, который возвращают заказчику, когда заказчик возвращает бутылку после расходования содержимого бутылки). Емкости из контейнеров, установленных по обочинам улиц, или возвращаемые использованные или утилизированные емкости могут содержать небольшое количество загрязнения, которые не относятся к ПЭТ. Загрязнения емкостей могут включать в себя, например, полимерные загрязнения, которые не относятся к ПЭТ (например, ПВХ, ПЛА, полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиамид и т.д.), металл (например, цветной и черный металл), бумагу, картон, песок, стекло или другие нежелательные материа- 2 033812 лы, которые могут попадать в место сбора утилизируемого ПЭТ. Загрязнения, которые не относятся к
ПЭТ, можно удалять из требующихся ПЭТ компонентов, например, с помощью одного или нескольких из ряда процессов, описанных ниже.
В конкретных вариантах выполнения небольшие элементы и мусор (например, элементы и мусор размером больше 2 дюймов) удаляют из всех бутылок с помощью поворотного промывочного устройства. Для удаления любых металлических загрязнений в указанном процессе могут использоваться различные магниты для удаления металла и системы вихревых токов. Для удаления любых ослабленных полимерных загрязнений, которые могут быть смешаны с ПЭТ хлопьями (например, ПВХ, ПЛА, полипропилен, полиэтилен, полистирол и полиамид), можно использовать работающую в ближней инфракрасной области спектра аппаратуру, например установку NRT Multi Sort IR от компании Bulk Handling Systems Company, Юджин, штат Орегон, или установку Spyder IR от компании National Recovery Technologies, Нашвилл, штат Теннесси. Кроме того, для удаления оставшихся ПВХ загрязнений можно использовать сортировочное устройство с использованием рентгеновского излучения, например устройство VINYLCYCLE от компании National Recovery Technologies, Нашвилл, штат Теннесси.
В конкретных вариантах выполнения разделение прозрачных материалов и цветных материалов обеспечивают с помощью автоматизированного оборудования для сортировки по цвету, снабженного системой обнаружения с помощью камер (например, устройством Multisort ES от компании National Recovery Technologies, Нашвилл, штат Теннесси). В различных вариантах выполнения в ряде мест на линии установлены устройства ручной сортировки для удаления загрязнений, которые не были удалены устройством сортировки, и цветных бутылок. В конкретных вариантах выполнения отсортированный материал направляют на операцию гранулирования (например, с помощью устройства 50В Granulator от компании Cumberland Engineering Corporation, Нью Берлин, штат Висконсин) для уменьшения размера (например, измельчения) бутылок вплоть до размера меньше половины дюйма. В ряде вариантов выполнения бутылочные этикетки из полученных грязных хлопьев (например, ПЭТ хлопьев, образованных во время операции гранулирования) удаляют с помощью пневматической системы разделения перед процессом промывки.
B. Промывка хлопьев.
В конкретных вариантах выполнения грязные хлопья смешивают в группе промывочных баков. В качестве части процесса промывки в ряде вариантов выполнения используют разделение по плотности для разделения бутылочных крышек из олефина (которые могут, например, присутствовать в грязных хлопьях в качестве остатков от утилизированных ПЭТ бутылок) и ПЭТ хлопьев, имеющих более высокую удельную плотность. В конкретных вариантах выполнения хлопья промывают в каустической ванне, нагретой до приблизительно 87,78°С (190°F). В конкретных вариантах выполнения в каустической ванне поддерживают концентрацию гидроокиси натрия от приблизительно 0,6% до приблизительно 1,2%. В ряде вариантов выполнения в каустическую ванну добавляют мыльные поверхностно-активные вещества, а также противопенные присадки, например, для дополнительного разделения и очистки хлопьев. Затем система двойной очистки смывает каустик с хлопьев.
В ряде вариантов выполнения хлопья обезвоживают посредством центрифугирования и затем высушивают горячим воздухом, по меньшей мере, для удаления, по существу, поверхностной влаги. Затем полученные чистые хлопья обрабатывают с помощью системы электростатического разделения (например, с помощью электростатического сепаратора от компании Carpco, Inc., Джэксонвилл, штат Флорида) и системы обнаружения металла в хлопьях (например, MSS Metal Sorting System) для дополнительного удаления металлических загрязнений, оставшихся в хлопьях. В конкретных вариантах выполнения на этапе пневматического разделения из чистых хлопьев удаляют оставшиеся этикетки. Затем в ряде вариантов выполнения хлопья направляют на операцию сортировки по цвету хлопьев (например, используя установку OPTIMIX от компании TSM Control Systems, Дандолк, Ирландия) для удаления цветных загрязнений, оставшихся в хлопьях. В ряде вариантов выполнения электрооптическое устройство сортировки хлопьев, по меньшей мере, частично на основе рамановской технологии (например, Powerpost 200 от компании Unisensor Sensorsysteme GmbH, Карлсуэ, Германия), выполняет окончательное разделение полимеров для удаления полимеров, которые не относятся к ПЭТ, оставшихся в хлопьях. На этом этапе также дополнительно удаляют оставшиеся металлические загрязнения и цветные загрязнения.
В ряде вариантов выполнения комбинирование этих этапов позволяет направлять, по существу, чистые (например, чистые) хлопья из ПЭТ бутылок, содержащие менее приблизительно 50 частей на миллион ПВХ (например, 25 млн-1 ПВХ) и менее приблизительно 15 частей на миллион металла для выполнения описанного далее процесса экструзии ниже по технологическому потоку.
C. Идентификация и удаление примесей и загрязненных хлопьев.
В конкретных вариантах выполнения после промывки хлопьев их направляют на транспортер и сканируют с помощью высокоскоростной лазерной системы 300. В ряде вариантов выполнения отдельные лазеры, составляющие высокоскоростную лазерную систему 300, сконфигурированы таким образом, чтобы они обнаруживали загрязнения в виде частиц (например, ПВХ или алюминий). Хлопья, которые идентифицированы как не состоящие в основном из ПЭТ, можно удалять из основного потока хлопьев
- 3 033812 струями воздуха. В ряде вариантов выполнения содержание хлопьев, которые не относятся к ПЭТ, составляет менее 25 млн-1.
В ряде вариантов выполнения система адаптирована таким образом, что ПЭТ полимер, перерабатываемый в нить, по существу, не содержит воду (например, совсем не содержит воду). В конкретном варианте выполнения хлопья помещают в предкондиционер на период времени от приблизительно 20 мин до приблизительно 40 мин (например, приблизительно на 30 мин), в течение которого предкондиционер выдувает поверхностную воду из хлопьев. В конкретных вариантах выполнения в хлопьях остается поровая вода. В ряде вариантов выполнения эти мокрые хлопья (например, хлопья, содержащие поровую воду) затем могут направляться в экструдер (например, как описано ниже в этапе 2), который содержит вакуумное устройство, предназначенное для удаления, помимо прочего, поровой воды, которая остается в хлопьях после выполнения процесса быстрой сушки, описанного выше.
Этап 2. Использование системы экструзии для плавления и очистки ПЭТ хлопьев.
В конкретных вариантах выполнения экструдер используют для превращения вышеописанных хлопьев в расплавленный вторичный ПЭТ полимер и выполнения ряда процессов очистки для приготовления полимера, превращаемого в BCF для ковра. Как указано выше, в ряде вариантов выполнения после завершения этапа 1 хлопья вторичного ПЭТ полимера являются влажными (например, поверхностную воду, по существу, удаляют из (например, полностью удаляют) из хлопьев, но поровая вода остается в хлопьях). В конкретных вариантах выполнения эти влажные хлопья подают в мультиротационный (MRS) экструдер 400. В других вариантах выполнения влажные хлопья направляют в любой другой соответствующий экструдер (например, двухшнековый экструдер, многошнековый экструдер, планетарный экструдер или любую другую соответствующую систему экструзии). Иллюстративный MRS экструдер 400 показан на фиг. 2 и 3. Конкретный пример такого MRS экструдера описан в американской опубликованной патентной заявке 2005/0047267, озаглавленной Экструдер для производства расплавленных пластиковых материалов, которая была опубликована 3 марта 2005 г. и которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Как можно понять из этих фигур, в конкретных вариантах выполнения MRS экструдер включает в себя первую секцию 410 экструдера с одним шнеком для подачи материала в MRS секцию 420 и вторую секцию 440 экструдера с одним шнеком для транспортирования материала из MRS секции.
В ряде вариантов выполнения влажные хлопья подают непосредственно в MRS экструдер 400, по существу, сразу же (например, сразу же) после вышеописанного этапа промывки (например, без сушки хлопьев или осушения хлопьев). В конкретных вариантах выполнения система, которая подает влажные хлопья непосредственно в MRS экструдер 400, по существу, сразу же (например, сразу же) после вышеописанного этапа промывки, может расходовать приблизительно на 20% меньше энергии по сравнению с системой, которая, по существу, полностью предварительно высушивает хлопья перед экструзией (например, системой, которая предварительно высушивает хлопья посредством прохождения горячего воздуха через влажные хлопья в течение длительного периода времени). В ряде вариантов выполнения система, которая подает влажные хлопья непосредственно в MRS экструдер 400, по существу, сразу же (например, сразу же) после вышеописанного этапа промывки, исключает необходимость ожидания в течение некоторого периода времени (например, до восьми часов), в общем, необходимого для полного высушивания хлопьев (например, удаления всей поверхностной и поровой воды из хлопьев).
На фиг. 4 представлена технологическая схема, на которой показан ряд процессов, выполняемых MRS экструдером 400 в конкретном варианте выполнения. В варианте выполнения, показанном на этой фигуре, влажные хлопья сначала подают через первую секцию 410 MRS экструдера с одним шнеком, которая может, например, вырабатывать тепло (например, посредством сдвига), достаточное, по меньшей мере, для, по существу, плавления (например, плавления) влажных хлопьев.
Полученный полимерный расплав (например, содержащий расплавленные хлопья) в ряде вариантов выполнения далее направляют в MRS секцию 420 экструдера, в которой экструдер разделяет поток расплава на множество разных потоков (например, 4, 6, 8 или больше потоков) с помощью множества открытых камер. На фиг. 3 показан вид с частичным вырывом MRS секции 420 по конкретному варианту выполнения. В конкретных вариантах выполнения, например, в варианте, показанном на этой фигуре, MRS секция 420 разделяет поток расплава на восемь разных потоков, которые далее направляют через восемь сателлитных шнеков 425А-Н. Как можно понять из фиг. 2, в конкретных вариантах выполнения эти сателлитные шнеки, по существу, параллельны (например, параллельны) друг другу и основной оси MRS экструдера 400.
В MRS секции 420 в ряде вариантов выполнения сателлитные шнеки 425А-Н могут, например, вращаться быстрее (например, приблизительно в четыре раза быстрее), чем в существующих системах. Как показано на фиг. 3, в конкретных вариантах выполнения: (1) сателлитные шнеки 425А-Н расположены внутри одиночного шнекового барабана 428, который смонтирован с возможностью вращения вокруг своей центральной оси; и (2) сателлитные шнеки 425А-Н выполнены с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению, в котором вращается одиночный шнековый барабан 428. В ряде вариантов выполнения сателлитные шнеки 425А-Н и одиночный шнековый барабан 428 вращаются в одном и том же направлении. В конкретных вариантах выполнения вращение сателлитных шнеков
- 4 033812
425А-Н осуществляется с помощью кольцевого зубчатого колеса. Кроме того, в ряде вариантов выполнения одиночный шнековый барабан 428 вращается приблизительно в четыре раза быстрее, чем каждый отдельный сателлитный шнек 425А-Н. В определенных вариантах выполнения сателлитные шнеки 425АН вращаются, по существу, со сходными (например, одними теми же) скоростями.
В ряде вариантов выполнения, как можно видеть на фиг. 4, сателлитные шнеки 425А-Н помещены внутри соответствующих цилиндров экструдера, которые могут быть, например, приблизительно на 30% открыты в наружную камеру MRS секции 420. В конкретных вариантах выполнения вращение сателлитных шнеков 425А-Н и одиночного шнекового барабана 428 увеличивает поверхностный обмен полимерного расплава (например, оставляет незащищенной большую площадь поверхности расплавленного полимера по отношению к открытой камере по сравнению существующими системами). В ряде вариантов выполнения MRS секция 420 образует площадь поверхности расплава, которая, например, от приблизительно двадцати до приблизительно тридцати раз больше, чем площадь поверхности расплава, создаваемая однонаправленным шнековым экструдером. В конкретном варианте выполнения MRS секция 420 создает площадь поверхности расплава, которая, например, приблизительно в двадцать пять раз больше площади поверхности расплава, создаваемой однонаправленным шнековым экструдером.
В ряде вариантов выполнения MRS секция 420 MRS экструдера снабжена вакуумным насосом 430, который крепят к участку 422 крепления вакуумного насоса MRS секции 420, так что вакуумный насос 430 сообщается с внутренней стороной MRS секции через соответствующее отверстие 424 в корпусе MRS секции. В других вариантах выполнения MRS секция 420 снабжена группой вакуумных насосов. В других вариантах выполнения вакуумный насос 430 выполнен с возможностью уменьшения давления внутри MRS секции 420 до давления, которое составляет от приблизительно 0,5 мбар до приблизительно 5 мбар. В конкретных вариантах выполнения вакуумный насос 430 выполнен с возможностью уменьшения давления в MRS секции 420 до менее чем приблизительно 1,5 мбара (например, приблизительно 1 мбара и менее). Вакуум низкого давления, создаваемый вакуумным насосом 430 в MRS секции 420, может удалять, например: (1) летучие органические вещества, присутствующие в расплавленном полимере, когда расплавленный полимер проходит через MRS секцию 420; и/или (2) по меньшей мере часть поровой воды, которая присутствует во влажных хлопьях, которые поступают в MRS экструдер 400. В ряде вариантов выполнения вакуум низкого давления удаляет, по существу, всю (например, всю) воду и загрязнения из потока полимера.
В конкретном примере вакуумный насос 430 содержит три механических лопастных вакуумных насоса (например, установленных последовательно) для уменьшения давления в камере до соответствующего уровня (например, до давления приблизительно 1,0 мбар). В других вариантах выполнения вместо конструкции из трех механических лопастных вакуумных насосов, описанной выше, вакуумный насос 430 является струйным вакуумным насосом, пригодным для MRS экструдера. В ряде вариантов выполнения струйный вакуумный насос выполнен с возможностью создания давления приблизительно 1 мбар внутри MRS секции 420 и обеспечения приблизительно таких же результатов, как описано выше, относящихся к получаемой характеристической вязкости полимерного расплава. В ряде вариантов выполнения использование струйного вакуумного насоса может быть предпочтительным, поскольку струйные вакуумные насосы имеют паровой привод и, следовательно, по существу, являются самоочищающимися (например, самоочищающимися), что позволяет уменьшить объем необходимого технического обслуживания по сравнению с механическими лопастными насосами (которые могут, например, требовать многократной очистки из-за выделения летучих веществ, которые конденсируются на лопасти насоса). В конкретном варианте выполнения вакуумный насос 430 является струйным вакуумным насосом, от компании Arpuma GmbH, Бергхайм, Германия.
В конкретных вариантах выполнения после прохождения расплавленного полимера через многопоточную MRS секцию 420 потоки расплавленного полимера воссоединяются и протекают во вторую секцию 440 экструдера с одним шнеком. В ряде вариантов выполнения одиночный поток расплавленного полимера далее проходит через систему 450 фильтрации, которая содержит по меньшей мере один фильтр. В конкретном варианте выполнения система 450 фильтрации имеет два уровня фильтрации (например, сетчатый фильтр с размером ячейки сетки 40 мкм и установленный после него сетчатый фильтр с размером ячейки сетки 25 мкм). Несмотря на то что в ряде вариантов выполнения воду и примеси в виде летучих органических веществ удаляют во время вакуумного процесса, описанного выше, загрязнения в виде частиц, например частицы алюминия, песок, грязь и другие загрязнения, могут оставаться в полимерном расплаве. Таким образом, этап фильтрации может быть предпочтительным в отношении удаления загрязнений в виде частиц (например, загрязнений в виде частиц, которые не были удалены в MRS секции 420).
В конкретных вариантах выполнения используют датчик 460 вязкости (см. фиг. 4) для определения вязкости расплава в потоке расплавленного полимера, после его прохождения через систему 450 фильтрации. В ряде вариантов выполнения датчик 460 вязкости измеряет вязкость расплава в потоке, например посредством измерения перепада давления в потоке на известном участке. В конкретных вариантах выполнения в ответ на измерение характеристической вязкости потока, которая оказывается ниже заданного уровня (например, ниже приблизительно 0,8 дл/г), система может: (1) отбраковывать часть потока с
- 5 033812 низкой характеристической вязкостью; и/или (2) понижать давление в MRS секции 420 для достижения более высокой характеристической вязкости полимерного расплава. В конкретных вариантах выполнения уменьшение давления в MRS секции 420 выполняют, по существу, автоматическим образом (например, автоматически), используя датчик вязкости в компьютеризированном контуре управления с обратной связью с вакуумным насосом 430.
В конкретных вариантах выполнения удаление воды и загрязнений из полимера улучшает характеристическую вязкость вторичного ПЭТ полимера, позволяя полимерным цепям полимера воссоединяться и увеличивать длину цепи. В конкретных вариантах выполнения после прохождения через MRS секцию 420 с прикрепленным вакуумным насосом 430 расплав вторичного полимера имеет характеристическую вязкость, по меньшей мере, приблизительно 0,79 дл/г (например, от приблизительно 0,79 дл/г до приблизительно 1,00 дл/г). В конкретных вариантах выполнения прохождение через MRS секцию 420 низкого давления обеспечивает очистку расплава вторичного полимера (например, посредством удаления загрязнений и поровой воды) и делает вторичный полимер, по существу, сходным по структуре (например, позволяет получить такую же структуру) с первичным ПЭТ полимером. В конкретных вариантах выполнения вода, удаляемая с помощью вакуума, содержит воду, которая является промывочной водой, используемой для очистки использованных ПЭТ бутылок, как описано выше, а также воду, которая является непрореагировавшей водой, образующейся посредством плавления ПЭТ полимера в секции 410 экструдера с одним шнеком (например, поровой водой). В конкретных вариантах выполнения большая часть воды, присутствующей в полимере, является промывочной водой, но некоторая процентная доля может быть не прореагировавшей водой.
В конкретных вариантах выполнения полученный полимер является вторичным ПЭТ полимером (например, полученным на 100% из использованных ПЭТ изделий, например из ПЭТ бутылок или емкостей), имеющим качество полимера, пригодное для использования в изготовлении ПЭТ ковровой нити, используя, по существу, только (например, только) ПЭТ из использованных ПЭТ изделий.
Этап 3. Подача очищенного ПЭТ полимера в машину для формования нити для переработки в ковровую пряжу.
В конкретных вариантах выполнения после экструзии и очистки вторичного ПЭТ полимера посредством вышеописанного процесса экструзии, полученный расплавленный вторичный ПЭТ полимер подают непосредственно в машину 500 для получения BCF (или формования нити), которая предназначена для переработки расплавленного полимера в объемно-жгутовую нить. Например, в ряде вариантов выполнения выход MRS экструдера 400 соединен, по существу, непосредственно (например, непосредственно) с входом машины 500 для формования нити, так чтобы подавать расплавленный полимер из экструдера непосредственно в машину 500 для формования нити. Этот процесс может быть предпочтительным, поскольку расплавленный полимер в определенных вариантах выполнения может не требовать охлаждения с образованием гранул после экструзии (что потребовалось бы, если вторичный полимер смешивали с первичным ПЭТ полимером). В конкретных вариантах выполнения отсутствие операции охлаждения вторичного расплавленного полимера с образованием гранул позволяет исключить разрыв цепи в полимере, что могло бы снизить характеристическую вязкость полимера.
В конкретных вариантах выполнения машина 500 для формования нити выполняет экструзию расплавленного полимера через небольшие отверстия в фильере для изготовления ковровой пряжной нити из полимера. В конкретных вариантах выполнения расплавленный вторичный ПЭТ полимер охлаждается после выхода из фильеры. Далее ковровая пряжа подхватывается валиками и, в конечном итоге, превращается в нити, используемые для изготовления ковра. В ряде вариантов выполнения ковровая пряжа, изготавливаемая машиной 500 для формования нити, может иметь удельную прочность от приблизительно 3 грамм-силы на денье (гс/ден) до приблизительно 9 гс/ден. В конкретных вариантах выполнения полученная ковровая пряжа имеет удельную прочность по меньшей мере приблизительно 3 гс/ден.
В конкретных вариантах выполнения машина 500 для формования нити, используемая в вышеописанном процессе, является машиной Sytec One для формования нити, которую изготавливает компания Oerlika Neumag, Ноймюнстер, Германия. Машину Sytec One можно специально адаптировать для труднообрабатываемых волокон, таких как нейлон или окрашенные в массе волокна, где нити имеют предрасположенность к обрыву во время процесса обработки. В ряде вариантов выполнения машина Sytec One может поддерживать максимально возможное прямолинейное движение нити после фильеры, при этом предусматривают обработку только одной непрерывной нити, и машина спроектирована с возможностью быстрой заправки нити в случаях обрыва.
Несмотря на то что в вышеописанном примере представлена машина для формования нити Sytec One для изготовления ковровой пряжной нити из полимера, должно быть понятно, что можно использовать любую другую машину для формования нити. Такие машины для формования нити могут включать в себя, например, любую пригодную машину для формования нити, где предусмотрена обработка одной непрерывной нити или трех непрерывных нитей, производства компании Oerlika Neumag, Ноймюнстер, Германия или любой другой компании.
В ряде вариантов выполнения повышенная прочность вторичного ПЭТ полимера, достигаемая с помощью вышеописанного процесса, позволяет перемещать его в машине 500 для формования нити с
- 6 033812 более высокими скоростями, чем это было бы возможно при использовании первичного ПЭТ полимера.
Таким образом, можно обеспечить более высокие скорости обработки, чем это было бы возможно при использовании первичного ПЭТ полимера.
Краткое изложение иллюстративного процесса
На фиг. 5 в общих чертах показана сущность способа изготовления объемно-жгутовой нити, описанного выше. Как показано на фигуре, осуществление способа начинают с этапа 602, где использованные ПЭТ бутылки измельчают в хлопья. Далее на этапе 604 хлопья промывают для удаления загрязнений с соответствующих наружных поверхностей хлопьев. Далее на этапе 606 группу хлопьев сканируют (например, используя один или несколько вышеописанных способов) для идентификации примесей, включая сюда загрязненные хлопья. Эти примеси и загрязненные хлопья затем удаляют из хлопьев.
Далее на этапе 608 хлопья проходят через MRS экструдер, причем в MRS секции экструдера поддерживают давление ниже приблизительно 1,5 мбара. На этапе 610 полученный полимерный расплав проходит через по меньшей мере один фильтр, имеющий размер ячейки сетки менее приблизительно 50 микрон. И, наконец, на этапе 612 вторичный полимер перерабатывается в объемно-жгутовую ковровую нить, которую можно использовать в изготовлении ковров. Осуществление способа завершают на этапе 614.
Другие варианты выполнения.
В конкретных вариантах выполнения система может содержать другие компоненты или выполнять другие процессы для изготовления, по существу, непрерывной BCF из 100% вторичного ПЭТ или другого вторичного полимера. Ниже приведены описания иллюстративных вариантов.
Немультиротационная система экструзии.
В конкретных вариантах выполнения при выполнении процесса можно использовать систему экструзии полимера, которая не относится к MRS экструдеру, описанному выше. Другая система экструзии может включать в себя, например, двухшнековый экструдер, многошнековый экструдер, планетарный экструдер или любую другую соответствующую систему экструзии. В конкретном варианте выполнения процесс может включать в себя множество любых комбинаций любых пригодных конических шнековых экструдеров (например, четыре двухшнековых экструдера, три многошнековых экструдера и т.д.).
Производство ковровой пряжи из на 100% перерабатываемого ковра.
В конкретных вариантах выполнения вышеописанный процесс можно адаптировать для обработки и подготовки старого ковра (или любого другого пригодного использованного изделия) для производства новой ковровой пряжи, содержащей на 100% материал перерабатываемого ковра. В таких вариантах выполнения процесс начинают с измельчения и промывки перерабатываемого ковра, а не использованных ПЭТ бутылок. В ряде вариантов выполнения, где старый ковер перерабатывают в новую ковровую пряжу, содержащую на 100% материал перерабатываемого ковра, процесс может содержать дополнительные этапы для удаления дополнительных материалов или примесей, которые могут присутствовать в перерабатываемом ковре, но не могут присутствовать в использованных ПЭТ бутылках (например, основа ковра, клей и т.д.).
Другие источники перерабатываемого ПЭТ.
В ряде вариантов выполнения вышеописанный процесс адаптирован для обработки перерабатываемого ПЭТ из любого пригодного источника (например, источников, которые не относятся к использованным бутылкам или ковру) для производства новой ковровой пряжи, содержащей 100% вторичный ПЭТ.
Использование кристаллизатора в качестве части процесса изготовления BCF.
В ряде вариантов выполнения процесс изготовления BCF из вторичного полимера может дополнительно включать в себя этап кристаллизации, на котором используют один или несколько кристаллизаторов ПЭТ. В конкретных вариантах выполнения система сконфигурирована с возможностью выполнения этапа кристаллизации измельченных хлопьев перед прохождением хлопьев через один или несколько экструдеров (например, одношнековый экструдер, MRS экструдер и т.д.). В конкретных вариантах выполнения кристаллизатор ПЭТ содержит корпус, шнек с бункером (например, шнековый транспортер), расположенный, по меньшей мере, частично, в корпусе, перемешивающее устройство, один или несколько нагревательных элементов и одно или несколько воздуходувных устройств.
Шнек с бункером.
В конкретных вариантах выполнения шнек с бункером содержит пригодный винтовой транспортер (например, архимедов винт) для перемещения жидких или гранулированных материалов (например, ПЭТ хлопьев). В ряде вариантов выполнения шнек с бункером содержит, по существу, цилиндрический вал и винтовую лопасть, расположенную вдоль, по меньшей мере, участка цилиндрического вала. В конкретных вариантах выполнения, по существу, цилиндрический вал предназначен для вращения винтовой лопасти, что вынуждает шнек с бункером перемещать материал (например, ПЭТ хлопья) вдоль цилиндрического вала в корпус кристаллизатора. В других вариантах выполнения шнек с бункером содержит другой пригодный винтовой транспортер, например безвальную спираль. В вариантах выполнения, в которых шнек с бункером содержит безвальную спираль, эта безвальная спираль, по существу, может быть закреплена на одном конце и может быть свободна на другом конце, и приводится в движение у непод- 7 033812 вижного конца. В ряде вариантов выполнения шнек с бункером расположен, по меньшей мере, частично в корпусе кристаллизатора.
В ряде вариантов выполнения шнек с бункером выполнен с возможностью подачи ПЭТ хлопьев в кристаллизатор. В ряде вариантов выполнения кристаллизатор ПЭТ выполнен с возможностью подачи
ПЭТ хлопьев в кристаллизатор при относительно небольшой скорости шнека с бункером.
Один или несколько нагревательных элементов.
В ряде вариантов выполнения кристаллизатор содержит один или несколько нагревательных элементов для повышения температуры в кристаллизаторе. В конкретных вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов содержат один или несколько электрических нагревательных элементов, один или несколько работающих на газе нагревательных элементов или любые другие пригодные нагревательные элементы. В некоторых вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов могут быть, по существу, электрическими нагревательными элементами. В ряде вариантов выполнения один или несколько нагревательных элементов содержат один или несколько инфракрасных нагревательных элементов. В других вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов могут использовать природный газ, например пропан. В конкретных вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов выполнены с возможностью повышения температуры в кристаллизаторе от приблизительно 100°F до приблизительно 180°F. В других вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов выполнены с возможностью повышения температуры в кристаллизаторе от приблизительно 100°С до приблизительно 180°С. В некоторых вариантах выполнения один или несколько нагревательных элементов выполнены с возможностью поддержания температуры в кристаллизаторе, которая, по существу, является приблизительно максимальной температурой кристаллизации ПЭТ. В конкретных вариантах выполнения максимальная температура кристаллизации ПЭТ составляет от приблизительно 140°С до приблизительно 230°С.
Одно или несколько воздуходувных устройств.
В ряде вариантов выполнения кристаллизатор дополнительно содержит одно или несколько воздуходувных устройств, предназначенных для продувки воздуха через хлопья, когда хлопья проходят через кристаллизатор. В конкретных вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств содержат любые пригодные воздуходувные устройства для перемещения воздуха, по существу, по площади поверхности хлопьев, когда хлопья проходят через кристаллизатор. Например, в некоторых вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств содержат один или несколько пригодных вентиляторов или других пригодных механизмов для перемещения воздуха. В ряде вариантов выполнения одно или несколько воздуходувных устройств выполнены с возможностью продувки воздуха, который был, по меньшей мере, частично нагрет одним или несколькими нагревательными элементами. В конкретных вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств выполнены с возможностью продувки воздуха, имеющего температуру по меньшей мере приблизительно 140°F. В других конкретных вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств выполнены с возможностью продувки воздуха, имеющего температуру по меньшей мере приблизительно 140°С. В других вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств выполнены с возможностью поддержания температуры в кристаллизаторе от приблизительно 140°F до приблизительно 180°F. В некоторых вариантах выполнения одно или несколько воздуходувных устройств выполнены с возможностью продувки горячего воздуха от нижнего участка кристаллизатора и забора воздуха из верхнего участка кристаллизатора.
Перемешивающее устройство.
В ряде вариантов выполнения кристаллизатор содержит перемешивающее устройство, которое содержит пригодное устройство для перемешивания ПЭТ хлопьев, когда ПЭТ хлопья проходят через кристаллизатор. В ряде вариантов выполнения перемешивающее устройство можно приводить в действие, например, с помощью соответствующего редукторного электродвигателя. В конкретном варианте выполнения перемешивающее устройство содержит соответствующую штангу или другой пригодный механизм, установленный с возможностью вращения или иного перемешивания ПЭТ хлопьев, когда ПЭТ хлопья проходят через кристаллизатор. В других вариантах выполнения перемешивающее устройство может содержать любое пригодное устройство, которое может, например, содержать барабан, пригодный для установки с возможностью вращения с помощью редукторного двигателя, так чтобы ПЭТ хлопья, по меньшей мере, частично перемешивались и/или встряхивались, когда ПЭТ хлопья находятся в барабане. В других вариантах выполнения перемешивающее устройство содержит один или несколько шнеков и/или шнековых транспортеров, выполненных с возможностью вращения и перемешивания ПЭТ хлопьев. В конкретных вариантах выполнения перемешивающее устройство содержит шнек с бункером.
Как можно понять из этого описания, перемешивающее устройство выполнено с возможностью встряхивания и/или перемешивания ПЭТ хлопьев, когда одно или несколько воздуходувных устройств продувают воздух, нагретый одним или несколькими нагревательными элементами, через ПЭТ хлопья. В конкретных вариантах выполнения перемешивающее устройство выполнено с возможностью, по меньшей мере, частичного уменьшения агломерации хлопьев (например, слипания или комкования хлопьев),
- 8 033812 когда хлопья, по меньшей мере, частично кристаллизуются в кристаллизаторе.
В конкретных вариантах выполнения кристаллизатор, по меньшей мере, частично, высушивает поверхность ПЭТ хлопьев. В ряде вариантов выполнения кристаллизатор ПЭТ выполнен с возможностью уменьшения содержания влаги в ПЭТ хлопьях до приблизительно 50 млн-1. В других вариантах выполнения кристаллизатор ПЭТ выполнен с возможностью уменьшения содержания влаги в ПЭТ хлопьях от приблизительно 30 млн-1 до приблизительно 50 млн-1.
В ряде вариантов выполнения использование сухих хлопьев может позволить системе транспортировать хлопья через MRS экструдер более медленно, что позволяет создавать более высокое давление в MRS экструдере во время экструзии (например, позволяет системе поддерживать более высокое давление в MRS экструдере вместо очень низкого давления). В ряде вариантов выполнения процесса система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS от приблизительно 0 мбар до приблизительно 25 мбар. В конкретных вариантах выполнения, например, в вариантах выполнения, в которых ПЭТ хлопья проходили через кристаллизатор перед экструзией в MRS экструдере, система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар. В других вариантах выполнения система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар. В других вариантах выполнения система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно 0 мбар до приблизительно 8 мбар. В других вариантах выполнения система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно 5 мбар до приблизительно 10 мбар. В конкретных вариантах выполнения система регулирования давления может быть сконфигурирована для поддержания давления в MRS экструдере приблизительно 5 мбар, приблизительно 6 мбар, приблизительно 7 мбар, приблизительно 8 мбар, приблизительно 9 мбар или приблизительно любого пригодного давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 25 мбар. Следует принять во внимание, что любые перечисленные здесь цифровые диапазоны включают в себя раскрытие каждого отдельного числа в пределах этих цифровых диапазонов. Например, раскрытие диапазона от приблизительно 10 мбар до приблизительно 15 мбар также следует понимать как относящееся к раскрытию цифровых значений приблизительно 11 мбар, приблизительно 12 мбар, приблизительно 13 мбар, приблизительно 13,5 мбар и т.д.
В конкретных вариантах выполнения в процессе может быть использован пригодный инфракрасный кристаллизатор ПЭТ. В таких вариантах выполнения кристаллизатор может содержать один или несколько инфракрасных нагревательных элементов, по меньшей мере, для частичного осушения участка поверхности ПЭТ. В ряде вариантов выполнения кристаллизатор можно выполнен с возможностью обработки (например, кристаллизации и/или сушки) от приблизительно 180 до приблизительно 4000 фунтов хлопьев в час. В ряде вариантов выполнения кристаллизатор ПЭТ выполнен с возможностью генерирования инфракрасной энергии для проникновения приблизительно вплоть до 5 мм в ПЭТ хлопья. В ряде вариантов выполнения проникновение инфракрасной энергии может вызывать более быструю сушку и/или кристаллизацию ПЭТ хлопьев по сравнению с традиционной системой нагрева излучением. Кроме того, инфракрасный кристаллизатор ПЭТ может потреблять меньше энергии по сравнению с неинфракрасными кристаллизаторами ПЭТ. В ряде вариантов выполнения инфракрасный кристаллизатор ПЭТ выполнен с возможностью генерирования инфракрасной энергии, имеющей длину волны инфракрасного излучения от приблизительно 1 мкм до приблизительно 2 мкм. В ряде вариантов выполнения инфракрасная энергия в этом диапазоне длин волн пригодна для спектра поглощения, как ПЭТ, так и воды, который, например, может обеспечивать инфракрасную энергию для более глубокого проникновения в ПЭТ по сравнению с другими длинами волн.
В конкретных вариантах выполнения кристаллизатор вынуждает хлопья, по меньшей мере, частично уменьшаться в размере, что может, например, снижать вероятность комкования хлопьев. В конкретных вариантах выполнения кристаллизатор может, в частности, уменьшать клейкость больших хлопьев, которые могут, например, включать в себя хлопья, содержащие частицы измельченных ПЭТ бутылок, которые могут иметь большую толщину по сравнению с другими частицами ПЭТ бутылок (например, хлопья, измельченные из резьбового участка ПЭТ бутылки, на который навинчивают крышку).
Сравнение использования бутылок, собранных из контейнеров, установленных по обочинам улиц, и бутылок многоразового использования в процессе изготовления волокна.
В ряде вариантов выполнения система выполнена с возможностью использования вторичного ПЭТ различного качества в вышеописанном процессе. Например, в ряде вариантов выполнения система выполнена с возможностью изготовления объемно-жгутовой ковровой нити из ПЭТ, полученного в результате переработки ПЭТ бутылок, собранных из контейнеров, установленных по обочинам улиц (например, ПЭТ бутылок, которые были собраны в рамках общей программы переработки использованной тары или из другого источника), и/или ПЭТ бутылок многоразового использования (например, бутылок, возвращаемых в рамках программы использования залоговой тары). В ряде вариантов выполнения использованные бутылки, собранные из контейнеров, установленных по обочинам улиц, могут требовать более тщательной обработки для изготовления объемно-жгутовой нити, поскольку использованные бу- 9 033812 тылки, собранные из контейнеров, установленных по обочинам улиц, могут смешиваться с загрязнениями или иным образом содержать загрязнения, например другие перерабатываемые материалы (например, бумагу, другие пластики и т.д.), мусор и другие бутылочные изделия, не относящиеся к ПЭТ, из-за несовершенной сортировки использованных изделий или в силу других причин. Бутылки многоразового использования могут включать в себя ПЭТ бутылки с меньшим количеством нежелательных загрязнений, в частности, из-за того, что ПЭТ бутылки многоразового использования можно собирать отдельно от других изделий, пригодных для переработки или подлежащих удалению.
В ряде вариантов выполнения бутылки, собранные в конкретные времена конкретного года из контейнеров, установленных по обочинам улиц, могут содержать больше примесей и других загрязнений, чем в другие времена года. Например, бутылки, собранные в летние месяцы из контейнеров, установленных по обочинам улиц, могут содержать большую процентную долю чистых ПЭТ бутылок (например, бутылок из-под воды), по меньшей мере, частично из-за дополнительного потребления воды в летние месяцы.
В ряде вариантов выполнения вышеописанная система может быть выполнена с возможностью регулирования конкретных компонентов процесса на основе, по меньшей мере, частично, источника вторичного ПЭТ, используемого для изготовления объемно-жгутовой ковровой нити. Например, поскольку ПЭТ бутылки многоразового использования содержат меньше примесей, подлежащих удалению во время этапов начальной очистки и сортировки процесса, систему регулирования давления можно сконфигурировать для поддержания давления в MRS экструдере, превышающего давление, которое бы потребовалось для обработки ПЭТ хлопьев, полученных из использованных ПЭТ бутылок, собранных из контейнеров, установленных по обочинам улиц. В конкретном варианте выполнения система регулирования давления может быть выполнена с возможностью поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно О мбар до приблизительно 12 мбар, когда хлопья, полученные из ПЭТ бутылок многоразового использования, проходят через MRS экструдер. В других вариантах выполнения в таких случаях система регулирования давления может быть выполнена с возможностью поддержания давления в MRS экструдере от приблизительно 5 мбар до приблизительно 10 мбар.
В ряде вариантов выполнения система выполнена с возможностью определения пригодного давления для поддержания давления в MRS экструдере на основе, по меньшей мере, частично, источника вторичного ПЭТ. В других вариантах выполнения система выполнена с возможностью исключения одного или нескольких из вышеописанных этапов или включения одного или нескольких дополнительных этапов в вышеописанные этапы на основе, по меньшей мере, частично, источника вторичного ПЭТ.
Заключение
Специалист в области техники, к которой относится изобретение, может предложить множество модификаций и других вариантов выполнения, обеспечивающих эффект на основе принципов изобретения, представленных в вышеприведенном описании и на приложенных чертежах. Например, несмотря на то что представленная выше вакуумная система описана как выполненная с возможностью поддержания давления в открытых камерах MRS экструдера приблизительно 1 мбар, в других вариантах выполнения вакуумная система может быть адаптирована для поддержания давления в открытых камерах MRS экструдера больше или меньше 1 мбар. Например, вакуумная система может быть адаптирована для поддержания этого давления от приблизительно 0,5 мбар до приблизительно 12 мбар.
Сходным образом, несмотря на то что ряд вариантов выполнения вышеописанных систем можно адаптировать для изготовления ковровой нити, по существу, только из вторичного ПЭТ (так чтобы полученная ковровая нить содержала, состояла и/или состояла, по существу, из вторичного ПЭТ), в других вариантах выполнения систему можно адаптировать для изготовления ковровой нити из комбинации вторичного ПЭТ и первичного ПЭТ. Полученная ковровая нить может, например, содержать, состоять и/или состоять, по существу, из от приблизительно 80% до приблизительно 100% вторичного ПЭТ и от приблизительно 0% до приблизительно 20% первичного ПЭТ.
Кроме того, несмотря на то что вышеописанные варианты выполнения относятся к изготовлению ковровой нити из ПЭТ, сходные способы можно использовать для изготовления ковровой нити из других полимеров. Сходным образом, несмотря на то что ряд вышеописанных вариантов выполнения относится к изготовлению ковровой нити из ПЭТ, сходные способы можно использовать для изготовления ковровой нити из ПЭТ или других полимеров.
Кроме того, следует принять во внимание, что в ряде вариантов выполнения можно исключить любой из вышеописанных этапов и включить дополнительные этапы.
В свете вышеизложенного следует принять во внимание, что изобретение не ограничено до конкретных раскрытых вариантов выполнения и что другие варианты выполнения могут быть включены в объем приложенной формулы изобретения. Несмотря на используемые в настоящей заявке специальные термины, они используются в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ изготовления объемно-жгутовой ковровой нити, включающий в себя
    - 10 033812 (A) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ;
    (B) прохождение множества хлопьев из вторичного ПЭТ через указанный кристаллизатор ПЭТ для, по меньшей мере, частичной сушки указанного множества хлопьев из вторичного ПЭТ;
    (C) по меньшей мере, частичное плавление указанного множества хлопьев для образования расплава полимера;
    (D) обеспечение наличия многошнекового экструдера, который содержит:
    (i) первый экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный первый экструдер с сателлитным шнеком содержит первый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного первого сателлитного шнека;
    (ii) второй экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный второй экструдер с сателлитным шнеком содержит второй сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного второго сателлитного шнека;
    (iii) опорную систему экструдера с сателлитным шнеком, выполненную с возможностью вращения указанных первого и второго сателлитных шнеков вокруг основной оси, в то время как указанные первый и второй сателлитные шнеки вращаются вокруг своих центральных осей соответственно, при этом указанная основная ось расположена, по существу, параллельно как: (а) указанной центральной оси указанного первого сателлитного шнека; так и (b) указанной центральной оси указанного второго сателлитного шнека;
    (iv) систему регулирования давления, которая выполнена с возможностью поддержания давления в указанных первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком ниже приблизительно 18 мбар;
    (E) использование указанной системы регулирования давления для уменьшения давления в указанных первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком до давления ниже приблизительно 18 мбар;
    (F) после указанного этапа прохождения указанного множества хлопьев через указанный кристаллизатор ПЭТ, плавление указанного множества хлопьев из вторичного ПЭТ для образования расплава полимера и при поддержании указанного давления в указанных первом и втором экструдерах с сателлитным шнеком ниже приблизительно 18 мбар, прохождение указанного расплава полимера через указанный многошнековый экструдер таким образом, что: (1) первая часть указанного расплава полимера проходит через указанный первый экструдер с сателлитным шнеком, и (2) вторая часть указанного расплава полимера проходит через указанный второй экструдер с сателлитным шнеком; и (G) после указанного этапа прохождения указанного расплава полимера через указанный многошнековый экструдер переработку указанного полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
  2. 2. Способ по п.1, в котором указанный кристаллизатор ПЭТ содержит шнек с бункером, выполненный с возможностью подачи указанного множества хлопьев в указанный кристаллизатор ПЭТ; и воздуходувное устройство для продувки горячего воздуха через указанное множество хлопьев, когда указанное множество хлопьев проходит через указанный кристаллизатор.
  3. 3. Способ по п.2, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью поддержания температуры в указанном кристаллизаторе от приблизительно 140°С до приблизительно 180°С.
  4. 4. Способ по п.3, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью поддержания температуры в указанном кристаллизаторе приблизительно 140°С.
  5. 5. Способ по п.1, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичной кристаллизации указанного множества хлопьев.
  6. 6. Способ по п.1, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичной сушки по меньшей мере части поверхности указанного множества хлопьев.
  7. 7. Способ по п.6, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью уменьшения содержания влаги в указанном множестве хлопьев до величины от приблизительно 30 млн-1 до приблизительно 50 млн-1.
  8. 8. Способ изготовления ковровой нити, включающий в себя следующие этапы:
    (A) измельчение множества использованных ПЭТ бутылок в группу полимерных хлопьев;
    (B) промывка указанной группы полимерных хлопьев для удаления, по меньшей мере, части одного или нескольких загрязнений с поверхности указанных хлопьев, причем указанная группа хлопьев содержит первое множество хлопьев, которые состоят, по существу, из ПЭТ, и второе множество хлопьев, которые не состоят, по существу, из ПЭТ;
    (C) после указанного этапа промывки указанного первого множества хлопьев:
    (i) сканирование указанной промытой группы хлопьев для идентификации указанного второго множества хлопьев;
    (ii) отделение указанного второго множества хлопьев от указанного первого множества хлопьев;
    (D) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ;
    (E) прохождение указанного первого множества хлопьев через указанный кристаллизатор ПЭТ для, по меньшей мере, частичной сушки указанного первого множества хлопьев;
    (F) плавление указанного второго множества хлопьев для изготовления расплава полимера;
    - 11 033812 (G) обеспечение наличия экструдера, который экструдирует материал с получением множества разных экструзионных потоков и содержит по меньшей мере два сателлитных шнека, при этом каждый соответствующий сателлитный шнек из по меньшей мере двух сателлитных шнеков установлен с возможностью вращения вокруг своей соответствующей центральной оси; и одиночный шнековый барабан, который выполнен с возможностью вращения вокруг своей центральной оси:
    указанная центральная ось указанного одиночного шнекового барабана параллельна каждой соответствующей центральной оси указанных по меньшей мере двух сателлитных шнеков;
    указанные по меньшей мере два сателлитных шнека расположены внутри указанного одиночного шнекового барабана; и каждый из указанных по меньшей мере двух сателлитных шнеков выполнен с возможностью вращения вокруг указанной своей оси соответственно, в то время как одиночный шнековый барабан вращается вокруг указанной центральной оси указанного одиночного шнекового барабана;
    (H) уменьшение давления в указанном экструдере до давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар;
    (I) при поддержании указанного давления в указанном экструдере от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар прохождение указанного расплава полимера через указанный экструдер таким образом, что указанный расплав полимера разделяется на множество экструзионных потоков и через каждый из указанных по меньшей мере двух сателлитных шнеков проходит по меньшей мере часть указанного расплава полимера, при этом каждый из указанных по меньшей мере двух сателлитных шнеков имеет давление от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар;
    (J) после прохождения указанного расплава полимера через указанный экструдер фильтрация указанного расплава полимера через по меньшей мере один фильтр; и (K) после прохождения указанного расплава полимера через указанный фильтр переработка указанного расплава полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
  9. 9. Способ по п.8, в котором уменьшение указанного давления в указанном экструдере до давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар включает определение источника указанных использованных ПЭТ бутылок;
    по меньшей мере, частично в ответ на определение, что указанный источник указанных использованных ПЭТ бутылок содержит ПЭТ бутылки многоразового использования, уменьшение указанного давления в указанном экструдере до первого давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар; и по меньшей мере, частично в ответ на определение, что указанный источник указанных использованных ПЭТ бутылок содержит использованные ПЭТ бутылки, собранные из контейнеров, установленных по обочинам улиц, уменьшение указанного давления в указанном экструдере до второго давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 12 мбар.
  10. 10. Способ по п.9, в котором указанное первое давление больше указанного второго давления.
  11. 11. Способ по п.8, в котором указанный кристаллизатор содержит шнек с бункером, выполненный с возможностью подачи указанного множества хлопьев в указанный кристаллизатор ПЭТ; и воздуходувное устройство для продувки горячего воздуха через указанное множество хлопьев, когда указанное множество хлопьев проходит через указанный кристаллизатор.
  12. 12. Способ по п.11, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью поддержания температуры в указанном кристаллизаторе от приблизительно 140°С до приблизительно 180°С.
  13. 13. Способ по п.12, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью поддержания температуры в указанном кристаллизаторе приблизительно 180°С.
  14. 14. Способ по п.8, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичной кристаллизации указанного множества хлопьев.
  15. 15. Способ по п.8, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью уменьшения содержания влаги в указанном множестве хлопьев до величины от приблизительно 30 млн-1 до приблизительно 50 млн-1.
  16. 16. Способ по п.15, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью достаточного уменьшения указанного содержания влаги в указанном множестве хлопьев таким образом, чтобы в указанном множестве хлопьев эти хлопья не прилипали друг к другу.
  17. 17. Способ изготовления объемно-жгутовой ковровой нити, включающий в себя:
    (A) обеспечение наличия кристаллизатора ПЭТ, который содержит:
    (i) шнек с бункером, выполненный с возможностью подачи множества хлопьев в указанный кристаллизатор; и (ii) по меньшей мере один нагревательный элемент, выполненный с возможностью увеличения температуры в указанном кристаллизаторе ПЭТ;
    - 12 033812 (B) прохождение множества хлопьев, содержащих, по существу, ПЭТ хлопья, через указанный кристаллизатор ПЭТ для, по меньшей мере, частичной сушки указанного первого множества хлопьев;
    (C) после прохождения указанного множества хлопьев через указанный кристаллизатор ПЭТ плавление указанного множества хлопьев для образования расплава полимера;
    (D) обеспечение наличия многошнекового экструдера, который содержит:
    (i) первый экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный первый экструдер с сателлитным шнеком содержит первый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного первого сателлитного шнека;
    (ii) второй экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный второй экструдер с сателлитным шнеком содержит второй сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного второго сателлитного шнека;
    (iii) третий экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный третий экструдер с сателлитным шнеком содержит третий сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного третьего сателлитного шнека;
    (iv) четвертый экструдер с сателлитным шнеком, причем указанный четвертый экструдер с сателлитным шнеком содержит четвертый сателлитный шнек, который установлен с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного четвертого сателлитного шнека; и (v) опорную систему экструдера с сателлитным шнеком, выполненную с возможностью вращения указанных первого, второго, третьего и четвертого сателлитных шнеков вокруг основной оси, в то время как указанные первый, второй, третий и четвертый сателлитные шнеки вращаются вокруг своих центральных осей соответственно, при этом указанная основная ось расположена, по существу, параллельно: (а) указанной центральной оси указанного первого сателлитного шнека; (b) указанной центральной оси указанного второго сателлитного шнека; (с) указанной центральной оси указанного третьего сателлитного шнека; и (d) указанной центральной оси указанного четвертого сателлитного шнека;
    (vi) систему регулирования давления, которая выполнена с возможностью поддержания давления в указанных первом, втором, третьем и четвертом экструдерах с сателлитным шнеком от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар;
    (E) использование указанной системы регулирования давления для уменьшения давления в указанных первом, втором, третьем и четвертом экструдерах с сателлитным шнеком до давления от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар;
    (F) при поддержании указанного давления в указанных первом, втором, третьем и четвертом экструдерах с сателлитным шнеком от приблизительно 0 мбар до приблизительно 18 мбар прохождение указанного расплава полимера через указанный многошнековый экструдер таким образом, что: (1) первая часть указанного расплава проходит через указанный первый экструдер с сателлитным шнеком, (2) вторая часть указанного расплава проходит через указанный второй экструдер с сателлитным шнеком, (3) третья часть указанного расплава проходит через указанный третий экструдер с сателлитным шнеком и (4) четвертая часть указанного расплава проходит через указанный четвертый экструдер с сателлитным шнеком, и (G) после указанного этапа прохождения указанного расплава через указанный многошнековый экструдер переработка указанного расплава полимера в объемно-жгутовую ковровую нить.
  18. 18. Способ по п.17, в котором указанный по меньшей мере один нагревательный элемент выполнен с возможностью поддержания температуры в указанном кристаллизаторе от приблизительно 140°С до приблизительно 180°С.
  19. 19. Способ по п.18, в котором указанный по меньшей мере один нагревательный элемент содержит по меньшей мере один инфракрасный нагревательный элемент.
  20. 20. Способ по п.17, в котором указанный кристаллизатор выполнен с возможностью уменьшения содержания влаги в указанном множестве хлопьев до величины от приблизительно 30 млн-1 до приблизительно 50 млн-1; и прохождение указанного множества хлопьев, состоящих преимущественного из вторичного ПЭТ, через указанный кристаллизатор ПЭТ для, по меньшей мере, частичной сушки указанного множества хлопьев включает в себя уменьшение указанного содержания влаги в указанном множестве хлопьев от приблизительно 30 млн-1 до приблизительно 50 млн-1.
EA201791090A 2014-11-18 2015-11-17 Системы и способы изготовления объемно-жгутовой нити EA033812B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/546,796 US9636860B2 (en) 2012-05-31 2014-11-18 Method of manufacturing bulked continuous filament
PCT/US2015/061116 WO2016081474A1 (en) 2014-11-18 2015-11-17 Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201791090A1 EA201791090A1 (ru) 2017-09-29
EA033812B1 true EA033812B1 (ru) 2019-11-28

Family

ID=56014460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201791090A EA033812B1 (ru) 2014-11-18 2015-11-17 Системы и способы изготовления объемно-жгутовой нити

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP3221120B1 (ru)
KR (1) KR101829205B1 (ru)
CN (1) CN107107440A (ru)
AU (3) AU2015350150B2 (ru)
BR (1) BR112017008402B1 (ru)
CA (1) CA2968225C (ru)
EA (1) EA033812B1 (ru)
ES (1) ES2775510T3 (ru)
HU (1) HUE048300T2 (ru)
MX (1) MX371055B (ru)
PL (1) PL3221120T3 (ru)
WO (1) WO2016081474A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10695953B2 (en) 2012-05-31 2020-06-30 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous carpet filament
US8597553B1 (en) 2012-05-31 2013-12-03 Mohawk Industries, Inc. Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
US10487422B2 (en) 2012-05-31 2019-11-26 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous filament from colored recycled pet
US9636860B2 (en) 2012-05-31 2017-05-02 Mohawk Industries, Inc. Method of manufacturing bulked continuous filament
US10538016B2 (en) 2012-05-31 2020-01-21 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous carpet filament
US11045979B2 (en) 2012-05-31 2021-06-29 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous filament from recycled PET
US9630353B2 (en) 2012-05-31 2017-04-25 Mohawk Industries, Inc. Method of manufacturing bulked continuous filament
CN110225808A (zh) 2017-01-30 2019-09-10 美国阿拉丁制造公司 用于从彩色的回收pet制造膨化连续细丝的方法
EP3589473A1 (en) 2017-03-03 2020-01-08 Aladdin Manufactuing Corporation Method of manufacturing bulked continuous carpet filament
HUE061237T2 (hu) 2017-09-15 2023-05-28 Aladdin Mfg Corp Eljárás ömlesztett folytonos szõnyegszál elõállítására
US11242622B2 (en) * 2018-07-20 2022-02-08 Aladdin Manufacturing Corporation Bulked continuous carpet filament manufacturing from polytrimethylene terephthalate
DE102019127884A1 (de) * 2018-11-16 2021-04-22 Flöter Verpackungs-Service GmbH Verfahren zur Formstabilisierung von Schuhen für den Transport sowie beutelartiges Schuheinsatz-Formstabilisierungselement
EP3980587A1 (en) * 2019-06-05 2022-04-13 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous carpet filament
DE102019127393B4 (de) * 2019-07-18 2023-09-21 Gneuss Gmbh Extruder zur viskositätserhöhenden Aufbereitung von aufschmelzbaren Polymeren
KR102553198B1 (ko) * 2021-03-29 2023-07-10 (주)서원테크 리사이클 폴리에스테르계 부분연신사 및 이를 이용한 고신축 복합사의 제조방법
KR102618985B1 (ko) * 2021-09-30 2023-12-29 (주)서원테크 리사이클 폴리에스테르(sd) 부분연신사(poy) 및 이를 이용한 고신축 복합사의 제조방법
DE102022127014A1 (de) * 2022-10-14 2024-04-25 Gneuss Gmbh Extruderanlage und Verfahren zur Aufbereitung von gewaschenen Polymerpartikeln
KR102611943B1 (ko) * 2023-06-05 2023-12-13 주식회사 신칸머신 고유점도 및 순도를 향상시킬 수 있는 pet 칩 재생방법 및 이를 이용한 pet 칩 재생장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070261777A1 (en) * 2003-09-05 2007-11-15 Steckelberg Juergen Method for Coating Grey Goods for Carpeting Using a Broad Slotted Nozzle
US8597553B1 (en) * 2012-05-31 2013-12-03 Mohawk Industries, Inc. Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
US8741972B2 (en) * 2008-09-30 2014-06-03 Columbia Insurance Company Recycled polyethylene terephthalate compositions, fibers and articles produced therefrom, and methods for producing same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046004A1 (en) * 1999-02-04 2000-08-10 Bühler AG Process for upgrading plastic material
AT411161B (de) * 1999-09-22 2003-10-27 Bacher Helmut Verfahren und vorrichtung zum recyclen von pet-gut
DE10150627A1 (de) 2001-10-12 2003-05-15 Gneuss Kunststofftechnik Gmbh Extruder zur Gewinnung von Kunststoff-Schmelzen
US7204945B2 (en) * 2003-09-16 2007-04-17 Eastman Chemical Company Direct coupling of melt polymerization and solid state processing for PET
US7358322B2 (en) * 2004-03-09 2008-04-15 Eastman Chemical Company High IV melt phase polyester polymer catalyzed with antimony containing compounds
AT505595B1 (de) * 2007-08-14 2009-04-15 Erema Verfahren und vorrichtung zur behandlung von kunststoffmaterial
MX2009010614A (es) 2008-09-30 2010-04-30 Shaw Ind Group Inc Composiciones de tereftalato de polietileno reciclado, fibras y articulos producidos a partir de las mismas y metodos para producirlas.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070261777A1 (en) * 2003-09-05 2007-11-15 Steckelberg Juergen Method for Coating Grey Goods for Carpeting Using a Broad Slotted Nozzle
US8741972B2 (en) * 2008-09-30 2014-06-03 Columbia Insurance Company Recycled polyethylene terephthalate compositions, fibers and articles produced therefrom, and methods for producing same
US8597553B1 (en) * 2012-05-31 2013-12-03 Mohawk Industries, Inc. Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
US20130320581A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Mohawk Industries, Inc. Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament

Also Published As

Publication number Publication date
ES2775510T3 (es) 2020-07-27
CA2968225A1 (en) 2016-05-26
EP3221120A4 (en) 2018-03-28
EP3221120B1 (en) 2020-01-08
MX2017005360A (es) 2018-02-09
MX371055B (es) 2020-01-14
AU2017232137A1 (en) 2017-10-12
HUE048300T2 (hu) 2020-07-28
BR112017008402A2 (pt) 2018-06-19
AU2015350150B2 (en) 2017-06-22
CA2968225C (en) 2019-09-10
AU2019200759A1 (en) 2019-02-21
PL3221120T3 (pl) 2020-06-01
EP3221120A1 (en) 2017-09-27
AU2015350150A1 (en) 2017-05-04
KR101829205B1 (ko) 2018-02-19
KR20170066661A (ko) 2017-06-14
EA201791090A1 (ru) 2017-09-29
BR112017008402B1 (pt) 2022-01-25
WO2016081474A1 (en) 2016-05-26
CN107107440A (zh) 2017-08-29
AU2017232137B2 (en) 2019-01-24
AU2019200759B2 (en) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11426913B2 (en) Methods for manufacturing bulked continuous filament
AU2019200759B2 (en) Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
US11427694B2 (en) Methods for manufacturing bulked continuous filament
AU2018200762B2 (en) Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
EP3221107B1 (en) Method for manufacturing bulked continuous filaments

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment