EP1203040A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kristallisationsfähigem kunststoffmaterial - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kristallisationsfähigem kunststoffmaterialInfo
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- EP1203040A1 EP1203040A1 EP00930958A EP00930958A EP1203040A1 EP 1203040 A1 EP1203040 A1 EP 1203040A1 EP 00930958 A EP00930958 A EP 00930958A EP 00930958 A EP00930958 A EP 00930958A EP 1203040 A1 EP1203040 A1 EP 1203040A1
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Definitions
- the invention relates to a method for producing crystallizable plastic material such as polyesters and the like, in particular PET, by crystallizing and post-condensing in the solid phase after the melting phase, and to an apparatus for carrying out the method.
- the crystallization and post-condensation in solid phase (SSP) of polyesters obtained from a melt, in particular of PET (polyethylene terephthalate), is generally known.
- the molten polyester (melting temperature 270 ° C and higher) is processed to strand pellets, for example, with simultaneous cooling to room temperature and serves as an amorphous starting material for subsequent crystallization and post-condensation to PET.
- crystallization takes place in two fluidized beds (combination of bubble bed and fluid bed) at temperatures from 140 ° C. to 180 ° C. After crystallization, it bounces to dissolve agglomerates.
- EP-A-822214 now describes a process in which, without cooling the melt to a temperature far below the crystallization temperature, extrusion, pelleting and crystallization of polyester material take place.
- a temperature of approx. 160 ° C to 220 ° C is maintained and crystallization should take approx. 5-30 minutes.
- such a waiver of excessive cooling during pelleting is already known from WO 97/23543.
- a polyester is held in a melt at approx. 270 ° C and passes through an opening in the form of a drop onto a hot metal plate at approx. 135 ° C, where crystallization is already taking place. That follows then a normal SSP process over 24 hours at approx. 205 ° C.
- US-A-5510454 can also measure the temperature of the plate to which the drops are coming
- thermoplastic materials for example PET according to WO94 / 25239
- plastic strands to be dried are quenched for a maximum of 1.5 seconds in order to achieve a surface temperature of at least 100 ° C. Due to this only partial cooling of the plastic, the crystallization time should be a maximum of approx. 20 seconds.
- a moving bed reactor can be evacuated, a separator for separating dust from the exhaust gas being provided for a vacuum pump.
- a separator for separating dust from the exhaust gas being provided for a vacuum pump.
- the invention is based on the object of further developing a method for producing crystallizable plastic material such as polyester or PET so that larger crystallites and a better surface crystal structure achieve a higher reactivity in the SSP process, and that solid foreign substances reliably crystallize from Plastic material to be separated. Energy consumption should also be reduced. This is done on the basis of the features of claim 1.
- the invention is also based on the object of providing a suitable device for carrying out the aforementioned method.
- the invention is described in more detail in an exemplary embodiment with reference to a drawing.
- the drawing shows a schematic diagram in the single figure.
- PET 1 From a melting reactor (not shown), PET 1 reaches a cutter 2 at a temperature of approximately 280 ° C. with cooling and solidification.
- the resulting amorphous pellets 3 with a temperature of 140 ° C to 180 ° C then pass without further cooling into a fluidized bed 4 with a residence time customary in the process and then onto a sieve 5, which can be followed by a circulating air sifter if necessary, for dust and separate other foreign solids.
- the fluidized bed 2 can also be a combination of a bubble bed and a fluidized bed. If necessary, the sieving process is followed by further crystallization (not shown).
- the PET purified and crystallized in this way arrives in a preheater 6 or directly in a shaft reactor 7, where the solid phase post-condensation to PET takes place, and only then is the granulate cooled to room temperature in a cooler 8.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial, insbesondere von PET mittels einer üblichen SSP-Behandlung, wobei das Kunststoffmaterial vor der Kristallisation nur bis auf Kristallisationstemperatur abkühlt und nach dem Granulieren und Kristallisieren bei etwa gleichbleibender Temperatur einem Siebvorgang unterzogen wird.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kristallisationsfähigem
Kunststoff material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyestern und dergleichen, insbesondere von PET, durch ein der Schmelzphase nachgeordnetes Kristallisieren und Nachkondensieren in fester Phase sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das Kristallisieren und Nachkondensieren in fester Phase (SSP) von aus einer Schmelze gewonnenen Polyestern, insbesondere von PET (Polyethylenterephthalat) ist allgemein bekannt. Hierbei wird das schmelzflüssige Polyester (Schmelztemperatur 270°C und höher) unter gleichzeitiger Abkühlung bis auf Raumtemperatur zum Beispiel zu Stranggranulat verarbeitet und dient als amorphes Ausgangsmaterial für ein nachfolgendes Kristallisieren und Nachkondensieren zu PET. Gemäss der EP-A-379684 erfolgt zum Beispiel das Kristallisieren in zwei Wirbelbetten (Kombination von Sprudelbett und Fliessbett) bei Temperaturen von 140°C bis 180°C. Nach dem Kristallisieren erfolgt ein Prallen, um Agglomerate aufzulösen.
Es ist aber auch bekannt, bereits bei einer Temperatur von weniger als 140°C zu kristallisieren und auch die Festphasennachkondensation bei einer Temperatur oberhalb 180°C durchzuführen (zum Beispiel gemäss der nicht vorveröffentlichten CH 02131/92- 2).
Die EP-A-822214 beschreibt nun ein Verfahren, bei dem unter Verzicht auf eine Kühlung der Schmelze auf eine Temperatur weit unterhalb der Kristallisationstemperatur ein Strangextrudieren, Pelletieren und Kristallisieren von Polyestermaterial erfolgt. Hierbei wird eine Temperatur von ca. 160°C bis 220°C beibehalten und das Kristallisieren soll ca. 5-30 Minuten erfordern. Allerdings ist ein solcher Verzicht auf ein starkes Abkühlen beim Pelletieren schon aus der WO 97/23543 vorbekannt. Ein Polyester wird bei ca. 270°C in einer Schmelze gehalten und gelangt durch eine Öffnung in Tropfenform auf eine heisse Metallplatte von ca. 135°C, wo bereits eine Kristallisation erfolgt. Dem folgt
dann ein üblicher SSP-Prozess über 24 Stunden bei ca. 205°C. Nach der Lehre der
US-A-5510454 kann die Temperatur der Platte, auf die die Tropfen gelangen auch
180°C betragen.
Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur gleichzeitigen Trocknung und Kristallisation thermoplastischer Kunststoffe, zum Beispiel von PET gemäss der WO94/25239, wobei zu trocknende Kunststoffstränge während einer Zeitdauer von maximal 1 ,5 Sekunden zur Erzielung einer Oberflächentemperatur von mindestens 100°C abgeschreckt werden. Die Kristallisationszeit soll durch diese nur teilweise Abkühlung des Kunststoffs maximal ca. 20 Sekunden betragen.
Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Polyamiden gemäss der DE-A-19510698 kann ein Wanderbettreaktor evakuiert werden, wobei einer Vakuumpumpe ein Abscheider zum Abscheiden von Staub aus dem Abgas vorgesehen sein kann. Ein zuveriässi- ges Trennen von festen Fremdstoffen, Stäuben und dergleichen vom Kunststoff material ist jedoch nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyester oder PET so weiter zu entwickeln, dass durch grössere Kristallite und eine bessere Oberflächenkristallstruktur eine höhere Reaktivität im SSP-Prozess erreicht wird, und dass feste Fremdstoffe nach dem Kristallisieren zuverlässig vom Kunststoffmaterial getrennt werden. Ebenso soll der Energieverbrauch gesenkt werden. Dies erfolgt an Hand der Merkmale des Patentanspruchs 1.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens zu schaffen.
Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine Prinzipdarstellung.
Aus einem nicht dargestellten Schmelzreaktor heraus gelangt PET 1 mit einer Temperatur von ca. 280°C unter Abkühlung und Verfestigung in einen Cutter 2.
Die so entstehenden amorphen Pellets 3 mit einer Temperatur von 140°C bis 180°C gelangen danach ohne weitere Abkühlung in ein Wirbelbett 4 mit verfahrensüblicher Verweilzeit und danach auf ein Sieb 5, dem bei Bedarf noch ein Umluftsichter nach- schaltet sein kann, um Staub und andere fremde Feststoffe abzuscheiden.
Gemäss der EP-A-379684 kann das Wirbelbett 2 auch eine Kombination von Sprudelbett und Fliessbett darstellen. Bei Bedarf folgt auf den Siebvorgang ein weiteres Kristallisieren (nicht dargestellt).
In üblicher Weise gelangt das so gereinigte und kristallisierte PET in einen Vorerhitzer 6 oder direkt in einen Schachtreaktor 7, wo die Festphasennachkondensation zu PET erfolgt und erst danach wird das Granulat in einem Kühler 8 auf Raumtemperatur gekühlt.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyestern, z.B. PET durch Aufschmelzen von amorphem Kunststoffmaterial, welches nachfolgend granuliert, kristallisiert und nachkondensiert wird, wobei das Kunststoffmaterial keiner Aufheizung vor dem Kristallisieren unterworfen werden muss, da- durch gekennzeichnet, dass das Kunststoff material nach dem Kristallisieren einem Siebvorgang unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisation bei einer Temperatur von 140°C bis 180°C erfolgt.
3. Vorrichtung zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyester, z.B. PET, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 , enthaltend eine Granuliervorrichtung, ein Wirbelbett (4) und einen Schachtreaktor (7), dadurch gekennzeichnet, dass dem Wirbelbett (4) ein Sieb (5) nachgeordnet ist.
4. Verfahren zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyester, z.B. PET durch Erschmelzen von amorphen Kunststoffmaterial, welches nachfolgend kristallisiert, granuliert und nachkondensiert wird, wobei das Kunststoffmaterial vor dem Kristallisieren nicht erneut erwärmt werden muss, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Kunststoffmaterial mit etwa gleicher Temperatur wie beim Kristallisieren und Granulieren nach dem Granulieren einem Siebvorgang unterworfen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur beim Kristallisieren, Granulieren und Sieben 100°C bis 200°C, bevorzugt 120°C bis 160°C beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit beim Kristallisieren ca. 1 bis 40 Sekunden beträgt, bevorzugt 2 bis 20 Sekunden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Siebvorgang ein weiteres Kristallisieren folgt.
8. Vorrichtung zur Herstellung von kristallisationsfähigem Kunststoffmaterial wie Polyester, z.B. PET zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 4, mit einem Kristallisator und einem nachfolgenden Cutter (2), dadurch gekennzeichnet, dass dem Cutter (2) ein Sieb (5) nachgeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sieb (5) ein weiterer Kristallisator nachgeordnet ist.
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