ES2288001T3 - Polimerizacion en estado solido de copos de pet. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento par la preparación de una mezcla de copos de PET para uso en conexión con la fabricación de robustecedor de plástico de alto rendimiento comprende inicialmente las etapas de la recogida de materiales PET post consumidor y no post consumidor que tienen inicialmente un amplio intervalo de valores de viscosidad intrínseca (IV) relativamente bajos con un valor medio de viscosidad intrínseca (IV) bajo, y procesando el mismo a través de polimerización en estado sólido (SSP) así como para obtener un amplio intervalo de valores de viscosidad intrínseca (IV) relativamente bajos con un valor medio de viscosidad intrínseca (IV) bajo. Los materiales inicialmente recogidos se cortan en copos y pedazos, y los pedazos se separan por un separador de piedras para proporcionar la mezcla sobrante que consta sustancial y completamente de materiales de copos o sectores. Esto es ventajoso porque los sectores de copos, como opuestos a los sectores de pedazos, son capaces de incrementar sustancialmente en los valores de viscosidad intrínseca (IV) y dentro de un período relativamente corto de tiempo, y además, los sectores de copos son esencialmente cristalinos mientras que los sectores de pedazos son esencialmente no cristalinos que de otra manera sufrirían una rápida cristalización y generarían una cantidad sustancial de calor de cristalización. Dicho calor de cristalización alcanza indeseablemente la temperatura del proceso de polimerización a la que los materiales tienden a hacerse pegajosos y de ese modo se aglomeran impidiendo el flujo de los materiales que se están procesando, así como tienden a obstruir los componentes de los aparatos de proceso.
Description
Polimerización en estado sólido de copos de
PET.
La presente invención se refiere generalmente al
tratamiento de polimerización en estado sólido (SSP) de un material
de poli(tereftalato de etileno) (PET), así como al material
producido mediante este procedimiento y, más particularmente, al
tratamiento de polimerización en estado sólido (SSP) de un material
de poli(tereftalato de etileno) (PET) posterior al consumo y
no posterior al consumo, especialmente para ser usado en relación
con la fabricación o elaboración de materiales de refuerzo de alto
rendimiento, así como al material de refuerzo de alto rendimiento
producido mediante este procedimiento.
El poli(tereftalato de etileno) (PET)
posterior al consumo, que es principalmente proporcionado o derivado
a partir de botellas de plástico de bebidas no alcohólicas, puede
ser fácilmente obtenido a partir de instalaciones de recuperación
de materiales. Este material exhibe unos valores de la viscosidad
intrínseca (VI) relativamente bajos y heterogéneos y, en el pasado,
esta característica ha evitado que el PET sea directamente usado
para producir productos como, por ejemplo, materiales de refuerzo
de plástico de alto rendimiento que, de hecho, requieren valores de
la viscosidad intrínseca (VI) relativamente elevados y homogéneos.
Este fue uno de los descubrimientos de la invención descrita en el
documento EP-A-0856537, de forma que
la heterogeneidad de los valores de la viscosidad intrínseca (VI)
del material de PET no afectó adversamente de hecho a la producción
de materiales de refuerzo de alto rendimiento, y la presente
invención comprende una mejora adicional tras el tratamiento de
este material de PET.
De acuerdo con las técnicas de tratamiento de la
técnica anterior, el material de PET, tanto el material posterior
al consumo como el no posterior al consumo, era inicialmente
troceado en forma de copos y bloques y los copos y bloques eran
extrudidos en forma de gránulos. El material de PET troceado tenia
un intervalo relativamente bajo y amplio de valores de la VI por
que las diversas botellas de bebidas no alcohólicas, por ejemplo,
estaban elaboradas por diferentes empresas que usaban materiales
diferentes que exhibían valores diferentes de la VI. Los valores de
la VI estaban normalmente en el intervalo de
0,65-0,80 dl/g. De acuerdo con estas técnicas de
tratamiento de la técnica anterior, se creía adicionalmente que, con
el fin de preparar un producto de alto rendimiento como, por
ejemplo, materiales de refuerzo de plástico de alto rendimiento a
partir de materiales de PET posteriores al consumo, era necesario
que los materiales exhibieran o consiguieran un intervalo
relativamente elevado y estrecho de valores de la VI después del
tratamiento en estado sólido que, por tanto, necesitaba como una
etapa inicial la granulación de los copos antes del comienzo de la
polimerización en estado sólido. Cuando los gránulos de PET son
seguidamente sometidos a una polimerización en estado sólido (SSP),
los gránulos deben tener sus valores de VI elevados y exhibir un
intervalo relativamente elevado y estrecho de valores de la VI, con
lo que estos gránulos aumentados pueden ser seguidamente usados para
producir productos de alto rendimiento como, por ejemplo,
materiales de refuerzo de alto rendimiento.
Como se indica con anterioridad en la presente
memoria descriptiva, de acuerdo con las técnicas de tratamiento
indicadas de la técnica anterior, la polimerización en estado sólido
(SSP) de la técnica anterior de los materiales de PET comenzaba con
gránulos de geometría uniforme. Esta polimerización en estado sólido
(SSP) de la técnica anterior de los gránulos, sin embargo, requería
una cantidad inusual de tiempo, es decir, aproximadamente doce a
diecinueve horas para completarse, con el fin de producir el
material de refuerzo deseado, y no se apreciaba, hasta la invención
descrita en el documento anteriormente indicado
EP-A-0856537, que una mezcla
heterogénea de materiales de PET de tipo copos y bloques pudiera
experimentar una polimerización en estado sólido directa sin
necesidad de ser inicialmente granulada, hasta valores medios de la
VI iguales o superiores a los de los gránulos de la técnica
anterior y de una manera significativamente más rápida, es decir,
del orden de una cuarta parte del tiempo requerido para la
polimerización en estado sólido de los materiales en forma de
gránulos.
Más específicamente, aunque los materiales de
refuerzo resultantes de la técnica anterior exhibían valores medios
de la VI que no eran mayores que 0,90 dl/g, los materiales de
refuerzo de plástico de alto rendimientos fabricados de acuerdo con
las técnicas de tratamiento descritas en el documento anteriormente
indicado EP-A-0856537 exhibían
valores medios de la VI que eran mayores que 0,90 de dl/g. Por lo
tanto, de acuerdo con lo expuesto en el documento
EP-A-0856537, se podían elaborar
comercialmente materiales de refuerzo de plástico de alto
rendimiento de una manera económica, usando materiales de PET que
tenían una distribución relativamente amplia de los valores de VI,
como consecuencia de experimentar una polimerización en estado
sólido directamente a partir de materiales en forma de copos que no
habían sido inicialmente granulados.
Aunque el tratamiento de polimerización en
estado sólido de materiales de copos de PET, y la producción de
materiales de refuerzo de plástico de alto rendimiento resultantes,
como se describe en el documento
EP-A-0856537, ha sido bastante
satisfactorio y ha dado lugar a la producción de materiales de
refuerzo de plástico altamente adecuados, se ha descubierto que el
procedimiento puede ser adicionalmente mejorado a partir de una base
de producción de eficacia y de un flujo de material con una
disminución de los tiempos de inactividad de la producción. Por
ejemplo, cuando los materiales de PET que van a ser usados derivan
de hecho de botellas de plástico de bebidas no alcohólicas, se ha
descubierto que como consecuencia de las técnicas de elaboración de
moldeo por soplado dirigidas a la fabricación o elaboración de
botellas de bebidas no alcohólicas, las botellas de PET recicladas
comprenden esencialmente dos tipos diferentes de materiales, es
decir, secciones de paredes sustancialmente cristalinas y secciones
de cuellos sustancialmente no cristalinas.
Es conocido, por ejemplo, que el control de la
temperatura del procedimiento de polimerización en estado sólido
(SSP) es crítico si el nivel de temperaturas del procedimiento de
polimerización en estado sólido es demasiado bajo, pues la reacción
de polimerización será demasiado lenta, mientras que si el nivel de
temperaturas del procedimiento de polimerización es demasiado
elevado, los trozos se fundirán o ablandarán y formarán así grumos
que taponarán o atascarán los alimentadores u otros componentes de
la instalación de tratamiento. Como las partes de las paredes de
las botellas recicladas de bebidas no alcohólicas son
sustancialmente cristalinas, reaccionarán rápidamente en la
instalación de polimerización en estado sólido de forma que
aumentará deseablemente el peso molecular o la viscosidad
intrínseca (VI) de la tanda o carga de PET, sin embargo, como las
partes del cuello de las botellas recicladas de bebidas no
alcohólicas son sustancialmente no cristalinas, reaccionarán de
forma bastante lenta, si es que lo hacen, en el procedimiento de
polimerización en estado sólido en relación con la constitución o
mejora de las propiedades de peso molecular o viscosidad intrínseca
de los materiales de PET que están siendo tratados.
Consecuentemente, es deseable desde un punto de vista de la eficacia
del tratamiento disponer de la tanda o carga de materiales de PET
en el recipiente de polimerización en estado fundido para que
comprenda más de las secciones de paredes cristalinas de los
materiales de PET reciclados que de las secciones no cristalinas de
los cuellos de los materiales de PET reciclados. Además, y de forma
incluso más importante, estas partes no cristalinas de los cuellos o
segmentos de los materiales de PET cristalizarán rápidamente en el
recipiente de tratamiento de polimerización, emitiendo así una
cantidad significativa de calor de cristalización. Este calor de
cristalización puede ser suficientemente grande para elevar
indeseadamente el nivel de temperaturas del procedimiento en el
recipiente de polimerización en estado sólido, de forma que los
materiales de PET tiendan a hacerse demasiado adherentes y a
aglomerarse, formando así grumos o bloques que impedirán el flujo
de los materiales en el recipiente de polimerización y taponarán o
atascarán los diversos componentes del recipiente.
Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica
de ocuparse eficazmente de las partes no cristalinas de materiales
reciclados de PET con lo que, por ejemplo, estas partes o segmentos
no cristalinos de los materiales reciclados de PET puedan ser
eficazmente separadas de la tanda o carga de materiales de PET que
van ha ser alimentadas al recipiente de polimerización en estado
sólido, de forma que se eviten los problemas de tratamiento o flujo
transversal de los materiales que alcanzan las los límites de
temperatura, que se desarrollarían de otra manera como consecuencia
de la rápida cristalización de estos materiales no cristalinos en el
recipiente de polimerización y la posterior generación de una
cantidad significativa de calor de cristalización y, además, pueden
ser eficazmente aumentadas la eficacia de tratamiento de estos
materiales reciclados de PET y la fabricación resultante de
materiales de refuerzo de alto rendimiento a partir de estos
materiales de PET.
Por tanto, la presente invención proporciona un
procedimiento de polimerización en estado fundido (SSP) nuevo y
mejorado, para tratar copos de PET en forma de materiales de
refuerzo de plástico de alto rendimiento, que aumenta la eficacia
de funcionamiento del procedimiento usando solamente los componentes
más deseables de copos cristalinos derivados de todas las secciones
de los materiales reciclados de PET, con lo que las instalaciones
de los recipientes de polimerización en estado sólido son
óptimamente utilizadas con el fin de producir materiales
polimerizados en estado sólido que exhiben valores deseablemente
elevados de la VI, y el nivel de temperaturas del procedimiento es
apropiadamente controlado con el fin de eliminar la aglomeración y
la formación de grumos de los materiales que, de otra manera,
provocarían problemas de flujo transversal de los materiales de las
tandas o cargas, así como un taponamiento o atasco de los
componentes de la instalación que, por lo tanto, darían lugar a
tiempos de inactividad de la producción de la instalación y a costes
de mantenimiento aumentados.
Una realización de un procedimiento para
convertir directamente materiales de copos de PET posteriores al
consumo en materiales que tienen valores medios de la viscosidad
intrínseca (VI) relativamente elevados proporciona materiales
resultantes que son útiles en relación con la fabricación de
productos particularmente deseables, como, por ejemplo, materiales
de refuerzo de alto rendimiento. Los materiales de refuerzo de alto
rendimiento exhiben una resistencia aumentada a la soldadura. La
resistencia a la soldadura es críticamente importante en relación
con el hecho de que la resistencia a la soldadura es a menudo la
unión débil en los productos de materiales de refuerzo. Un valor de
la resistencia a la soldadura que sea igual a un 50% de la
resistencia a la tracción del material de refuerzo es considerado
normal para materiales de refuerzo de alto rendimiento
convencionales o de la técnica anterior. Como consecuencia de las
técnicas de tratamiento de la presente invención, sin embargo, la
resistencia a la tracción y, consecuentemente, la resistencia a la
soldadura del material de refuerzo producido, han podido ser
aumentadas aproximadamente un 30% con respecto al material de
refuerzo de alto rendimiento convencional o de la técnica
anterior.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, el procedimiento inventivo comienza con la obtención de
PET que contiene material posterior al consumo y no posterior al
consumo. Estos materiales pueden ser obtenidos, por ejemplo, a
partir de materiales de refuerzo o instalaciones de recuperación de
materiales, y los materiales tienen un intervalo relativamente
amplio de valores iniciales de la VI como, por ejemplo, de 0,70 dl/g
a 0,81 dl/g. Los materiales de PET contienen habitualmente una
diversidad de impurezas como, por ejemplo, PVC, aluminio,
polietileno, polipropileno o papel.
Los materiales de PVC y aluminio son
inicialmente separados de los materiales de PET, y los materiales de
PET son troceados en forma de una mezcla heterogénea de copos y
bloques. Como se indicó anteriormente en la presente memoria
descriptiva, los bloques de material no son deseables desde los
puntos de vista de que no son especialmente útiles para aumentar
los valores de la VI de los materiales de PET, además de afectar
adversamente al nivel de temperaturas del procedimiento de
polimerización estado sólido. De acuerdo con las explicaciones
específicas de la presente invención, por lo tanto, es deseable
separar estos bloques de material de la tanda o carga de materiales
de PET y esta etapa del procedimiento es conseguida usando una
despiedradora o clasificador adecuado, que separe o clasifique
eficazmente la totalidad o un gran porcentaje de los bloques o
partes de los cuellos de los materiales de PET de las partes de los
copos o paredes de los materiales de PET, como consecuencia de las
propiedades diferentes de grosor y densidad de las partes de bloques
o cuellos de los materiales de PET en comparación con las
características de propiedades similares de las partes de copos o
paredes de los materiales de PET. Como consecuencia, esencialmente
solo las partes de copos o paredes de los materiales de PET son
adicionalmente utilizados en el procedimiento de polimerización en
estado sólido con el fin de permitir que sea tratado un volumen
aumentado de materiales de PET favorables o deseables, que se
consigan fácilmente valores aumentados de la VI de los materiales
de PET tratados y que se permita fácilmente que la instalación de
tratamiento funcione con una cantidad reducida de tiempos de
inactividad de la producción o interrupciones de funcionamiento de
la producción como consecuencia de la eliminación de cualquier
aglomeración o formación de grumos de los materiales de PET, debido
a un control deseablemente apropiado de las temperaturas de
funcionamiento del tratamiento.
Después de la separación de las partes no
deseables de bloques o cuellos de los materiales de PET de la tanda
o carga de materiales de PET que contienen o comprende ahora
esencialmente solo las partes de los copos o paredes de los
materiales de PET, los materiales de PET son precalentados en un
secador o precalentador de tipo de lecho fluidizado con el fin de
que experimenten una etapa de precalentamiento a un nivel de
temperaturas aproximadamente 158ºC y un período de tiempo de
aproximadamente 20-25 minutos. Como consecuencia de
esta etapa de precalentamiento del procedimiento, los materiales de
PET son secados con el fin de que sea separada de los mismos el agua
molecular.
Posteriormente, los copos de PET ya están
preparados para acceder a la primera etapa de la polimerización en
estado sólido y, consecuentemente, los copos de PET son colocados en
una tolva y calentados en ausencia de oxígeno y en presencia de
nitrógeno hasta que alcanzan un nivel de temperaturas entre 199 y
221ºC.
Después de experimentar la primera etapa de
polimerización en estado sólido durante aproximadamente una hora o
más, es fácil hacer entrar los copos en la segunda etapa de
polimerización en estado sólido y, consecuentemente, la mezcla de
copos calentada es retirada de la tolva y colocada en un depósito en
ausencia de oxígeno y en presencia de nitrógeno. Los copos son
calentados a un nivel de temperaturas de aproximadamente 218ºC y
permanecen en el depósito durante un período de tiempo de
aproximadamente 4 horas.
Una vez que los copos han completado la primera
y segunda etapas de polimerización en estado sólido, el valor de la
VI del material de PET resultante ha sido aumentado hasta un valor
en el intervalo de 0,70 a 1,50 dl/g, preferentemente al menos 0,90
dl/g y hasta un valor elevado de 1,50 dl/g, siendo el valor medio de
la VI de aproximadamente 0,95 dl/g. Los copos de PET que tienen los
valores aumentados de la VI pueden ser seguidamente extrudidos en
forma de un material de refuerzo adecuado. El material de refuerzo
producido mediante el procedimiento de la presente invención, es
decir, utilizando copos de PET que han sido directamente sometidos a
una polimerización en estado sólido, que han sido necesariamente
sometidos a una granulación intermedia, y que han dado lugar a un
material que tienen valor medio aumentado de la VI de
aproximadamente 0,95 dl/g y una distribución amplia de los valores
de la VI en el intervalo de 0,90 dl/g a 1,50 dl/g, es por lo tanto
capaz de comprender un material de refuerzo de alto rendimiento que
exhibe buenas características de resistencia a la tracción,
resistencia a la soldadura y resistencia al desgarro. Además, el
procedimiento de polimerización en estado sólido al que son
sometidos los copos de la presente invención requiere solamente una
fracción de la cantidad de tiempo que era anteriormente necesario
con relación al tratamiento de la técnica anterior de los gránulos
de material de PET. Como consecuencia, además de la eliminación de
los segmentos o partes de bloques sustancialmente no cristalinos de
los materiales de PET que mejora el tratamiento del flujo
transversal de los materiales y la eficacia de funcionamiento de la
instalación, sin soportar o experimentar interrupciones de
funcionamiento o tiempo de inactividad de la producción, es
mejorada todavía adicionalmente la eficacia económica del
tratamiento de los materiales de PET, es decir, la cantidad de
tiempo para tratar una tanda o carga particular de material de
PET.
Una realización particular de un procedimiento
de acuerdo con está invención se describirá ahora con referencia a
los dibujos que se acompañan, en los cuales:
las figuras 1A-1C comprenden un
diagrama de flujo que muestra las diversas etapas del procedimiento
de copos de PET de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de flujo de una parte
del ciclo de nitrógeno de la etapa de polimerización en estado
sólido (SSP) del procedimiento de la presente invención, que incluye
el uso de un lecho de protección para la separación de HCl; y
la figura 3 es un gráfico que muestra la
relación entre la cantidad de material de PET y la viscosidad
intrínseca (VI) para un material de partida y diversos materiales
resultantes producidos bajo diferentes condiciones.
Haciendo referencia ahora a los dibujos y, más
particularmente, a la figura 1A, los materiales de
poli(tereftalato de etileno) (PET) posteriores al consumo y
no posteriores al consumo son recogidos a partir de una o más de
diversas fuentes diferentes que incluyen, por ejemplo, instalaciones
de recuperación de materiales, y los materiales son entremezclados
en forma de una mezcla heterogénea. Además de contener o comprender
materiales de poli(tereftalato de etileno) (PET) la mezcla
contiene también habitualmente otros diversos materiales como, por
ejemplo, PVC, polipropileno, polietileno, aluminio y similares, que
no son deseables para ser usados en el tratamiento de
polimerización en estado sólido (SSP) de los materiales de PET de
acuerdo con la presente invención. Consecuentemente, los materiales
de PVC y los botes de aluminio, por ejemplo, son inicialmente
separados de los materiales de PET por diversos medios como, por
ejemplo, cámaras o detectores apropiados o adecuados que pueden
detectar o distinguir, por ejemplo, recipientes o botellas de PVC de
recipientes o botellas PET y, además, es usado también personal
operario para separar físicamente, por ejemplo, los botes de
aluminio y similares.
Los materiales residuales de PET son
seguidamente troceados en forma de copos y bloques con el fin de
hacer que estos constituyentes o componentes sean adecuados para un
tratamiento adicional de acuerdo con las etapas posteriores de
tratamiento características de la presente invención. Los copos y
bloques derivan respectivamente, por ejemplo, de las partes de
paredes y partes del cuello de botellas de plástico de bebidas no
alcohólicas, siendo más gruesas y más densas las partes de cuello o
bloques que las partes de las paredes o copos. Los materiales son
seguidamente sometidos a un procedimiento de segregación por
flotación que sirve para separar el polietileno, polipropileno y
cualquier material de papel de los materiales de PET como
consecuencia de técnicas de densidad aparente, mediante las cuales
los componentes de materiales de polietileno, polipropileno y papel
flotan en la parte superior del aparato de flotación, mientras que
los materiales de PET se hunden en el fondo del aparato de
flotación.
Posteriormente a la etapa de tratamiento de
segregación por flotación, los materiales de copos y bloques de PET
son sometidos a un ciclo de lavado con una solución cáustica
adecuada con el fin de suprimir cualquier suciedad, mugre,
etiquetas de papel, jarabes líquidos y similares de los materiales.
Después de completar el ciclo de lavado, los materiales troceados
son sometidos a otro procedimiento de segregación o separación por
flotación mediante el cual las materias finas, o cuales quiera
papeles residuales que no hayan sido separados de hecho como
consecuencia del primer procedimiento de segregación por flotación,
pero que han sido separados de los materiales de PET como
consecuencia de la solución cáustica, son separados de los
materiales de PET limpiados. Los materiales limpiados son
seguidamente depositados en un secador adecuado, en el cual los
materiales experimentan un ciclo de centrifugación no muy distinto
del de una maquina lavadora de ropas y, posteriormente, lo
materiales descargados del secador centrifugador se hacen pasar a
través de una etapa o fase de separación de metales, en la que se
utilizan detectores de metales adecuados para separar, por ejemplo,
cualesquiera partes troceadas de botes de aluminio, tapones de
aluminio o similares, que pueden haberse entremezclado inicuamente
con los materiales de PET. Los materiales de PET resultantes son
seguidamente introducidos en cajas para el transporte o depositados
en silos de almacenamiento adecuados, de forma que los mismos estén
disponibles cuando sean necesarios para un tratamiento real de
acuerdo con el tratamiento de polimerización en estado sólido (SSP)
de la presente invención.
Los materiales de PET preparados de acuerdo con
las etapas del procedimiento que anteceden tienen un intervalo de
valores de la viscosidad intrínseca (VI) sustancialmente amplio que,
de hecho, se extiende desde un valor de la VI relativamente bajo de
aproximadamente 0,60 dl/g hasta un valor de la VI relativamente
elevado de aproximadamente 0,80 dl/g, siendo el valor medio inicial
de la VI de aproximadamente 0,70 dl/g, como se muestra en la cuerva
A en la figura 3. La razón para este intervalo de valores de la VI
es debida, por ejemplo, al hecho de que las diferentes botellas de
plástico de bebidas no alcohólicas son fabricadas por diferentes
fabricantes de botellas usando diferentes materiales de plástico.
Debe apreciarse también todavía adicionalmente, que la mezcla
inicial de materiales de PET puede tener valores de la VI que pueden
diferir de los indicados anteriormente en la presente memoria
descriptiva, dependiendo de la fuente particular de los materiales.
Por ejemplo, es posible usar materiales reciclados, distintos de
las botellas de plástico para bebidas no alcohólicas, que están
caracterizados por valores relativamente bajos de la VI o,
alternativamente, usar materiales de refuerzo de alto rendimiento
reciclados preparados mediante procedimientos de la técnica anterior
o mediante el procedimiento de la presente invención, en donde
estos materiales de refuerzo pueden exhibir valores medios de la VI
de 0,90 dl/g o más. En cualquier caso, de acuerdo con las diversas
explicaciones de la presente invención, es posible producir, a
partir de una mezcla heterogénea que tiene una distribución
relativamente amplia o ancha de valores de la VI de, por ejemplo,
0,60-0,80 dl/g y caracterizada por un valor medio
relativamente bajo de la VI de, por ejemplo, 0,70 dl/g, materiales
resultantes que tienen una distribución relativamente amplia o
ancha de valores de la VI de, por ejemplo, 0,70 dl/g a 1,50 dl/g y
caracterizados por un valor medio relativamente elevado de la VI
de, por ejemplo, 0,95 dl/g, como se ilustra por medio de la curva B
mostrada en la figura 3.
Las curvas precisas y los resultados o
características de los materiales dependerán naturalmente de las
características de los materiales del aporte inicial y de los
parámetros particulares de tratamiento y, consecuentemente, las
curvas C y D de la figura 3 ilustran otros materiales resultantes
que tienen distribuciones relativamente amplias de los valores de
la VI, sin embargo, con valores medios diferentes de la VI, siendo
producidos los diferentes materiales como consecuencia de
diferentes tiempos de residencia del procedimiento. Por lo tanto,
debe apreciarse que, de acuerdo con las técnicas y parámetros del
procedimiento característicos de la presente invención, pueda ser
fabricado un material resultante polimerizado en estado sólido
(SSP), que tiene un valor medio de la VI, por ejemplo, de
aproximadamente 0,80-0,85 dl/g y que es útil o
adecuad o para fabricar materiales de refuerzo de alto rendimiento
que exhiben características de calidad y rendimiento actualmente o
convencionalmente aceptables, reduciendo meramente de hecho el
tiempo de residencia de los materiales en el procedimiento.
Consecuentemente, todavía de forma adicional y bastante ventajosa,
pueden ser elaborados de forma más rápida y económica materiales de
refuerzo de alto rendimiento que exhiben valores medios de la VI
convencionalmente aceptables y características de resistencia a la
tracción y resistencia a la soldadura cuando los materiales de
refuerzo de rendimiento ultra-elevado, que pueden
ser elaborados también de acuerdo con diversas técnicas de
tratamiento características de la presente invención y que tienen
un valor medio de la VI de, por ejemplo, 1,15 dl/g, no son de hecho
necesarios para aplicaciones particulares.
Como se indicó con anterioridad en la presente
memoria descriptiva, el material inicial que comprende la carga o
tanda de material que va a ser tratado está comprendida por una
mezcla heterogénea de copos y bloques de los que, en esta fase del
procedimiento de la presente invención, han sido segregados el PVC,
polipropileno, polietileno, papel e impurezas de aluminio no
deseables. Sin embargo, se ha determinado o descubierto
adicionalmente que, desde un punto de vista de la eficacia
económica y de tratamiento, las partes o segmentos de bloques del
material de los materiales de las tandas o cargas son igualmente no
deseables y deben ser análogamente segregadas y desechadas del
proce-
dimiento de polimerización en estado sólido (SSP) y de la instalación de tratamiento. Las razones para esto son varias.
dimiento de polimerización en estado sólido (SSP) y de la instalación de tratamiento. Las razones para esto son varias.
En primer lugar, como se indicó anteriormente en
la presente memoria descriptiva, las partes o segmentos de bloques
de los materiales de las tandas o cargas comprenden de forma
esencial o sustancial materiales de PET no cristalinos que
reaccionan de forma bastante lenta, si es que lo hacen, en el
procedimiento de polimerización en estado sólido (SSP) en relación
con la mejora de los valores o propiedades de constitución del peso
molecular o viscosidad intrínseca (VI) de los materiales de PET que
están siendo tratados. Consecuentemente, con el fin de conseguir de
hecho los valores mejorados de peso molecular o VI de los materiales
resultantes o tratados, es deseable maximizar el porcentaje de
cantidad de materiales de PET cristalino y, de forma concomitante,
minimizar el porcentaje de cantidad de materiales de PET no
cristalinos, en los materiales de PET de las tandas o cargas que
experimentan el procedimiento de polimerización en estado
sólido.
En segundo lugar, considerando el hecho de que
las partes de material de los bloques son de forma esencial o
sustancial materiales de PET no cristalinos, estos materiales
cristalizarán rápidamente en el recipiente de tratamiento de la
polimerización, generando así una cantidad significativa de calor de
cristalización. Este calor de cristalización generado puede ser
suficientemente grande para elevar de forma no deseable el nivel de
temperaturas del tratamiento en el recipiente de polimerización en
esto sólido, de forma que los materiales de PET dispuestos en el
mismo tienden a hacerse adherentes y aglomerarse conjuntamente
formando así grumos o bloques de material que tienden a impedir el
flujo de los materiales en el recipiente de polimerización, así
como a taponar o atascar el alimentador u otros componentes de
funcionamiento del aparato de tratamiento.
Teniendo en cuenta lo que antecede, y de acuerdo
con las explicaciones específicas de la presente invención, se ha
descubierto que el cuello de las botellas o partes o segmentos de
los bloques relativamente gruesos y densos y no cristalinos de los
materiales de PET de las cargas o tandas, pueden ser eficazmente
separados de la mezcla heterogénea de materiales antes de la
entrada de la mezcla de materiales en las fases de tratamiento de
polimerización en estado sólido, y esta etapa del procedimiento
puede ser conseguida con una "despiedradora" disponible en el
comercio. Convencionalmente, este aparato es actualmente usado o
diseñado para separar piedras pesadas de granos o polvos de baja
densidad. El aparato funciona sobre principios de vibración y
fluidización, con lo que las piedras densas son eficazmente
separadas de los granos o polvos menos densos.
Sin embargo, se ha descubierto que este aparato
es útil también para separar las partes o segmentos de los cuellos
o bloques de las botellas, más gruesos y más densos, de los
materiales de PET de las partes o segmentos de las paredes o copos
más finos y menos densos de los materiales de PET. Un ejemplo de
máquina despiedradora o aparato que puede ser utilizado en el
procedimiento de la presente invención es el clasificador FORSBERG
G-4 o el clasificador a vacío FORSBERG
P-6R, ambos fabricados por la empresa FORSBERG
CORPORATION, Minnesota, EE.UU., aunque naturalmente, se aprecia
fácilmente que pueden ser utilizados naturalmente otros tipos
similares de aparatos, que funcionan sobre principios o técnicas
similares de separación.
Consecuentemente, haciendo referencia de forma
continuada a la figura 1A, después de que el PVC, polipropileno,
polietileno, papel e impurezas de aluminio han sido segregados de
los materiales de las cargas o tandas, y después de que los
materiales restantes de as cargas o tandas han sido sometidos a
separación de los trozos mayores con el fin de separar de las
mismas las partes de bloques de material de PET o bloques de cuellos
de las botellas, los materiales de copos son colocados en un
precalentador o secador adecuado de tipo de lecho fluidizado con el
fin de experimentar una etapa de precalentamiento. En el
precalentador o secador, los materiales de copos de PET son
calentados a un nivel de temperaturas de aproximadamente 158ºC y
durante un período de tiempo de aproximadamente
20-25 minutos. La finalidad de la fase de
precalentamiento es esencialmente secar los materiales de copos con
el fin de separar su agua molecular.
Los copos de PET están ahora preparados para la
primera fase del procedimiento de polimerización en estado sólido.
Es conocido que las diferentes características de grosor de las
dimensiones de los diferentes productos o materiales afecta al
tiempo requerido para el estado sólido de los materiales hasta un
valor predeterminado de la VI y, como se indica en la solicitud de
patente principal relacionada, anteriormente indicada, las partes
de los cuellos o bloques relativamente más gruesas alcanzaban más
lentamente el estado sólido que las partes relativamente más finas
de las paredes o copos. La primera fase de la polimerización en
estado sólido comprende aumentar la temperatura de la carga o tanda
de materiales de PET y, considerando el hecho de que las partes o
materiales de los bloques han sido previamente separados de las
partes o materiales de copos, el tiempo requerido para tratar las
partes o materiales de las paredes o copos es relativamente corto,
con lo que se puede conseguir una eficacia mejorada del
tratamiento, que comprende tratar el flujo transversal de las partes
de copos o paredes de los materiales. Más particularmente, los
copos de PET son depositados en una tolva que comprende un entorno
exento de oxígeno en el que es introducido nitrógeno. La temperatura
de los materiales es elevada hasta aproximadamente 119 a 221ºC y
los copos son continuamente depositados en la tolva y se desplazan
continuamente a través de la tolva desde la parte superior de la
tolva hasta el fondo de la tolva, tiempo durante el cual los
materiales experimentan un ligero aumento en sus valores de la VI.
De acuerdo con una realización o ejemplo para poner en práctica el
procedimiento de la presente invención, esta primera fase de
polimerización en estado sólido dura aproximadamente una hora.
Los copos de PET calentados están ahora
preparados para la segunda fase de la polimerización en estado
sólido. Consecuentemente, los copos son retirados de la tolva de
precalentamiento y son continuamente depositados en un depósito.
Los copos de PET calentados son retenidos en el depósito durante un
período de tratamiento de aproximadamente cuatro horas, tiempo
durante el cual los copos se desplazan desde la parte superior del
depósito hasta el fondo del depósito y el nivel de temperaturas en
el depósito está en el intervalo de 115 a 218ºC de acuerdo con el
ciclo de nitrógeno que se explicará más en detalle con
posterioridad. Como consecuencia de este tratamiento, el valor de
la viscosidad intrínseca (VI) de los copos de PET, que estaba
inicialmente en el intervalo de aproximadamente 0,60 dl/g a 0,80
dl/g, aumenta sustancialmente hasta un valor medio de la VI de
aproximadamente 0,95 dl/g y con una distribución amplia de los
valores de la VI que varía en el intervalo de aproximadamente 0,70
dl/g a 1,5 dl/g como se muestra, por ejemplo, por medio de la curva
B en la figura 3. Los copos calentados de elevada viscosidad
intrínseca pueden ser seguidamente retirados del depósito y
directamente alimentados a un extrusor, a partir del cual pueden ser
elaborados materiales de refuerzo de alto rendimiento, que tienen
un valor de la VI en el intervalo de 0,80 a 1,0 dl/g.
El ciclo de nitrógeno utilizado en la segunda
fase de la polimerización en estado sólido se ilustra más en
detalle en la figura 2 y comprende suministrar nitrógeno puro a la
parte inferior del depósito y aspirar los contaminantes de la parte
superior del depósito. El nitrógeno se desplaza hacia arriba a
través del depósito y a través de los copos y, al hacer esto, el
nitrógeno reacciona con los copos de forma que extraen
acetaldehído-etilenglicol y ácido clorhídrico
(HCl). El nitrógeno suministrado o usado en el ciclo de nitrógeno
puede ser nitrógeno puro continuamente suministrado o nitrógeno que
ha sido derivado del ciclo y purificado de contaminantes. Si se
escoge está última opción, el mismo nitrógeno naturalmente puede ser
reutilizado, como lo que hace que el procedimiento sea algo más
económico.
Los contaminantes pueden ser separados del
nitrógeno de acuerdo con una cualquiera de varias técnicas o
procedimientos diferentes. Una forma es a través del procedimiento
de desecación formulado por BEPEX®. Otro medio es a través de la
separación de productos residuales mediante el procedimiento de
oxígeno catalítico desarrollado por BUHLER®. Todavía, una manera
adicional de separar ácido clorhídrico (HCl) del ciclo de nitrógeno
es a través del uso de un aparato de filtro de bolsa de cal que
elimina el HCl del flujo de gas. Todavía, otra manera para separar
el HCl del ciclo de nitrógeno es conducir el gas a través de una
pulverización de agua en la que el HCl es absorbido en la
suspensión de agua. Un avance adicional puede comprender el uso de
un lecho protector de material básico, como se expondrá en detalle
con posterioridad.
La supresión de los contaminantes, en
particular, la separación del HCl, es importante por varias razones.
Durante la segunda fase de la polimerización en estado sólido, la
cantidad de HCl que es emitido es relativamente pequeña, sin
embargo, la presencia del HCl puede provocar no obstante problemas
en al menos dos zonas o regiones del aparato y el procedimiento de
la presente invención, es decir, en relación con la actividad
catalítica y también en relación con la corrosión, especialmente
cuando está o puede estar presente agua líquida. Es conocido que el
HCl desactiva un catalizador de platino, aunque la cantidad de esta
desactivación que puede ser encontrada durante la práctica del
procedimiento de la presente invención no es conocida de forma
precisa. La temperatura aumentada puede compensar parte de la
desactivación del catalizador, pero con un riesgo aumentado de
sinterización, es decir, la desactivación permanente del
catalizador. El aumento del tamaño del lecho del catalizador es
también una opción para compensar la actividad inferior del
catalizador, sin embargo, está opción aumenta los costes de
catalizador, las caídas de presión en el sistema y puede requerir
una capacidad adicional del ventilador. En relación con los
problemas de corrosión, el agua líquida tiende a absorber HCl de la
corriente gaseosa que pasa y concentrarlo hasta niveles a los que
las velocidades de corrosión resultan problemáticas. Este estado
parece que existe en un lugar después del condensador que enfría la
corriente del procedimiento y antes del lecho absorbente.
De acuerdo con diversas realizaciones previstas
por las explicaciones de la presente invención, como se ilustra más
específicamente en la figura 2, y como se indicó brevemente con
anterioridad en la presente memoria descriptiva, los problemas de
desactivación catalítica y corrosión debidos a las reacciones de HCl
pueden ser eliminados suprimiendo el HCl del procedimiento de la
presente invención tan pronto como sea posible, utilizando un lecho
protector de material básico. Este lecho protector puede ser añadido
a la línea BUHLERG® justo antes del lecho catalítico o,
alternativamente, puede ser incorporado en el conjunto de filtro de
manga justo después del lecho fluidizado en estado sólido. De
acuerdo con otra realización, el lecho protector puede estar
colocado después del conjunto de filtro de manga con el fin de
evitar el taponamiento del mismo con las partículas de PET.
Todavía, de acuerdo con otra realización, el diseño relativamente
más sencillo de BEPEX® omite el lecho de catalizador por lo que,
consecuentemente, el lecho protector puede estar colocado
inmediatamente después del lecho fluidizado en estado sólido o en
el conjunto de filtro de manga. De acuerdo con las técnicas
empleadas en relación con la colocación del lecho protector en el
conjunto de filtro de manga, el filtro de manga puede estar
revestido con un sólido básico como, por ejemplo, oxido de calcio,
cal, sosa cáustica o bicarbonato, con el fin de neutralizar el
ácido. En este caso, las bolsas de los filtros convencionales serían
sustituidas con las de la presente invención. Todavía,
alternativamente, el lecho protector puede adoptar también la forma
de una cámara de pulverización que pulveriza agua o bicarbonato.
Haciendo referencia de forma continuada a la
figura 2, pueden ser incorporados también verificadores adecuados
en la línea o sistema de tratamiento para detectar los niveles de
HCl presentes en el sistema o sus diversos componentes de
tratamiento. Los niveles de HCl podrían elevarse ocasionalmente
debido a la presencia del material de PVC en el lecho fluidizado en
estado sólido. Un verificador sencillo de HCl puede comprender una
pequeña corriente de fluido de caudal conocido en un dispositivo de
lavado-burbujeo unido a un dispositivo de titulación
automatizado, y el consumo de bases o materiales básicos con el fin
de mantener valores constantes del pH constituiría una forma
directa y sin embargo sencilla para medir los niveles de HCl.
Debido al hecho de que el acero o incluso el
acero inoxidable es propenso a corroerse a velocidades excesivas
cuando el agua líquida está en presencia de HCl o Cl_{2}, el
aparato de la presente invención puede ser construido a partir de
materiales de construcción alternativamente viables como, por
ejemplo, CPPC, PP o un acero que tenga un revestimiento resistente
a la corrosión. Los tamices moleculares 13x usados en el
procedimiento de desecación BEPEX® se conoce también que se
degradan en presencia de ácidos. Consecuentemente, tiene que ser
usado un lecho más grande con el fin de compensar la capacidad de
secado perdida. El deterioro de los tamices puede producir también
tamices empolvados. Si esto ocurre, el polvo podría ser portado por
los materiales de producción de PET y/o acumularse en el extremo
inferior del recipiente de desecación e impedir así el flujo de
gas. Con el fin de evitar que esto se produzca, una sección de la
instalación o planta de producción podría estar provista con
filtros adecuados con el fin de separar por filtración los
materiales de polvos generados y evitar así la contaminación de PET
con los mismos, y se podrían proporcionar orificios de acceso
fácilmente accesibles en las zonas inferiores del aparato, con lo
que se facilita así la limpieza de la instalación.
Todavía, de acuerdo con otra realización, el
nitrógeno puede ser roseado, a medida que el mismo pasa a través
del lecho fluidizado con humos de desecación desviados. En cualquier
caso, una vez que el nitrógeno ha sido purificado de sus
contaminantes mediante uno cualquiera de los procedimientos que
anteceden, el nitrógeno purificado puede ser conducido de nuevo a
la parte inferior del depósito con el fin de experimentar otro ciclo
de nitrógeno. El procedimiento puede ser realizado por un
procedimiento discontinuo o como un procedimiento continuo. Uno de
los factores importantes en relación con el procedimiento de la
presente invención es que el gas de nitrógeno separa los productos
volátiles de la reacción de polimerización, incluidos etilenglicol
y otras impurezas, que pueden provocar reacciones secundarias no
deseables. Por ejemplo, si están contenidas todavía más de veinte
partes por millón de PVC en los copos después de la etapa del
precalentador, los copos producirán HCl y degradarán el desecante
que es usado para purificar el nitrógeno usado en la segunda etapa
del procedimiento de polimerización en estado sólido (SPP). Como
tal, el desecante tendría que ser sustituido más de una vez al año
debido a las reacciones entre el HCl y el desecante.
Como se indicó brevemente con anterioridad en la
presente memoria descriptiva, después de que los copos han pasado a
través de las estructuras de la tolva y los depósitos de las primera
y segunda etapas, respectivamente, del procedimiento de
polimerización en estado sólido, los productos en copos son
separados del depósito de la segunda etapa del procedimiento de
polimerización en estado sólido y son directamente alimentados en un
estado caliente a la tolva de alimentación del extrusor, a partir
del cual van a ser producidos los materiales de refuerzo de alto
rendimiento. La alimentación de los productos o materiales de copos
calientes directamente desde el depósito de la segunda etapa de
polimerización en estado sólido al extrusor que produce los
materiales de refuerzo es económicamente ventajosa en cuanto que
este procedimiento conserva significativamente el calor en los
materiales polímeros y, consecuentemente, reduce los requisitos de
energía por unidad de peso de polímero que va a ser extrudido.
El grado de uniformidad del producto que resulta
del procedimiento de la presente invención es sorprendente
considerando la diversidad y la gama relativamente amplia de valores
de la viscosidad intrínseca (VI) de los materiales iniciales.
Además, considerando la incorporación de la despiedradora o aparato
similar en el procedimiento de la presente invención, el
calentamiento y la polimerización en estado sólido de los copos de
PET se produce fácilmente, rápidamente y sin problemas sustánciales
como, por ejemplo, aglomeración de los polímeros, adherencia de los
polímeros a la instalación de tratamiento o degradación de los
polímeros, como es el caso a menudo con los gránulos. Un resultado
inesperado conseguido por medio del procedimiento de la presente
invención es la preparación de un producto que tiene un valor medio
de la VI relativamente elevado y que fue obtenido usando materiales
que tienen una amplia gama de valores iniciales de la VI
relativamente bajos. Establecido de forma alternativa, un intervalo
inicialmente estrecho de valores de la VI no es de hecho necesario
en los materiales iniciales que experimentarán el procedimiento de
polimerización en estado sólido y que serán usados para elaborar
materiales de refuerzo, o en el propio material de refuerzo final,
con el fin de obtener materiales de refuerzo de plástico de alta
calidad y alto rendimiento.
De este modo, se puede ver que el procedimiento
de polimerización en estado sólido de la presente invención conduce
ventajosamente a la producción de materiales de refuerzo de alto
rendimiento de una manera económicamente deseable desde el punto de
vista tanto del flujo transversal de material como de los tiempos de
inactividad de la producción, aunque, obviamente, son posibles
muchas modificaciones y variaciones de la presente invención
teniendo en cuenta las explicaciones anteriores. Por ejemplo, el
funcionamiento preciso o los parámetros de aplicación del
procedimiento de la presente invención pueden ser alterados en
alguna medida con el fin de conseguir los valores deseados de la
viscosidad intrínseca (VI). La viscosidad intrínseca aumenta con
cantidades crecientes de gas nitrógeno, con niveles aumentados de
temperatura en las etapas de polimerización en estado sólido, así
como con tiempos de residencia aumentados en las etapas de
polimerización en estado sólido. Ha sido determinado también que el
precalentamiento de los copos a niveles de la temperatura de
reacción reduce el tamaño del depósito necesario para efectuar la
polimerización en estado sólido. Además, se ha determinado
adicionalmente que los copos relativamente finos exhiben valores
aumentados de la VI de forma mucho más rápida que los gránulos o
bloques relativamente gruesos y obtienen valores elevados de la VI
y, de forma más significativa e importante, los copos, al contrario
que los gránulos o bloques, son más deseables considerando el hecho
de que los copos no se hacen adherentes ni provocan aglomeración en
la primera o segunda etapa de la polimerización en estado sólido.
No obstante, debe apreciarse que las partes del cuello, por ejemplo,
de las botellas o recipientes de bebidas de las que derivan los
bloques de material, son componentes útiles o importantes en cuanto
que, con posterioridad al tratamiento de polimerización en estado
sólido de los componentes de copos de PET, las partes de bloques
del material del cuello, junto con los gránulos reciclados que no
son polimerizados en estado sólido, o los gránulos con una
viscosidad intrínseca (VI) baja, como una alternativa u opción, son
añadidos a los copos polimerizados en estado sólido, siendo
alimentados estos últimos en el extrusor, como se muestra en la
figura 1B, con el fin de ajustar el valor de la viscosidad
intrínseca (VI) resultante de la mezcla que está siendo alimentada
al extrusor, por lo que los materiales de refuerzo resultantes
tendrán características o parámetros predeterminados o
particularmente deseados.
También se aprecia que no se añade oxígeno
durante las etapas de precalentamiento o de polimerización en estado
fundido porque la presencia de oxígeno degradará o coloreará los
polímeros, siendo preferido por lo tanto usar nitrógeno en el
procedimiento de polimerización en estado sólido porque no conduce a
los efectos adversos que serían provocados por el oxígeno. Además,
el nitrógeno es también económico y está relativamente
disponible.
Claims (5)
1. Un procedimiento para formar una mezcla de
material de poli(tereftalato de etileno) (PET) que es
adecuada para un posterior tratamiento, que comprende las etapas
de:
1) recoger diversos materiales de PET que tienen
una distribución relativamente amplia de valores de la viscosidad
intrínseca (VI) en el intervalo de 0,60 dl/g a 0,80 dl/g;
2) entremezclar dichos materiales de PET
recogidos y reformar dichos materiales de PET entremezclados en
forma de una mezcla heterogénea de materiales de PET que comprenden
segmentos de copos sustancialmente cristalinos y segmentos de
bloques no cristalinos;
3) separar dichos segmentos de bloques
sustancialmente no cristalinos de dicha mezcla heterogénea de
materiales de PET con el fin de dejar sustancialmente solo dichos
segmentos de copos sustancialmente cristalinos en dicha mezcla
heterogénea de materiales de PET;
4) someter dicha mezcla heterogénea de material
de PET, que comprende sustancialmente solo dichos segmentos de
copos sustancialmente cristalinos, a un procedimiento de
polimerización en estado sólido (SSP) con el fin de aumentar la
viscosidad intrínseca media para formar un material de PET
heterogéneo que tiene un valor medio de la viscosidad intrínseca
(VI) en el intervalo de 0,70 a 1,5 dl/g, procedimiento de SSP en el
que es eficazmente evitada la generación de una cantidad sustancial
de calor de cristalización en dicha mezcla tratada de dichos
materiales de PET; y
5) volver a introducir los segmentos de bloques
no cristalinos separados en la mezcla heterogénea de materiales de
PET que comprende sustancialmente solo dichos copos después de que
haya sido sometida al tratamiento de SSP.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el cual dicho material de PET heterogéneo formado tiene un
intervalo de valores de la viscosidad intrínseca (VI) de 0,90 dl/g a
1,5 dl/g.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, que comprende adicionalmente las etapas de:
identificar cualquier impureza de PVC encontrada
en dichos materiales diversos de PET recogidos; y
separar dichas impurezas de PVC identificadas
antes de dicha reforma de dichos materiales de PET en forma de
dicha mezcla heterogénea de segmentos de copos sustancialmente
cristalinos y segmentos de bloques no cristalinos en la etapa
2).
4. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha etapa 4) de
polimerización en estado sólido comprende las etapas de:
incorporar un ciclo de nitrógeno en dicha
polimerización en estado sólido; y
separar una mayoría de contaminantes de HCl que
se forman durante dicha parte del ciclo de nitrógeno de dicha etapa
de polimerización en estado sólido, haciendo pasar el nitrógeno
presente en dicho ciclo de nitrógeno e incluyendo dichos
contaminantes de HCl a través de un lecho protector de material
básico.
5. Un procedimiento para formar un material de
refuerzo de plástico de alto rendimiento, que comprende llevar a
cabo un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, y seguidamente llevar a cabo una etapa adicional de:
extrudir dicho material de PET en estado sólido
con el fin de fabricar el material de refuerzo de plástico de alto
rendimiento.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US09/170,808 US6284808B1 (en) | 1997-02-03 | 1998-10-13 | Inline solid state polymerization of PET flakes for manufacturing plastic strap by removing non-crystalline materials from recycled PET |
| US170808 | 1998-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|
| ES99307876T Expired - Lifetime ES2288001T3 (es) | 1998-10-13 | 1999-10-06 | Polimerizacion en estado solido de copos de pet. |
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Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6352426B1 (en) | 1998-03-19 | 2002-03-05 | Advanced Plastics Technologies, Ltd. | Mold for injection molding multilayer preforms |
| TWI250934B (en) * | 1997-10-17 | 2006-03-11 | Advancsd Plastics Technologies | Barrier-coated polyester articles and the fabrication method thereof |
| DE10002682A1 (de) * | 2000-01-24 | 2001-08-02 | Krones Ag | Verfahren zum Wiederaufbereiten von PET-Bestandteilen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
| MXPA03001867A (es) * | 2000-09-05 | 2003-06-24 | Advanced Plastics Technologies | Contenedores y preformas de multiples capas que tienen propiedades de barrera que utiliza material reciclado. |
| DE10348144A1 (de) * | 2003-10-13 | 2005-05-19 | Krones Ag | PET-Flaschen-Recycling |
| US20050136201A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Pepsico, Inc. | Method of improving the environmental stretch crack resistance of RPET without solid stating |
| DE102005013701A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Krones Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination von Kunststoffflakes |
| US7717697B2 (en) | 2005-08-30 | 2010-05-18 | Sharon Hutchinson | Methods and systems for controlling mold temperatures |
| MX2009004063A (es) * | 2006-10-16 | 2009-04-28 | Valspar Sourcing Inc | Proceso y articulo de recubrimiento. |
| US8652290B2 (en) * | 2007-04-13 | 2014-02-18 | David G. Haverty | Systems and methods for manufacturing composite materials using thermoplastic polymers |
| US8393183B2 (en) | 2007-05-07 | 2013-03-12 | Whirlpool Corporation | Fabric treatment appliance control panel and associated steam operations |
| DE102010063601A1 (de) | 2010-12-20 | 2012-06-21 | Krones Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Fremdpolymeren aus einem Polymergemisch |
| US8722163B2 (en) | 2011-09-16 | 2014-05-13 | Pepsico, Inc. | Recyclable colorants in plastic beverage containers |
| JPWO2014077311A1 (ja) * | 2012-11-14 | 2017-01-05 | 株式会社Ｃｓｉジャパン | 合成樹脂製キャップ、閉止装置、および飲料入り閉止装置 |
| JP2016011337A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリエステル再生品の製造方法 |
| BR102016008121A2 (pt) * | 2016-04-12 | 2017-04-11 | Maria Nunes Moraes Fernanda | manta de fibra sintética contínua de 100% pet reciclado |
| US11111350B2 (en) * | 2017-10-26 | 2021-09-07 | Wrh Technology, Llc | Method for production of low density polyester foam and articles made thereof utilizing low I.V. polyester feedstock |
| EP3782921A1 (de) * | 2019-08-21 | 2021-02-24 | TITAN Umreifungstechnik GmbH & Co.KG | Verpackungseinheit für umreifungsbänder sowie verfahren zur herstellung einer solchen verpackungseinheit |
| JP2023540921A (ja) * | 2020-09-03 | 2023-09-27 | ピーエイチピー ファイバーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ポリエステルのリサイクル方法 |
| CN112549355A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-26 | 郑州中远干燥工程有限公司 | 一种高品质瓶片回收造粒再利用的生产装置及工艺 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767601A (en) | 1971-09-01 | 1973-10-23 | Du Pont | Solid phase polymerization of waste polyethylene terephthalate |
| US4077945A (en) | 1974-03-23 | 1978-03-07 | Zimmer Aktiengesellschaft | Process for making linear polyesters from ethylene glycol and terephthalic acid |
| US4092458A (en) | 1975-05-15 | 1978-05-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Porous laminar pellets of waste poly(ethylene terephthalate) film, and processes for drying and polymerization |
| US4022863A (en) | 1975-06-04 | 1977-05-10 | Caristrap Corporation | Polymer plastic strapping from polyethylene terephthalate |
| US4543364A (en) * | 1984-12-13 | 1985-09-24 | The Dow Chemical Company | Recovery of polyethylene terephthalate (PET) |
| US4742151A (en) | 1986-06-26 | 1988-05-03 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Ultra-high-molecular-weight polyesters |
| US4839969A (en) * | 1988-02-26 | 1989-06-20 | Permian Research Corporation | Drying method and apparatus |
| DE4034459A1 (de) | 1990-10-30 | 1992-05-07 | Hoechst Ag | Verfahren zur aufbereitung thermisch beanspruchter polyester-abfaelle |
| US5223544A (en) * | 1992-03-31 | 1993-06-29 | Shell Oil Company | Process for the removal of foreign materials from a post-consumer plyethylene terephthalate feed stream |
| JPH06184291A (ja) * | 1992-12-17 | 1994-07-05 | Shokuhin Sangyo Ekorojikaru Packing Gijutsu Kenkyu Kumiai | 再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の製造方法 |
| JPH06255645A (ja) * | 1993-03-02 | 1994-09-13 | Shokuhin Sangyo Ekorojikaru Packing Gijutsu Kenkyu Kumiai | 再生ポリエチレンテレフタレート樹脂製ボトル |
| JPH0780918A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Toppan Printing Co Ltd | 延伸ブロー成形物およびその製造方法 |
| JP2878213B2 (ja) * | 1996-10-28 | 1999-04-05 | 守 加茂 | 合成樹脂製容器のリサイクル方法 |
| US5886058A (en) * | 1997-02-03 | 1999-03-23 | Illinois Tool Works Inc. | Inline solid state polymerization of pet flakes for manufacturing plastic strap |
| DE19710098A1 (de) | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Paul Stehning Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von PET-Recyclat aus Flakes, sowie nach dem Verfahren erzeugtes PET-Produkt |
| US6130261A (en) * | 1997-05-20 | 2000-10-10 | Genpak, L.L.C. | Method of recycling polyester foam |
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