ES3053145T3 - Biaxially oriented polyester film containing post-consumer or post industrial regenerated film from coated polyester film and process for producing the film and the regenerated film - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para reciclar una película de poliéster, que comprende la trituración de una película de poliéster usada en virutas, donde la película de poliéster usada comprende un polímero de tereftalato de polietileno, la fusión de las virutas en una extrusora de doble o multitornillo, el filtrado de la masa fundida y la granulación del material. La presente invención también se refiere a un método para producir una película de poliéster orientada biaxialmente, que comprende la fusión de gránulos de PET en una extrusora, donde al menos el 10 % en peso de los gránulos se obtuvo según el método inventivo para reciclar una película de poliéster. La presente invención también se refiere a gránulos y una película de poliéster orientada biaxialmente obtenida según los métodos inventivos, así como a su uso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Película de poliéster orientada biaxialmente que contiene un material regenerado posconsumo o posindustrial a partir de una película de poliéster revestida y proceso para la producción de la película y del material regenerado Una película de poliéster orientada biaxialmente que contiene al menos un material regenerado posconsumo o posindustrial, producida a partir de al menos un 10 % en peso de una película de poliéster revestida, así como un procedimiento para su producción y, en particular, un procedimiento para la producción de dicho material regenerado. También se reivindica un material regenerado que consiste en al menos un 10 % en peso de película de poliéster revestida (posconsumo o posindustrial) producida mediante el procedimiento según la invención.

[0003] Compendio

[0004] La presente invención se refiere a una película de poliéster orientada biaxialmente que contiene al menos un material regenerado posconsumo o posindustrial, producida a partir de al menos un 10 % en peso de una película de poliéster revestida. Dicha película de poliéster revestida suele consistir en una película de poliéster siliconizada o en revestimientos con componentes reticulados o parcialmente reticulados, como “hard coat” (revestimientos duros) o similares. La película revestida utilizada para producir el material regenerado ha sido sometida al menos a una etapa de procesamiento adicional distinta a la producción y el acabado de la película de poliéster propiamente dichos, o bien ha sido utilizada en su aplicación final prevista y se ha acumulado allí como residuo. Por lo tanto, se trata de material regenerado posconsumo o posindustrial. Esta película se recoge tras su uso previsto y se recicla mecánicamente después de separar los componentes que no son de poliéster. Este reciclaje comprende la trituración de la película, su fusión subsiguiente en una extrusora y, finalmente, la granulación de los filamentos de masa fundida. La extrusora utilizada es una extrusora multihusillo. El granulado resultante presenta una calidad en lo que respecta a las inclusiones significativamente superior a la obtenida con una extrusora monohusillo estándar. En la reutilización en la producción de película de poliéster, esto se traduce en una cantidad de motas considerablemente menor y una vida útil del filtro significativamente mayor en comparación con el uso de un material reciclado elaborado a partir de la misma materia prima obtenida utilizando con una extrusora monohusillo.

[0005] Descripción

[0006] La creciente importancia del reciclaje en el contexto del Debate sobre Economía Circular exige también soluciones en la producción de películas de PET que permitan el uso de material reciclado. En el sector de las botellas de PET, esto es una realidad industrial ya desde hace 20 años. Las botellas de PET usadas se recogen y trituran; posteriormente, otros plásticos (tapones, etiquetas, etc.) se separan mediante diversos procedimientos (entre otros, procedimientos de flotación-hundimiento). Las escamas se limpian superficialmente con un lavado alcalino, se funden en una extrusora y se granulan nuevamente. Finalmente, en la masa fundida se produce una condensación en fase líquida o una condensación subsiguiente en un secador basculante, para recuperar la longitud de la cadena, reducida durante el proceso, hasta un valor SV de al menos 1000, necesario para la producción de nuevas botellas. Las extrusoras utilizadas suelen consistir en extrusoras monohusillo (por ejemplo, de los líderes del mercado Erema o NGR, entre otros), ya que son más económicas de adquirir, más robustas y más baratas de operar que las extrusoras de doble husillo o incluso extrusoras multihusillo. Las extrusoras de doble husillo y las extrusoras multihusillo generalmente sólo se utilizan cuando se desea la mezcla (composición) de otras sustancias (como por ejemplo pigmentos blancos en lotes maestros), o después de la fusión en la extrusora monohusillo en la condensación en fase líquida.

[0007] Las películas de poliéster se utilizan frecuentemente en laminados (lo que requeriría una laboriosa separación antes del reciclaje mecánico) o en aplicaciones de larga duración (por ejemplo, en componentes electrónicos, donde el contenido de poliéster es bajo, lo que hace que el reciclaje aún no sea rentable). Actualmente, no es económicamente viable reutilizarlas al final de su vida útil. La situación es diferente para las películas de poliéster utilizadas como "películas de proceso". Algunos ejemplos son las películas sobre las que se aplican otras películas o lacas, que luego se desprenden de la película de poliéster (por ejemplo, en el moldeo de PU) o se transfieren a otra superficie (por ejemplo, lacas en la industria del mueble). Una aplicación particularmente común de este tipo son las películas siliconizadas, que se utilizan como revestimientos para todo tipo de etiquetas. Las etiquetas aplicadas se desprenden de la película generalmente mediante una máquina y se transfieren al sustrato de destino (por ejemplo, botellas de bebidas o de detergente). El resultado es una película de poliéster prácticamente limpia con una capa de silicona y contaminada con pequeñas cantidades de residuos de adhesivo y, en caso dado, etiquetas individuales sin transferir. En el documento EP2524015 se describe un procedimiento para reciclar una película de este tipo, y también fue utilizado comercialmente a escala industrial durante un tiempo por el solicitante (MITSUBISHI POLYESTER FILM INC [EE. UU.]).

[0008] Sin embargo, la utilización de las materias primas producidas tal como se describe en el documento EP2524015 en la producción de películas es la vida útil relativamente corta de los filtros en la línea de producción, que se reduce hasta un 10 % de la vida útil habitual (al usar materias primas libres de material regenerado posconsumo). Esta reducción de la vida útil de los filtros depende de la cantidad total de película siliconizada en el material regenerado utilizado (o calculada en función de la proporción de película siliconizada reciclada en la película recién producida) que se incorpora en la nueva película. Otra desventaja consiste en el aumento significativo de inclusiones (motas) en la película, lo que incrementa la probabilidad de roturas de película y puede causar problemas en sus aplicaciones finales. La menor vida útil de los filtros y el mayor número de roturas reducen considerablemente la rentabilidad de la producción de películas.

[0009] También surgieron problemas similares al reutilizar el material regenerado producido a partir de películas de proceso sobre las que previamente se habían aplicado y retirado lacas reticuladas o parcialmente reticulables.

[0010] El objetivo de la presente invención consistía, por lo tanto, en proporcionar una materia prima y un proceso para producirla, que consista al menos parcialmente en películas siliconizadas, o películas con capas reticuladas o parcialmente reticuladas, que no presenten las desventajas mencionadas cuando aumenta la presión, y es además objetivo de la presente invención proporcionar una película de poliéster que contenga esta materia prima, que se pueda producir con buena rentabilidad y tenga un nivel aceptable de inclusiones.

[0011] Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento en el que la película de poliéster revestida que ha de ser reciclada se funde en una extrusora de doble husillo o una extrusora multihusillo, la masa fundida se filtra y, a continuación, se enfría en filamentos y se granula. A continuación se produce una película de poliéster orientada biaxialmente, que consiste total o parcialmente en esta materia prima.

[0012] En donde:

[0013] 1. Las extrusoras según la invención para fundir el poliéster consisten en extrusoras de doble husillo o extrusoras multihusillo.

[0014] 2. El flujo másico conducido a la extrusora contiene al menos un 10 % en peso de una película de poliéster revestida.

[0015] 3. La masa fundida se filtra antes de la granulación.

[0016] 4. Se produce una película estirada biaxialmente que consiste en al menos un 10 % en peso de la materia prima de poliéster anteriormente mencionada.

[0017] Las extrusoras utilizadas en el procedimiento según la invención son exclusivamente extrusoras de doble husillo o extrusoras multihusillo. Este tipo de extrusoras son fabricadas comercialmente por empresas como Japan Steel Works, entre otras.

[0018] El uso de extrusoras monohusillo resulta inadecuado para los fines de la invención, ya que, sorprendentemente, generan resultados significativamente inferiores en el proceso de producción de películas. Si se utilizan extrusoras monohusillo (como las extrusoras Erema disponibles comercialmente para procesar recortes de película o restos triturados de botellas), la vida útil del filtro en la línea de producción de película de poliéster se reduce de forma tan drástica que resulta imposible mantener la operación comercial durante un período prolongado. Esto se acentúa notablemente cuando se utiliza al menos un 10 % en peso de una materia prima producida a partir de al menos un 10 por ciento en peso de residuos de película de poliéster revestida. Además, la proporción de inclusiones aumenta considerablemente durante el período de producción y se produce un número intolerable de roturas de la película. Esto resulta particularmente sorprendente dado que, en la industria de las películas de poliéster, las extrusoras monohusillo son el estándar más utilizado para el procesamiento de residuos generados en el proceso de producción de películas. Incluso los residuos de proceso (recortes de bordes, rodillos de arranque y salida, restos de película) generados durante la producción de películas siliconizadas pueden procesarse con buena calidad en extrusoras monohusillo y reutilizarse. Por lo tanto, la importante ventaja que ofrecen las extrusoras de doble husillo en el procesamiento de residuos posconsumo de película siliconizada fue totalmente inesperada.

[0019] Se prefieren las extrusoras de doble husillo a las extrusoras multihusillo, ya que estas últimas son más caras de adquirir y operar, y no ofrecen ninguna ventaja en la aplicación según la invención con respecto a las extrusoras de doble husillo. Menos preferibles, en el sentido de la invención, son las combinaciones que consisten en una extrusora monohusillo para fundir los residuos de poliéster, seguida de una extrusora de doble husillo o una extrusora multihusillo, que generalmente actúa como unidad de descarga de una unidad para aumentar la viscosidad de la masa fundida. Si bien dicha combinación proporciona una mejor procesabilidad del material regenerado obtenido en comparación con una extrusora monohusillo, es inferior a las extrusoras de doble husillo o extrusoras multihusillo por sí solas.

[0020] El uso de extrusoras de doble husillo redujo la cantidad de motas en la película en comparación con el uso de extrusoras monohusillo. Las motas problemáticas suelen ser inclusiones con un tamaño total superior a 20 µm. La cantidad de dichas inclusiones depende del tipo de filtración, el tiempo de residencia de la masa fundida en el sistema de extrusión y el tipo de materias primas utilizadas. Para los fines de la invención, una película producida sin material regenerado posconsumo se considera estándar. Al utilizar material regenerado posconsumo producido con una extrusora monohusillo, la tasa de detección aumentó en un factor de 1,3 con una proporción de sólo un 10 % de material regenerado posconsumo procedente de película siliconizada (con respecto al peso total de la película). Al utilizar material regenerado posconsumo elaborado con la misma materia prima y en la misma cantidad, pero producido con una extrusora de doble husillo, se observó un aumento de sólo un factor de 1,05. Las motas se buscan y marcan a simple vista con luz polarizada. Las estructuras menores de 20 µm son prácticamente indetectables a simple vista, por lo que se puede asumir que casi todos los defectos encontrados tienen una superficie de aproximadamente 20 µm o más. Para mayor seguridad, los defectos marcados se miden nuevamente con un microscopio óptico, y aquellos con una longitud de 20 µm en una dirección espacial se contabilizan como motas. Siempre se deben examinar al menos tres muestras de película de 5 m².

[0021] Las películas revestidas que han de ser recicladas son aquellas que, tras su uso previsto, se convierten en residuos en las instalaciones del usuario final. En estos residuos se debe eliminar cualquier material extraño (otros residuos como latas de bebidas, papel, etc.) antes de introducirlos en la extrusora e, idealmente, recogerse por separado en las instalaciones del usuario final. La película debe triturarse antes de introducirla en la extrusora.

[0022] Las películas revestidas son películas siliconizadas, es decir, se trata de películas que presentan una capa de silicona. Esta capa de silicona está compuesta de poli(organo)siloxanos, los cuales se forman a su vez a partir de unidades de siloxano individuales. La composición de la unidad de siloxano se determina considerando que cada átomo de oxígeno actúa como puente entre dos átomos de silicio: R<n>SiO<(4-n)/2>(n = 0, 1, 2, 3), lo que significa que una unidad de siloxano puede presentar de uno a cuatro sustituyentes adicionales, dependiendo del número de valencias libres restantes en el átomo de oxígeno. Por lo tanto, las unidades de siloxano pueden ser mono-, di-, tri- y tetrafuncionales. Simbólicamente, esto se representa con las letras M (mono), D (di), T (tri) y Q (tetra): [M] = R<3>SiO<1/2>, [D] = R<2>SiO<2/2>y [T] = RSiO<3/2>.

[0023] Al igual que con los polímeros orgánicos, la multitud de compuestos posibles se basa en el hecho de que diferentes unidades de siloxano pueden unirse entre sí dentro de la molécula. Según la clasificación de los polímeros orgánicos se pueden distinguir los siguientes grupos:

[0024] • Polisiloxanos cíclicos están compuestos por unidades de siloxano difuncionales en forma de anillo. Estructura [D<n>].

[0025] • Polisiloxanos lineales con la estructura [MD<n>M] o R<3>SiO[R<2>SiO]<n>SiR<3>(ejemplo: poli(dimetilsiloxano)).

[0026] • Polisiloxanos ramificados que presentan unidades de siloxano trifuncionales o tetrafuncionales como elementos de ramificación. Estructura [M<n>D<m>T<n>]. El o los puntos de ramificación están incorporados en una cadena o un anillo.

[0027] • Los polisiloxanos reticulados de este grupo son moléculas con forma de cadena o anillo, unidas a redes planas o tridimensionales mediante unidades de siloxano tri- y tetrafuncionales. La formación de cadenas y la reticulación son los principios fundamentales para la síntesis de siliconas de alto peso molecular.

[0028] Las películas de poliéster utilizadas en el proceso de reciclaje según la invención pueden tener cualquier tipo de revestimiento de silicona. A este respecto se remite, por ejemplo, al documento US 5672428 A. En este documento se describen películas siliconizadas que pueden utilizarse según la presente invención. Las películas siliconizadas descritas son películas de poliéster revestidas con silicona. La composición del revestimiento de silicona comprende un alquilvinilpolisiloxano que contiene grupos vinilo, un catalizador que es un complejo de platino o de estaño, un glicidoxisilano y un alquilhidrogenopolisiloxano con un contenido de hidrógeno de entre 1,5 y 2 % en moles.

[0029] Otras películas de poliéster revestidas, como por ejemplo las películas de transferencia de laca descritas en la introducción, que aún contienen restos de las lacas transferidas, son menos preferidas.

[0030] Dependiendo del tipo de la laca utilizada y de la cantidad restante, durante la producción de la película pueden aparecer olores no deseables o decoloración. Por lo tanto, en un modo de realización preferido, dichas otras películas de poliéster revestidas están presentes en el material de inicio en una proporción inferior al 20 % en peso, preferiblemente inferior al 10 % en peso, e idealmente no están presentes en absoluto.

[0031] Según la invención, la fracción de las películas siliconizadas presenta según la invención un espesor de capa de silicona medio de superficie total inferior a 0,5 µm, preferiblemente inferior a 0,4 µm, de forma particularmente preferible inferior a 250 nm e idealmente inferior a 180 nm. Cuanto mayor sea el espesor medio de la capa de silicona, mayor será el número de inclusiones en la película que contiene material regenerado y menor será la vida útil del filtro durante su producción. Esto significa que, según la invención, es preferible que la película siliconizada sea predominantemente aquella en la que la siliconización se aplicó durante la producción de la película (en línea), ya que en este caso los espesores de la capa de silicona suelen ser inferiores a 200 nm. Dichos productos están disponibles, por ejemplo, bajo la marca Hostaphan RN 232SLK de Mitsubishi Polyester Film GmbH (Alemania), y también de Siliconature (Italia). Si se han de reciclar residuos de película siliconizada fuera de línea (capas de silicona normalmente de 0,5 - 3 µm), en este modo de realización preferido, al mezclarlos con residuos de película siliconizada en línea, debe garantizarse que el espesor medio de la capa de silicona en la materia prima no supere los límites especificados. El espesor de la capa de silicona del revestimiento correspondiente (designación de película siliconizada que sirve como soporte para etiquetas) puede determinarse para todos los tipos de revestimiento presentes en el residuo mediante procedimientos conocidos (por ejemplo, cortando la película y midiendo el espesor de la capa con un microscopio electrónico o utilizando métodos ópticos como la elipsometría). Una vez determinado el espesor de capa para los distintos tipos de revestimiento presentes en el residuo, deben ajustarse sus proporciones en el proceso para que, como se ha mencionado más arriba, no se excedan los rangos preferidos para los espesores medios de las capas.

[0032] En el marco del debate sobre la economía circular, el enfoque «cradle to cradle» («de la cuna a la cuna») es el más preferido. Esto significa que un producto se regenera (recicla) al final de su ciclo de vida, y este material regenerado se utiliza para fabricar de nuevo el mismo producto. De esta manera se crea una verdadera economía circular. Por lo tanto, el objetivo consiste en utilizar la mayor cantidad posible de material regenerado “posconsumo” de película siliconizada, empleando la mayor proporción posible de este material en la producción de nuevas películas siliconizadas.

[0033] Por lo tanto, la proporción de película siliconizada en el material inicial para el reciclaje es de al menos un 10 % en peso, preferiblemente de al menos un 50 % en peso, de forma particularmente preferible de al menos un 90 % en peso e idealmente > 99 % en peso.

[0034] Además de la película siliconizada, el material inicial puede contener otros residuos de poliéster posconsumo/posindustriales, como otros residuos de película de poliéster (revestidos o sin revestir) o restos triturados de botellas y bandejas de poliéster. Sin embargo, dado que estos residuos no se reciclan para su aplicación original, son menos preferibles dentro de los límites arriba mencionados, en el contexto de la invención.

[0035] Tampoco es preferible la adición de poliésteres “vírgenes” ni de residuos de procesos de producción de películas de poliéster que no hayan sido utilizados como producto por un cliente final, ya sea privado o industrial. Dichos poliésteres deben estar presentes en el material inicial en una proporción inferior al 15 % en peso, preferiblemente inferior al 5 % en peso, e idealmente no deben estar presentes en absoluto.

[0036] Además de otros residuos de poliéster, suelen quedar etiquetas individuales adheridas a la película, al no haberse transferido correctamente al sustrato objetivo durante el proceso de uso final. Estas etiquetas, además del propio material, introducen tinta de impresión y adhesivos en la masa fundida. Esto puede provocar decoloración en la masa fundida y en la película producida posteriormente, o bien obstruir los filtros durante la producción de material regenerado o la producción de la película. Asimismo, existe un riesgo significativo de olores desagradables durante la producción de material regenerado y, sobre todo, durante la fabricación posterior de la película. Por lo tanto, los restos de etiquetas deben retirarse antes de la producción de material regenerado. Esto puede hacerse, por ejemplo, clasificando manualmente las bandas de película afectadas o mediante la clasificación automatizada del material triturado sobre una cinta transportadora, utilizando reconocimiento de color y eliminando el material triturado afectado. Por consiguiente, se aplican los siguientes límites a los materiales que se enumeran a continuación, independientemente de si se incorporaron al material triturado como etiquetas residuales o procedentes de otra fuente. El contenido de papel en el material triturado que se introduce en la extrusora no debe superar el 1 % en peso, preferiblemente el 0,3 % en peso, e idealmente menos del 0,05 % en peso. Dado que el papel se quema en la extrusora y obstruye los filtros de masa fundida, esto produce inclusiones negras que pueden provocar roturas en la película. Si se superan dichos límites, la producción económica de material regenerado y película deja de ser posible.

[0037] Los poliésteres impresos que consisten en más del 70 % en peso de PET (el otro como máximo 30 % en peso puede ser de otros monómeros como ácido isoftálico, ciclohexanodimetanol, dietilenglicol, ácido naftalenodicarboxílico, propanodiol, butanodiol, etc.) están contenidos en el material triturado en un máximo de un 7 % en peso, preferiblemente en un máximo de un 4 % en peso, de forma particularmente preferible en un máximo de un 1 % en peso e idealmente por debajo de un 0,5 % en peso.

[0038] El polipropileno está presente en el material triturado en un máximo de un 2 % en peso, preferiblemente en un máximo de un 1 % en peso, de forma particularmente preferible en un máximo de 0,5 % en peso, e idealmente en menos de 0,1 % en peso. Generalmente, el polipropileno no obstruye los filtros de forma significativa, pero sí provoca un olor desagradable y un enturbiamiento considerable y no deseable en la película producida posteriormente a partir del material regenerado.

[0039] Cualquier otro polímero que pueda estar presente se encuentra contenido en el material triturado en un máximo de un 0,8 % en peso, preferiblemente en un máximo de un 0,1 % en peso e idealmente en menos de un 0,05 % en peso. La masa fundida se filtra antes de la granulación final. Para ello se suelen utilizar filtros de malla metálica o filtros de metal sinterizado. No obstante, también pueden emplearse filtros autolimpiables, como los que ofrece Gneuß. El tamaño de poro nominal especificado para la etapa de filtración final es inferior o igual a 100 µm, preferiblemente inferior o igual a 80 µm, de forma especialmente preferible inferior a 50 µm, e idealmente inferior o igual a 30 µm. Antes de esta última etapa se puede colocar un filtro adicional (con un tamaño de poro superior a 80 µm), lo que resulta especialmente ventajoso si el material triturado aún contiene partículas de papel por encima del rango ideal. Cuanto menor sea el tamaño de poro de la etapa de filtración final, mayor será la vida útil del filtro en la instalación de producción de películas. Dado que los cambios de filtros en la instalación de producción de películas son significativamente más costosos que en la extrusora para la producción de material regenerado, esto resulta ventajoso. Sin embargo, cuanto menor sea el tamaño de poro en la extrusora de material regenerado, menor será la vida útil del filtro. Por lo tanto, en general se pueden utilizar tamaños de poro pequeños cuando la contaminación del material triturado con material extraño anteriormente mencionada se encuentra en los bajos niveles anteriormente mencionados.

[0040] En el marco de esta invención, por vida útil del filtro se entiende el período durante el cual éste puede operar para fines de producción, desde su instalación hasta que se supera un valor de presión máxima admisible. El valor absoluto de dicha presión máxima es específico de la instalación y del filtro, por lo que la vida útil del filtro también varía según el sistema utilizado (aunque es reproducible para cada sistema seleccionado). Los sistemas de filtro que permiten diferenciales de presión elevados antes y después del filtrado ofrecen una mayor vida útil, pero también son más complejos de implementar debido a las mayores presiones absolutas. Generalmente se busca un equilibrio entre maximizar la vida útil del filtro y, al mismo tiempo, evitar altas presiones absolutas para minimizar el esfuerzo técnico. La vida útil de los filtros depende principalmente del grado de contaminación de las materias primas por cuerpos extraños. El material regenerado posconsumo, en particular, suele provocar una reducción significativa de la vida útil del filtro, hasta apenas unos días, lo que hace que la producción de películas sea económicamente inviable.

[0041] El material regenerado puede condensarse mientras aún está en la masa fundida (condensación en fase líquida) o después de la granulación en un secador basculante. En este contexto es preferible la condensación en fase líquida porque ocurre en la misma etapa del proceso que la primera extrusión y elimina las sustancias volátiles de la masa fundida con mayor eficacia que un secador basculante de los gránulos sólidos. Esto reduce significativamente los olores desagradables durante la producción de las películas. Aumentar la propia viscosidad sólo resulta ventajoso a partir de una proporción de material regenerado posconsumo superior al 30 % en peso en la producción de las películas, ya que la viscosidad se puede ajustar más fácilmente mediante las demás materias primas utilizadas antes de alcanzar ese punto.

[0042] Dado que el material regenerado es en gran medida transparente a menos que se haya condensado en un secador basculante y que el material inicial consistiera en películas siliconizadas en gran medida transparentes, ha resultado ventajoso inspeccionar los gránulos antes de su uso mediante un control automatizado óptico (o de rayos X) y separar los gránulos con inclusiones grandes (> 30 µm) (por ejemplo, en Sikora AG, Bremen, Alemania).

[0043] Este granulado puede reutilizarse a continuación en la producción de una película de poliéster orientada biaxialmente, o, menos preferiblemente, para otras aplicaciones de poliéster.

[0044] En un modo de realización preferido, los materiales regenerados posconsumo utilizados tienen una calificación de prueba de filtro aceptable o mejor.

[0045] En el proceso de producción de películas según la invención se añade al menos un 10 % en peso, preferiblemente al menos un 25 % en peso, e idealmente al menos un 31 % en peso del material regenerado según la invención, con respecto al peso total de la película. La película puede producirse con un 100 % en peso de material regenerado, pero las dosis superiores al 50 % en peso son menos preferibles, ya que reducen notablemente la vida útil del filtro en la producción de películas, incluso con una extrusora de doble husillo. Además, la aplicación objetivo preferida de la película es de nuevo una película siliconizada como revestimiento para etiquetas. Dado que esta película también ha de reciclarse tras su uso según el proceso aquí descrito, la silicona residual se acumula durante el proceso en caso de proporciones de material regenerado superiores al 50 % en peso, lo que reduce la vida útil del filtro y aumenta las inclusiones en las películas resultantes.

[0046] Si no obstante se pretenden alcanzar proporciones de material regenerado posconsumo superiores al 50 % en peso, ha demostrado ser ventajoso utilizar adicionalmente un material reciclado posconsumo procedente de películas de poliéster sin revestimiento, o preferiblemente un material regenerado procedente de botellas de poliéster, o de forma particularmente preferible un poliéster reciclado químicamente a partir de residuos de poliéster posconsumo, para cerrar la brecha hasta alcanzar la proporción de material regenerado objetivo.

[0047] Las demás materias primas poliméricas añadidas a la película son poliésteres termoplásticos en un contenido mínimo de un 95 % en peso, y de forma especialmente preferible de al menos un 98 % en peso. En este contexto es preferible un poliéster de etilenglicol y ácido tereftálico (= tereftalato de polietileno, PET). Los poliésteres que contienen ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico como unidad repetitiva son menos adecuados, ya que aumentan el precio de la película sin ofrecer ventajas adicionales en su aplicación principal: revestimiento para etiquetas. El poliéster puede contener otros monómeros, como ácido isoftálico, ciclohexanodimetanol o etilenglicol. La proporción de monómeros distintos del etilenglicol y el ácido tereftálico, con respecto al peso total de la película, es inferior al 7 % en peso, ya que, de lo contrario, se reduciría la estabilidad mecánica de la película, lo que no es deseable en la mayoría de las aplicaciones previstas.

[0048] Otros polímeros además de los poliésteres termoplásticos se añaden en una proporción inferior al 5 % en peso, preferiblemente inferior al 1 % en peso, e idealmente no se añaden en absoluto.

[0049] Además de los polímeros mencionados, la película puede contener partículas como por ejemplo carbonato de calcio, dióxido de silicio o trióxido de aluminio. Estas partículas se añaden para mejorar el comportamiento de deslizamiento o para lograr un efecto mate y suelen estar presentes en la película en una proporción inferior al 2 %, preferiblemente inferior al 1 %, e idealmente inferior al 0,5 % en peso.

[0050] En un modo de realización menos preferido, la película puede contener partículas blanqueadoras como dióxido de titanio y sulfato de bario, presentes en la película en como máximo un 19 % en peso. Si contiene partículas blanqueadoras, los contenidos de polímero anteriormente mencionados se refieren únicamente a la proporción de polímeros de la película y no tienen en cuenta el pigmento blanco inerte. Las películas de poliéster blanco son menos preferidas en el contexto de la invención porque actualmente no se pueden reutilizar, ya que la recogida selectiva no resulta rentable debido a la pequeña cantidad total, y no se pueden mezclar con las películas revestidas transparentes porque el color de la película resultante no se puede ajustar al variar la cantidad de película blanca en el material inicial.

[0051] La película puede contener aditivos adicionales, como captadores de radicales (por ejemplo Irganox 1010) o colorantes (preferiblemente colorantes azules para compensar la proporción de amarillo). La proporción de dichos aditivos adicionales es < 0,5 % en peso y preferiblemente < 0,3 % en peso.

[0052] La película puede ser monocapa o multicapa. En un modo de realización preferido, la película tiene al menos tres capas. En un modo de realización preferido con al menos 3 capas, al material regenerado posconsumo se le añade sólo a una o más capas internas, mientras que las dos capas externas están hechas de polímero virgen. Esto presenta la ventaja de que las inclusiones e impurezas eventualmente presentes en el material regenerado posconsumo tienen un impacto menos pronunciado en la superficie de la película y, por lo tanto, representan un menor problema en la aplicación final.

[0053] El espesor total de la película debe ser de al menos 12 µm y preferiblemente de al menos 15 µm. Si la película es más delgada que 12 µm, las inclusiones en el material regenerado posconsumo provocan roturas en la película con mucha más frecuencia que en caso de películas más gruesas.

[0054] Para la producción de la película según la invención, el valor SV del poliéster se selecciona convenientemente de manera que la película tenga un valor SV > 600, preferiblemente > 650 e idealmente > 700. El valor SV de la película es preferiblemente < 950 y de forma particularmente preferible < 850. Si el valor SV es inferior a 600, la película se vuelve tan quebradiza ya durante la producción que se producen roturas frecuentes. Además, las resistencias mecánicas mencionadas más abajo ya no se pueden alcanzar de forma fiable con valores SV inferiores. Si la película tiene un valor SV superior a 950, el polímero se vuelve tan rígido en la extrusora que se producen flujos excesivamente altos y fluctuaciones de presión durante la extrusión. Esto conlleva una mala procesabilidad. Además, la abrasión en las herramientas de extrusión y las herramientas de corte se vuelve desproporcionadamente alta.

[0055] Estos valores se obtienen ajustando la media aritmética ponderada, en función de sus proporciones en peso, de todas las materias primas iniciales (incluido el material regenerado posconsumo) de manera que sea aproximadamente entre 10 y 100 unidades SV superior al valor objetivo correspondiente para la película. Dado que la reducción del valor SV durante la producción de la película depende en gran medida de la instalación, es necesario determinar el valor válido para la respectiva instalación de producción de películas.

[0056] La película según la invención presenta además un módulo de elasticidad en ambas direcciones (TD y MD) de la película superior a 3000 N/mm<2>y preferiblemente superior a 3500 N/mm<2>y de forma particularmente preferible (al menos en una dirección de la película) de > 4000 N/mm<2>en las direcciones longitudinal y transversal. Los valores de F5 (fuerza al 5 % de alargamiento) deben ser preferiblemente superiores a 80 N/mm<2>en ambas direcciones y, de forma especialmente preferible, superiores a 90 N/mm<2>. Estas propiedades mecánicas pueden ajustarse y mantenerse variando los parámetros del estiramiento biaxial de la película dentro del marco de las condiciones de procedimiento que se especifican más abajo.

[0057] Las películas con las propiedades mecánicas anteriormente mencionadas no se estiran excesivamente bajo tensión durante su uso, siguen siendo fácilmente manejables y presentan la rigidez deseada en la aplicación final.

[0058] En un modo de realización preferido, la película se siliconiza en línea. Por ejemplo, en los documentos US5672428 y EP3283295 se dan ejemplos de siliconización en línea.

[0059] El espesor de la capa seca de silicona se ajusta a un mínimo de 60 nm, preferiblemente un mínimo de 80 nm e idealmente un mínimo de 90 nm. Si la capa es más delgada de 60 nm, los adhesivos comunes en la industria de las etiquetas se adhieren con demasiada fuerza a la película, dificultando el desprendimiento de la etiqueta. El espesor de la capa es inferior a 180 nm, y preferiblemente inferior a 170 nm. Si el espesor de la capa supera los 180 nm, se presentan con mayor frecuencia los problemas anteriormente descritos en relación con la regeneración y reutilización del material regenerado posconsumo.

[0060] Procedimiento para producir la película

[0061] Los polímeros de poliéster de las capas individuales se obtienen como materiales regenerados, como el material regenerado posconsumo según la invención, o se producen por policondensación, a partir de ácidos dicarboxílicos y diol o, aunque con menor preferencia, a partir de los ésteres de los ácidos dicarboxílicos, preferiblemente ésteres dimetílicos, y diol. Los poliésteres utilizables presentan preferiblemente valores SV entre 500 y 1300, siendo los valores individuales menos importantes, pero el valor medio SV de las materias primas utilizadas debe ser superior a 700 y, preferiblemente, superior a 750. Estos valores se utilizan convenientemente para alcanzar los valores SV de la película arriba descritos. Si el valor SV es demasiado bajo, la película se vuelve quebradiza; si es demasiado alto, las fuerzas de estiramiento en el proceso aumentan bruscamente, lo que perjudica significativamente la producción económica.

[0062] En primer lugar, el poliéster de las capas individuales se comprime y licúa en extrusoras. En un modo de realización preferido, las temperaturas de fusión (temperatura medida en la masa fundida a la salida de la extrusora) se sitúan entre 290 °C y 300 °C. A temperaturas superiores a 300 °C, aumenta el índice de amarillo; a temperaturas inferiores a 290 °C, aumenta el riesgo de que queden proporciones poliméricas sin fundir, lo que puede provocar elevaciones superficiales no deseables. Esta temperatura se ajusta mediante la relación de caudal con respecto a revoluciones de la extrusora o mediante la temperatura del calentador de la misma. Estas relaciones y temperaturas respectivas dependen del tipo de extrusora utilizada y pueden ser ajustadas por un técnico especializado utilizando los parámetros mencionados. La masa fundida se filtra aguas arriba de la boquilla a través de un filtro de metal sinterizado o un filtro de flujo metálico; el tamaño nominal de poro del filtro es < 50 µm, preferiblemente < 35 µm, idealmente < 21 µm y preferiblemente > 10 µm. En caso de más de 50 µm, se producen demasiadas inclusiones en la película y un mayor número de roturas de la misma. Los poros menores de 10 µm reducen la vida útil del filtro. Posteriormente, el material fundido se transforma en películas planas en una boquilla multicapa, se prensa a través de una boquilla de ranura ancha y se extiende sobre un rodillo de enfriamiento y uno o más rodillos de recogida, donde se enfría y solidifica. La película según la invención presenta una orientación biaxial, es decir, se estira biaxialmente. El estiramiento biaxial de la película se realiza en la mayoría de los casos de forma secuencial. Preferiblemente, el estiramiento se efectúa primero en la dirección longitudinal (es decir, en la dirección de la máquina, MD) y luego en la dirección transversal (es decir, en la dirección perpendicular a la dirección de la máquina, TD). El estiramiento en dirección longitudinal puede llevarse a cabo mediante dos rodillos que giran a diferentes velocidades, según la relación de estiramiento deseada. Para el estiramiento transversal se suele utilizar un marco de sujeción adecuado. Mediante la selección de parámetros de estiramiento apropiados, un técnico especializado puede ajustar las propiedades mecánicas de la película, como el módulo de elasticidad, la rigidez y el estiramiento.

[0063] La temperatura a la que se realiza el estiramiento puede variar en un rango relativamente amplio y depende de las propiedades deseadas de la película. En general, el estiramiento en dirección longitudinal se realiza en un intervalo de temperaturas entre 80 °C y 130 °C (temperaturas de calentamiento de 80 °C a 130 °C) y en dirección transversal en un intervalo de temperaturas entre 90 °C (inicio del estiramiento) y 140 °C (final del estiramiento). La relación de estiramiento longitudinal se sitúa entre 2,5:1 y 4,5:1, preferiblemente entre 2,8:1 y 4,0:1. Una relación de estiramiento superior a 4,5 provoca una importante disminución de la procesabilidad (roturas). La relación de estiramiento transversal se sitúa generalmente entre 2,5:1 y 5,0:1, preferiblemente entre 3,2:1 y 4,0:1. Para lograr las propiedades deseadas de la película se ha demostrado que es ventajoso que la temperatura de estiramiento (en MD y TD) sea inferior a 125 °C y preferiblemente inferior a 118 °C. Antes del estiramiento transversal, una o ambas superficies de la película pueden revestirse en línea mediante métodos conocidos en sí.

[0064] Durante el proceso de fijación térmica posterior, la película se mantiene bajo tensión a una temperatura de 150 °C a 250 °C durante un período de aproximadamente 0,1 segundos a 10 segundos. A continuación, la película se enrolla de la manera habitual.

[0065] Analítica

[0066] Para caracterizar las materias primas y las películas se utilizaron los siguientes valores de medición:

[0067] Valor SV (viscosidad estándar)

[0068] La viscosidad estándar SV (DCE), basada en la norma DIN 53726, se midió a una concentración del 1 % en ácido dicloroacético en un viscosímetro Ubbelohde a 25 °C. A partir de la viscosidad relativa (η)<rel>se determina el valor SV adimensional de la siguiente manera:

[0070]

[0072] Las películas o materias primas poliméricas se disolvieron en DCE. La proporción de partículas se determinó mediante análisis de cenizas y se corrigió mediante adición de peso correspondiente, es decir:

[0073] Peso = (cantidad de peso según la norma) / ((100-contenido de partículas en % en peso) / 100) Propiedades mecánicas

[0074] Las propiedades mecánicas se determinaron mediante ensayos de tracción basados en DIN EN ISO 527-1 y -3 (probeta tipo 2) en tiras de película de 100 mm x 15 mm.

[0075] Prueba de filtro

[0076] La materia prima se funde en una extrusora monohusillo con un caudal de 2,4 kg/h y se pasa a 290 °C a través de un filtro con vellón de fibra metálica de 10 µm (por ejemplo, de la firma Bekaert), con una superficie de filtro de 50 cm<2>. La presión delante del filtro se mide continuamente durante todo el tiempo de extrusión.

[0077] La calidad de la filtración se evalúa en función de la diferencia de presión entre los 60 y los 15 minutos de tiempo de extrusión.

[0078] Muy buena, < 2 bar de aumento de presión

[0079] Buena, de 2 a 8 bares de aumento de presión

[0080] Aceptable, de 9 a 20 bares de aumento de presión

[0081] Mala, de 21 a 30 bares de aumento de presión

[0082] Muy mala, > de 31 bares de aumento de presión

[0083] Ejemplos

[0084] Las películas de poliéster siliconizadas usadas se recogieron por tipo de varias plantas embotelladoras (bebidas/detergentes) después de su uso.

[0085] Las bolsas con los revestimientos se vaciaron sobre una cinta transportadora y se eliminó manualmente cualquier material extraño. Siempre que fue posible, también se retiraron las etiquetas visibles. A continuación, la película se trituró y, cada dos horas, se examinó una muestra de 1 kg del material triturado para determinar la cantidad restante de material de etiqueta (el material de etiqueta se separó y pesó). En estas muestras también se determinó el espesor medio de la capa de silicona (el espesor de la capa se midió mediante elipsometría en 50 escamas y se calculó el promedio). Los valores que figuran en la tabla representan el promedio de 4 muestras. En los ejemplos comparativos con mayor contenido residual de etiquetas, éstas no se retiraron.

[0086] El material triturado se fundió a continuación en una extrusora de doble husillo de la firma Japan Steel Works, y, para comparar, el material triturado procesado se fundió de forma similar en una extrusora monohusillo de la firma Erema. El material triturado del Ejemplo Comparativo 6 se fundió en una extrusora monohusillo de la firma NGR con un sistema de condensación en fase líquida y un sistema de descarga multihusillo. A continuación se filtró a través de un filtro de vellón metálico de 30 µm y se granuló.

[0087] El material regenerado posconsumo así obtenido se mezcló con los demás polímeros según se indica en la tabla y se fundió a 292 °C. Posteriormente se filtró a través de un filtro de vellón metálico de 20 µm (volumen de poro) y se aplicó electrostáticamente mediante una boquilla de ranura ancha sobre un rodillo de enfriamiento con temperatura regulada a 50 °C. A continuación, se estiró longitudinalmente y luego transversalmente bajo las siguientes condiciones:

[0089]

[0092] Antes del estiramiento transversal se aplicó un revestimiento de silicona como en el ejemplo 7 del documento US5672428. El espesor de la capa de silicona sobre la película fija terminada fue de 110-125 nm.

[0093] En los ejemplos se utilizan las siguientes materias primas:

[0094] PET1 = Materia prima de tereftalato de polietileno producida a partir de etilenglicol y ácido tereftálico con un valor SV de 820 (contenido de ácido isoftálico < 0,1 % en peso, DEG 1 % en peso).

[0095] PET2 = Materia prima de tereftalato de polietileno producida a partir de etilenglicol y ácido tereftálico con un valor SV de 790 (contenido de ácido isoftálico < 0,1 % en peso, DEG 1,1 % en peso). Con un 1 % en peso de Sylysia 320 de la firma Fuji Sylysia, Japón.

[0096] PET3 = Materia prima de tereftalato de polietileno producida a partir de etilenglicol y ácido tereftálico con un valor SV de 1020 (contenido de ácido isoftálico < 0,1 % en peso, DEG 1 % en peso).

[0097] En la producción de películas es aceptable un máximo de una rotura cada 8 horas; cualquier otra frecuencia resulta antieconómica. Si la presión en el filtro de la capa base B aumenta más de lo normal (en la producción sin material reciclado posconsumo, la vida útil del filtro suele ser superior a 14 días), la rentabilidad disminuye, ya que el filtro alcanza el límite de presión con mayor rapidez y debe reemplazarse. Un aumento brusco de la presión puede provocar que se alcance dicho límite de presión en menos de 2 días, por ejemplo, lo que resulta claramente antieconómico. Un enturbiamiento significativo de la película es indeseable para la aplicación prevista. El desarrollo de un olor claramente perceptible también es indeseable.

[0098] La expresión "aumento fuerte de presión" significa que la presión aumenta más rápido de lo normal y que la presión máxima se alcanza en un tiempo menor.

[0099] Las siguientes tablas 1 (tabla de regenerados producidos) y 2 (tabla de películas producidas utilizando los materiales regenerados contenidos en la Tabla 1) resumen las formulaciones y las propiedades resultantes de la materia prima y de la película:

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el reciclaje de una película de poliéster, que comprende

(a) triturar una película de poliéster usada hasta convertirla en fragmentos, comprendiendo dicha película de poliéster usada un polímero de tereftalato de polietileno y un revestimiento de silicona, siendo el espesor de la capa de revestimiento de silicona inferior a 0,5 µm;

(b) fundir los fragmentos en una extrusora de doble husillo o multihusillo;

(c) filtrar la masa fundida;

(d) granular.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que los fragmentos en (b) se funden en una extrusora de doble husillo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el espesor de la capa de revestimiento de silicona es inferior a 250 nm, de forma especialmente preferible inferior a 180 nm.

4. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que en (c) se utilizan filtros de malla metálica o filtros de metal sinterizado.

5. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el tamaño nominal de poro de la etapa de filtración final es ≤ 100 µm, preferiblemente ≤ 80 µm, de forma especialmente preferible ≤ 30 µm.

6. Procedimiento para producir una película de poliéster orientada biaxialmente, que comprende:

(a) triturar una película de poliéster usada hasta convertirla en fragmentos, comprendiendo dicha película de poliéster usada un polímero de tereftalato de polietileno y un revestimiento de silicona con un espesor de capa inferior a 0,5 µm, fundir los fragmentos en una extrusora de doble husillo o multihusillo, filtrar la masa fundida y granular;

(b) fundir gránulos de PET en una extrusora, de modo que al menos el 10 % en peso de los gránulos de PET sean gránulos obtenidos según la etapa (a);

(c) extruir la masa fundida resultante a través de una boquilla de ranura ancha;

(d) enfriar sobre un rodillo de enfriamiento y solidificar formando una película;

(e) estirar biaxialmente la película.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que al menos el 25 % en peso, preferiblemente al menos el 31 % en peso, de los gránulos se han obtenido mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que el valor SV medio de los gránulos de PET es > 700, preferiblemente > 750.

9. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que el estiramiento biaxial en (d) se lleva a cabo de forma secuencial.