ES2283661T3 - Procedimiento para la fabricacion de una cinta de envase. - Google Patents

Procedimiento para la fabricacion de una cinta de envase. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una cinta de envase (1) de tereftalato de polietileno (PET), en el que se extruye material PET, con preferencia material de residuos de PET con una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4), en el que durante la extrusión se realiza una desgasificación del espacio interior (6) de la máquina de extrusión, en el que el plástico fundido líquido es descargado en forma de tira desde una cabeza de hilatura (13) conectada a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4), en el que la tira de plástico es enfriada y enderezada a continuación, caracterizado porque se trabaja con un filtro de tamiz (11) conectado a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) y porque la presión de la colada en la dirección de transporte se miden delante del filtro de tamiz (11) y detrás del filtro de tamiz (11) y porque de acuerdo con los valores medidos de la presión, se varía la dosificación del material de PET hacia la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) y/o se varía el número de revoluciones de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4).

Description

Procedimiento para la fabricación de una cinta de envase.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una cinta de envase de tereftalato de polietileno (PET), en el que se extruye material PET, con preferencia material de residuos de PET con una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal, en el que durante la extrusión se realiza una desgasificación del espacio interior de la máquina de extrusión, en el que el plástico fundido líquido es descargado en forma de tira desde una cabeza de hilatura conectada a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal y en el que la tira de plástico es enfriada y enderezada a continuación. En el procedimiento empleado de acuerdo con la invención se emplea con preferencia un material de desechos de PET. Pero, en principio, se puede emplear también PET virgen como material PET. El material de residuos de PET significa en el marco de la invención especialmente residuos de PET triturados, sobre todo botellas de PET usadas trituradas. A través de la trituración se generan los llamados copos de PET, que se emplean con preferencia en el procedimiento de acuerdo con la invención.
El material de residuos de PET es de coste más favorable que los productos nuevos de PET o que el granulado nuevo de PET. El material de residuos de PET tiene, sin embargo, inconvenientes considerables. En primer lugar, se caracteriza por un grado de contaminación alto desfavorable así como por una longitud relativamente reducida de las cadenas de las moléculas. Además, el material de residuos de PET presenta un contenido de humedad relativamente alto y está presente, por lo demás, en forma amorfa.
Se conoce un procedimiento del tipo descrito anteriormente, del que parte la invención (EP 0 873 844 A2). Con este procedimiento conocido se pueden fabricar láminas PET.
Además, se conoce por la práctica procesar material de residuos de PE y especialmente procesarlo para formar fibras. A tal fin, se cristaliza en primer lugar el material de residuos de PET y a continuación se seca y solamente después se extruye el material de residuos procesado de una manera correspondiente. El proceso de cristalización y de secado puede durar hasta ocho horas, de manera que con frecuencia solamente se ve claro después de varias horas si el material es adecuado para el procesamiento. Si se comprueba que una carga de material presenta una calidad mala, la consecuencia son desechos de la producción. Además, la cristalización y el secado son muy costosos de energía e intensivos de gastos.
De la misma manera, se conoce (EP 1 226 22 A1) procesar material de PET todavía húmedo con la ayuda de una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal. El espacio interior de esta máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal se desgasifica con la ayuda de bombas, de manera que se extrae la humedad del material de PET. Con este procedimiento conocido se genera solamente granulado de PET.
La invención se basa en el problema de indicar un procedimiento para la fabricación de una cinta de envase, con el que se pueden fabricar cintas de envase con propiedades mecánicas óptimas, especialmente cintas de envase con una alta resistencia y una capacidad de dilatación excelente.
Para la solución de este problema técnico, la invención describe un procedimiento del tipo mencionado al principio, que se caracteriza porque se trabaja con un filtro de tamiz conectado a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal y porque la presión de la colada en la dirección de transporte se miden delante del filtro de tamiz y detrás del filtro de tamiz y porque de acuerdo con los valores medidos de la presión, se varía la dosificación del material de PET hacia la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal y/o se varía el número de revoluciones de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal.
El material de residuos de PET significa en el marco de la invención que el material está constituido al menos por 50% en peso, con preferencia por al menos 80% en peso y de una manera más preferida por al menos 90% en peso de material de residuos de PET o bien material reciclado de PET. De una manera muy preferida, el material de PET utilizado está constituido totalmente por material de residuos de PET. Está especialmente en el marco de la invención que el material de residuos de PET empleado de acuerdo con la invención procede de botellas de PET usadas. De una manera más conveniente, las botellas de PET usadas son trituradas, de tal forma que se obtienen los copos de PET mencionados, que se emplean de una manera preferida en el marco del procedimiento de acuerdo con la invención. El material de residuos de PET puede proceder, no obstante, también de láminas de PET usadas. En principio, en el procedimiento se puede emplear también PET virgen. En el procedimiento de acuerdo con la invención es especialmente importante que el material de PET sea empleado tanto sin cristalización previa como también sin secado previo o bien sea alimentado a la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal.
Además, está en el marco de la invención que a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal está conectado un filtro de tamiz. De acuerdo con la invención, se mide la presión de la colada en la dirección de transporte delante del filtro de tamiz y detrás del filtro de tamiz y de acuerdo con los valores medidos de la presión se varía la dosificación del material de PET hacia la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal y/o el número de revoluciones de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal. La regulación de la presión explicada anteriormente es muy útil especialmente para el lavado del filtro de tamiz. En efecto, con preferencia está previsto un sistema de reaclarado y en función de la contaminación del filtro de tamiz se descarga la colada al aire libre para aclarar la contaminación desde el tamiz. Durante el proceso de aclarado se necesita material adicional durante corto espacio de tiempo desde la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal. Con la regulación de la presión de acuerdo con la invención se puede realizar este reaclarado sin problemas, sin que se produzcan perjuicios perturbadores del ciclo de producción.
De acuerdo con una forma de realización preferida, se alimenta material de residuos de PET a la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal con al menos un tornillo helicoidal de dosificación. La dosificación del material de PET se puede modificar en este caso a través del ajuste del número de revoluciones del tornillo helicoidal de dosificación. Cuando se menciona aquí y a continuación un tornillo helicoidal de dosificación, el concepto de tornillo helicoidal de dosificación significa muy en general también un dispositivo de dosificación. Pero se prefiere emplear un tornillo helicoidal doble como dispositivo de dosificación. De esta manera se puede conseguir una dosificación muy exacta del material de PET. Con preferencia, la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal se conduce subalimentada, con la salvedad de que los pasos de tornillo helicoidal solamente están rellenos entre 25 y 60%, de una manera preferida sólo entre 30 y 50% con el material d PET. Este relleno o bien relleno inferior de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal se puede realizar de una manera efectiva con la ayuda del tornillo helicoidal de dosificación empleado de forma preferida. De acuerdo con una forma de realización muy preferida de la invención, se trabaja con una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal que gira en el mismo sentido. Ambos tornillos helicoidales de extrusión de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal tienen, por lo tanto, en esta forma de realización el mismo sentido de giro o bien sentido de rotación.
De una manera más conveniente, la desgasificación del espacio interior de la máquina de extrusión se realiza con la ayuda de al menos una bomba o bien una bomba de vacío conectada en el espacio interior de la máquina de extrusión. De acuerdo con una forma de realización preferid de la invención, la desgasificación tiene lugar en al menos dos lugares de conexión del espacio interior de la máquina de extrusión que están dispuestos uno detrás de otro en la dirección de transporte.
De acuerdo con una forma de realización muy preferida, que adquiere una importancia muy especial en el marco de la invención, se añade al material de PET al menos una substancia de prolongación de la cadena. De una manera más conveniente se alimenta al menos una substancia de prolongación de la cadena al espacio interior de la máquina de extrusión. Con otras palabras se mezcla el material de PET en el espacio interior de la máquina de extrusión con la substancia de prolongación de la cadena. La adición de la substancia de prolongación de la cadena se lleva a cabo de una manera preferida en la dirección de transporte detrás de la desgasificación en el espacio interior de la máquina de extrusión. Una substancia de prolongación de la cadena se designa también, por decirlo así, como "Extendedor de la Cadena". La substancia de prolongación de la cadena tiene la propiedad de acoplarse en los extremos de las cadenas de las moléculas del PET y se conectan dos cadenas de moléculas de PET entre sí. De una manera preferida, se emplea un derivado de lactama y/o un derivado de oxazol como substancia de prolongación de la cadena. De acuerdo con una forma de realización, se utiliza un derivado de caprolactama como substancia de prolongación de la cadena. Está en el marco de la invención emplear un lactamato como substancia de prolongación de la cadena y de una manera muy preferida se utiliza biscaprolactamato de carbonilo. De acuerdo con otra forma de realización se añade oxazolina como substancia de prolongación de la cadena. Oxazolina significa aquí un derivado de oxazol, que solamente presenta un enlace doble. De acuerdo con una forma de realización preferida, se puede utilizar 1,4-fenilenbisoxazolina como substancia de prolongación de la cadena.
Está en el marco de la invención, que la colada de PET que procede de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal es alimentada a la cabeza de hilatura con al menos una bomba de colada. En el marco de la invención, adquiere una importancia especial el empleo de una bomba de colada de este tipo. De una manera más conveniente, la bomba de colada está dispuesta detrás de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal y detrás del filtro de tamiz. Esto significa, en el marco de la invención, que el filtro de tamiz se encuentra entre las máquinas de extrusión de doble tornillo helicoidal y la bomba de colada.
Está en el marco de la invención que la tira de plástico que sale desde la cabeza de hilatura es refrigerada con la ayuda de un medio fluido, con preferencia en un baño de agua. Después de la refrigeración se estira la tira de plástico de una manera más conveniente en al menos un dispositivo de estiramiento.
La invención se basa en el conocimiento de que con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede fabricar, a partir de residuos de PET de coste favorable, una cinta de envase con propiedades sorprendentemente ventajosas. La cinta de envase presenta una resistencia excelente así como propiedades de dilatación óptimas. Con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede fabricar de una manera poco costosa y de coste favorable una cinta de envase, que cumple todos los requerimientos.
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un dibujo, que representa solamente un ejemplo de realización. Éste muestra lo siguiente en representación esquemática:
La figura 1 muestra un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, y
La figura 2 muestra un fragmento ampliado de la figura 1.
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Las figuras muestran un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de una cinta de envase 1 de tereftalato de polietileno (PET). El material de residuos de PET es alimentado en forma de copos de PET 2, que han sido obtenidos a través de trituración de botellas de PET usadas, se alimenta con un tornillo helicoidal de dosificación 3 a una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4, con la que se extruye el material de residuos de PET. Los copos de PET 2 son dosificados en este caso por el tornillo helicoidal de dosificación 3 a la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4, con la salvedad de que la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4 es conducida subalimentada, de manera que los pasos de los dos tornillos helicoidales de la máquina de extrusión solamente están llenos entre aproximadamente 30 y 50% con el material de residuos de PET. La máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4 presenta, por lo demás, dos tornillos helicoidales de extrusión que giran en el mismo sentido de giro, que son accionados por un motor de máquina de extrusión 5. El espacio interior 6 de la máquina de extrusión es desgasificado con la ayuda de una bomba de vacío 7. A tal fin, dos conductos de desgasificación 8, 9, dispuestos en la dirección de transporte de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4, están conectados en el espacio interior de la máquina de extrusión 6. A través de esta desgasificación se consigue que se pueda extraer la humedad de una manera efectiva a partir del material de desechos de PET. Detrás de los conductos de desgasificación 8, 9 en la dirección de transporte se dosifica una substancia de prolongación de la cadena con la ayuda de una instalación de dosificación 10 al material de desechos de PET o bien al espacio interior de la máquina de extrusión 6. La substancia de prolongación de la cadena puede ser biscaprolactamato de carbonilo en el ejemplo de realización.
A continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4 está conectado un filtro de tamiz 1, en el que se conecta una bomba de colada 12. Con la bomba de colada 12 se alimenta la cola de PET a una cabeza de hilatura 13, desde la que sale la cola de PET en forma de tira. En el ejemplo de realización se mide la presión de la colada en un primer lugar de medición 14 delante del filtro de tamiz 11 o bien delante de la bomba de colada 12 así como en un segundo lugar de medición 15 detrás del filtro de tamiz 11 o bien en la bomba de colada. Con una instalación de regulación 16 se puede regular, en función de los valores medidos de la presión, el número de revoluciones de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal 4 en el motor de la máquina de extrusión 5 y/o el número de revoluciones del tornillo helicoidal de dosificación 3 en el motor de accionamiento 17 del tornillo helicoidal de dosificación 3. De esta manera, se puede ajustar de forma funcionalmente segura y efectiva la alimentación o bien el transporte del material de plástico de acuerdo con las particularidades respectivas.
El PET en forma de tira o bien en forma de banda que sale desde la cabeza de hilatura se conduce a continuación para la refrigeración a través de un baño de agua 18, que tiene, por ejemplo, una temperatura de 60ºC. A continuación, se conduce el plástico en forma de tira de una manera más conveniente en primer lugar a través de un primer dispositivo de estiramiento 19, que trabaja, por ejemplo, con una velocidad de transporte de 15 m/min. A continuación se conduce en el ejemplo de realización el plástico en forma de tira a través de un segundo dispositivo de estiramiento 20, que trabaja, por ejemplo, con una velocidad de transporte de 60 m/min. Entre los dispositivos de estiramiento 19 y 20 se estira la tira de plástico en la dirección longitudinal o bien en la dirección de transporte. A continuación se conduce el plástico en forma de tira a través de un horno 21, en el que se caliente y, en concreto, de una manera preferida se calienta por encima de la temperatura de transición vítrea. A continuación, se conduce la tira de plástico a través de un tercer dispositivo de estiramiento 22, que trabaja, por ejemplo, con una velocidad de transporte de 90 m/min. Entre los dispositivos de estiramiento 20 y 22 se estira la tira de plástico de la misma manera en dirección longitudinal o bien en la dirección de transporte. A continuación, se conduce la tira de plástico en forma de tira a través de una instalación de fijación 23, en la que se calienta la tira de plástico. Luego tiene lugar en el dispositivo de refrigeración 23 una refrigeración de la tira de plástico. A continuación se conduce la tira de plástico a través de un cuarto dispositivo de estiramiento 25, que trabaja, por ejemplo, con una velocidad de trabajo de 85 m/min. Por último, se arrolla la tira de plástico en un dispositivo de arrollamiento no representado. La banda de plástico o bien la tira de plástico fabricada de esta manera es adecuada de una manera excelente como cinta de envase.
Ejemplo de realización
A partir de material de PET virgen se fabricó de acuerdo con el estado de la técnica una cinta de envase, que presentaba una resistencia de 550 N/mm^{2} y una dilatación del 15%. A partir de copos de PET presecados se obtuvo de acuerdo con el estado de la técnica una cinta de envase con una resistencia de 500 N/mm^{2} y una dilatación de 15%. De acuerdo con el procedimiento de la invención, se procesaron copos de PET no secado para formar una cinta de envase con una resistencia de 750 N/mm^{2} y una dilatación del 15%.

Claims (9)

1. Procedimiento para la fabricación de una cinta de envase (1) de tereftalato de polietileno (PET),
en el que se extruye material PET, con preferencia material de residuos de PET con una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4),
en el que durante la extrusión se realiza una desgasificación del espacio interior (6) de la máquina de extrusión,
en el que el plástico fundido líquido es descargado en forma de tira desde una cabeza de hilatura (13) conectada a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4),
en el que la tira de plástico es enfriada y enderezada a continuación,
caracterizado porque se trabaja con un filtro de tamiz (11) conectado a continuación de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) y porque la presión de la colada en la dirección de transporte se miden delante del filtro de tamiz (11) y detrás del filtro de tamiz (11) y porque de acuerdo con los valores medidos de la presión, se varía la dosificación del material de PET hacia la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) y/o se varía el número de revoluciones de la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4).
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de PET es alimentado a la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) con al menos un tornillo helicoidal de dosificación (3).
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) es conducida subalimentada, con la salvedad de que los pasos de los dos tornillos helicoidales de la máquina de extrusión están rellenos solamente entre el 25 y el 60%, de una manera preferida sólo entre el 30 y el 50% con el material de PET.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se trabaja con una máquina de extrusión de doble tornillo helicoidal (4) con tornillos helicoidales de la máquina de extrusión que giran en el mismo sentido.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la desgasificación del espacio interior (6) de la máquina de extrusión se realiza por medio de al menos una bomba que está conectada en el espacio interior (6) de la máquina de extrusión.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se alimenta al menos una substancia de prolongación de la cadena en el espacio interior (6) de la máquina de extrusión.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque se emplea un derivado de lactama y/o un derivado de oxazol como substancia de prolongación de la cadena.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la colada de PET es alimentada a la cabeza de hilatura (13) con al menos una bomba de colada (12).
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la tira de plástico que sale desde la cabeza de hilatura (13) es refrigerada con la ayuda de un medio fluido, con preferencia en un baño de agua (18).
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