ES2641638T3

ES2641638T3 - Procedimiento para la fabricación de un material granulado de PET y material granulado de PET

Info

Publication number: ES2641638T3
Application number: ES10805192.1T
Authority: ES
Inventors: Jean Paul Strasser
Original assignee: Sulzer Chemtech AG
Current assignee: Sulzer Chemtech AG
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2030-11-23
Also published as: EP3243867A1; PL2504385T3; WO2011063806A1; EP2504385A1; EP2504385B1

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un material granulado de ftalato de polietileno (PET) que se presenta amorfo después de la granulación, con un grado de cristalización por debajo del 10 %, en el cual se mezcla y se extrude PET fundido con un propelente o una mezcla de propelentes y, dado el caso, aditivos, caracterizado porque la mezcla se introduce a través de un extrusor a una peletizadora bajo agua que comprende un baño de agua, y se granula, siendo la presión en el baño de agua de 3 a 10 bares y siendo su temperatura de 25 °C a 45 °C, de tal modo que el PET después de la granulación se presenta con una densidad de al menos 500 kg/m3.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para la fabricacion de un material granulado de PET y material granulado de PET

La invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de un material granulado de tereftalato de polietileno (PET) que despues de la granulacion se presenta en forma amorfa, con un grado de cristalizacion por debajo de 10 %, en el cual se mezcla material fundido de PET con un propelente o mezcla de propelentes y, dado el caso, con aditivos y se extrude. Ademas, la invencion se refiere a un material granulado de pEt. Un procedimiento de este tipo y un material granulado correspondiente se conocen de la publicacion DE 10 2007 027 543 A1.

El PET es adecuado de manera sobresaliente para procedimientos de reciclaje por lo cual ademas de PET fabricado por primera vez, tambien puede usarse PET reciclado para la fabricacion de diversos productos. Los productos fabricados a partir de PET desempenan un gran papel en el mercado; principalmente en la industria de bebidas y en la industria de embalaje donde se necesitan botellas de peso ligero y pelfculas para embalaje, preferiblemente se usa PET.

En el caso del reciclaje, las botellas de PET y las pelfculas de PET se trituran y el material granulado resultante de esto se usa para la fabricacion de nuevas botellas, laminas o pelfculas. Sin embargo, el material reciclado tambien puede servir para la fabricacion de otras piezas plasticas, por ejemplo PET en forma de laminas espumadas. Debido a la baja densidad del material de PET ya espumado, el material granulado conocido adopta un volumen espedfico relativamente grande, por lo cual se intensifican los costes del almacenamiento y del transporte.

En la publicacion US 6,306,921 B1 se divulga un procedimiento para la fabricacion de un material granulado de poliester, por ejemplo un material granulado de PET el cual al menos ha sido previamente espumado. El poliester se espuma por medio de un extrusor y la hebra espumada se introduce a un granulado de modo que el resultado son piezas de poliester espumado que son cilmdricas o tambien pueden adoptar otras formas, por ejemplo forma de letras. La forma se predetermina por la forma de las aberturas en el cabezal del extrusor. De acuerdo con este estado de la tecnica, el material granulado debe presentar una tasa de cristalizacion de menos de 15 %, preferiblemente menos de 10 %. Material granulado previamente espumado, cilmdrico o que tiene otras formas enteramente irregulares puede dejar brechas o vados desventajosos en el caso de un tratamiento adicional en un aparato moldeador adicional, de modo que la pieza moldeada no llena completamente el espacio o presenta al menos variaciones de densidad notorias. El material al menos previamente espumado presenta siempre todavfa una proporcion de volumen/peso relativamente alta, de modo que su transporte presenta una intensidad en el volumen y en los costes. La tasa de cristalizacion relativamente alta tambien es todavfa desventajosa debido a las temperaturas altas necesitadas por este motivo para el tratamiento adicional modificador de las formas.

De la publicacion WO 94/12564 se conoce un procedimiento para la fabricacion de PET previamente espumado con resistencia alta del material fundido, en el cual se hace pasar un polfmero fundido por un extrusor. En este caso se trata principalmente de lograr valores determinados para la resistencia del material fundido y tasas elevadas de cristalizacion. Por lo tanto, la publicacion WO 94/1256 destaca que el PET convencional tiene una baja resistencia de material fundido por lo cual el PET fundido colapsa facilmente despues de espumarse. Las propiedades mecanicas del PET espumado tambien pueden ser desventajosas, por ejemplo debido a las grandes diferencias en los tamanos de celda y los espesores de pared. A pesar del gran potencial en el mercado, la produccion de PET espumado es particularmente baja tambien por la complejidad de la fabricacion. Se divulga que el polfmero es extrudido en una forma en la que obtiene su forma final mediante espumado. No se divulga de manera expresa una peletizadora.

Con respecto a otros polfmeros distintos de PET, tambien se conocen granulados espumables asf como procedimientos para su fabricacion. De esta manera, la publicacion DE 10 2007 050 681 A1 divulga un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de un material granulado de polfmero, en el cual el polfmero se enfna antes y al final de un dispositivo de un husillo, se mezcla con un propelente y con aditivos en el dispositivo de un husillo y despues del segundo paso de enfriamiento se introduce a un equipo de granulacion el cual tambien puede ser una peletizadora bajo agua. Como posibles polfmeros pueden mencionarse sobre todo poliestireno, polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos, asf como polilactidas y acetatos de celulosa. El PET, que exige una temperatura de tratamiento ostensiblemente superior que los polfmeros mencionados en el estado de la tecnica, no se menciona como una alternativa posible.

La publicacion DE 199 38 008 A1 divulga un procedimiento para la fabricacion de partfculas polimericas expandibles, biodegradables.

Finalmente, en la publicacion EP 1 517 947 B1 se divulga un procedimiento para la fabricacion de un material granulado de poliestireno espumable, en el cual el poliestireno se mezcla con un propelente y aditivos en un extrusor, se enfna y se introduce a una peletizadora bajo agua.

Ahora, el objetivo de la invencion es proporcionar un procedimiento del tipo mencionado al principio, asf como un material granulado de PET, con el cual se proporcione PET en una forma mejorada para el transporte, el almacenamiento y el tratamiento.

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Se logra el objetivo con las caractensticas distintivas de la reivindicacion 1 en un procedimiento del tipo mencionado al principio.

De esta manera, por primera vez se proporciona un material granulado de PET capaz de espumarse. Espumable en este contexto significa que el material granulado no ha experimentado un procedimiento de espumado, o lo ha experimentado en cualquier caso de manera insignificante, es decir que no ha experimentado un proceso de espumado o de espumado previo verdadero. En la presente, un espumado previo del granulado que se considera como insignificante es de al menos 500 kg/m3, preferiblemente de al menos 750 kg/m3, mas preferiblemente de al menos 800 kg/m3. Los materiales granulados del tipo aqu referido presentan un diametro en el intervalo de 0,5 a 2,5 mm.

Esto tiene como consecuencia que el material granulado presenta un peso espedfico comparativamente alto y, por lo tanto, un volumen espedfico bajo. De esta manera pueden ahorrarse capacidades considerables de transporte y almacenamiento. El granulado puede emplearse para procedimientos de seguimiento como espumado previo o fabricacion de piezas moldeadas incluso en plantas ya existentes del estado de la tecnica, principalmente incluso en aquellas para el tratamiento de poliestireno expandible (EPS).

Los parametros de procedimiento incluyen principalmente las temperaturas del bano de agua y las sustancias de partida, es decir del PET, del propelente o de la mezcla de propelente y de los aditivos, o de la mezcla respectivamente definida de las sustancias de partida, el tipo, las cantidades y las proporciones de cantidades de las sustancias de partida y las presiones, principalmente incluso en el bano de agua.

El procedimiento de acuerdo con la invencion tambien puede ejecutarse de tal modo que la temperatura y la presion del bano de agua se seleccionen en la peletizadora bajo agua de tal modo que el material granulado adopte una forma esencialmente esferica, de la cual a su vez puede lograrse un llenado espacial completo con densidad tan uniforme como sea posible en el cuerpo moldeado terminado sin espacios de refuerzo. En tal caso, antes del espumado en una maquina moldeadora, puede proveerse un procedimiento de espumado previo.

El procedimiento de acuerdo con la invencion puede ejecutarse de tal manera que el enfriamiento de la mezcla se efectue en el extrusor.

Tambien puede ser ventajoso emplear en calidad de extrusor un extrusor de doble husillo.

Con respecto al material granulado de PET, el objetivo se logra por la composicion del material granulado de esferas de PET, amorfas y no espumadas previamente, o en cualquier caso espumadas previamente de modo insignificante, gaseadas con un propelente o una mezcla de propelente y por la generacion mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion.

La estructura amorfa y esferica del material granulado tiene ventajas ostensibles para el tratamiento posterior: la forma esferica facilita ostensiblemente la fabricacion de piezas moldeadas sin espacios de refuerzo, asf como densidad tan uniforme como es posible y alta isotropfa. La amorfia del material granulado provoca que las esferas de PET puedan espumarse previamente a ventajosamente bajas temperaturas de ablandamiento de aproximadamente 110 °C a 125 °C. Ademas, las temperaturas de soldadura del material son bajas, incluso en estado espumado. Por amorfo se entiende que el PET en el material granulado no tiene cristalinidad medible o presenta un grado de cristalizacion por debajo de 10 %, ventajosamente por debajo de 5 %.

A continuacion, por medio de un ejemplo se presenta un tipo ventajoso de la realizacion del procedimiento segun la invencion.

A un extrusor se introduce, preferiblemente mediante una dosificacion gravimetrica, en una zona de llenado, un material de partida de PET, de modo opcional conjuntamente con aditivos. Esto puede efectuarse en forma de un material granulado ya existente, por ejemplo de botellas trituradas de PET a temperatura ambiente. Pero el material de partida tambien puede provenir de un reactor de polimerizacion. Tambien puede usarse material de desecho de producciones anteriores de material granulado. En una zona de fusion, el material se funde a aproximadamente 300 °C. Esta temperatura tambien puede regir en la zona de llenado. Se inyecta un propelente o una mezcla de propelentes por medio de un gaseado directo, igualmente a alrededor de 300 °C. Como agentes propelentes pueden considerarse, por ejemplo, CO2, propano, pentano, n-pentano, ciclo-pentano; iso-butano, HFCKW 152A o mezclas de estos en una concentracion de 1,5 % en peso a 12 % en peso. En una zona de mezcla se mezclan a aproximadamente 280 °C, dado el caso, los aditivos necesarios (otros), por ejemplo extensores de cadena. Como extensores de cadena pueden emplearse, por ejemplo, PET MASSPeT 2834nF de POINTPLASTIC srl en una concentracion de 1 % en peso a 4,5 % en peso, de preferencia 1,5 % en peso a 2,5 % en peso. A traves de las zonas de transporte y de enfriamiento, la mezcla de PET- propelente se introduce a una peletizadora bajo agua a 230 °C a 260 °C, preferiblemente a 238 °C a 245 °C. El enfriamiento puede efectuarse en este caso por medio de un refrigerante, por ejemplo aceite, en las ultimas zonas dinamicas del extrusor mismo y/o en los refrigerantes dinamicos o estaticos de material fundido, conectados corriente arriba o corriente abajo.

Despues de su salida del extrusor y, dado el caso, del refrigerante, el PET se introduce a una peletizadora bajo agua. El bano de agua correspondiente tiene una temperatura de 25 °C a 45 °C, por lo cual se enfna bruscamente la

mezcla saliente. La presiones de alrededor de 3 a 10 bares. A causa del enfriamiento brusco, el PET permanece en estado amorfo deseado. La alta presion del agua impide, conjuntamente con la temperatura del bano de agua, un espumado del material granulado.

La presion y la temperatura del bano de agua se ajustan de tal modo que los granulos de PET, gaseados, no 5 espumados, se generan con diametros de 0,5 mm a 2,5, preferiblemente de 0,8 mm a 1,2 mm.

El material granulado de PET fabricado de esta manera puede espumarse para el tratamiento posterior en el sitio de tratamiento, por lo cual se obtienen pellas de PET expandido. Las pellas espumadas previamente pueden tratarse adicionalmente en una moldeadora. En un procedimiento posterior al espumado, se cierran todos los vados entre las pellas, de tal modo que las piezas moldeadas terminadas son esencialmente mtegras. Ademas, de esta manera 10 puede lograrse una estructura de celda uniforme, isotropica por toda la pieza moldeada.

La separacion de la produccion de material granulado del espumado implica una ventaja considerable en costos para el transporte y el almacenamiento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la fabricacion de un material granulado de ftalato de polietileno (PET) que se presenta amorfo despues de la granulacion, con un grado de cristalizacion por debajo del 10 %, en el cual se mezcla y se extrude PET fundido con un propelente o una mezcla de propelentes y, dado el caso, aditivos, caracterizado porque la

5 mezcla se introduce a traves de un extrusor a una peletizadora bajo agua que comprende un bano de agua, y se granula, siendo la presion en el bano de agua de 3 a 10 bares y siendo su temperature de 25 °C a 45 °C, de tal modo que el PET despues de la granulacion se presenta con una densidad de al menos 500 kg/m3.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la temperature de la presion del bano de agua en la peletizadora bajo agua se seleccionan de tal manera que el material granulado adopta esencialmente una

10 forma esferica.
3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la mezcla en el bano de agua se enfna bruscamente.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el enfriamiento de la mezcla se efectua en el extrusor y/o por medio de refrigerantes de material fundido que son estaticos o dinamicos, y

15 estan conectados corriente abajo.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el extrusor es un extrusor de doble husillo.