PL248661B1 - Sposób wytwarzania poliestrowych opakowań o podwyższonej odporności termicznej przeznaczonych do produktów spożywczych nalewanych na gorąco i/lub przeznaczonych do sterylizacji - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania poliestrowych opakowań o podwyższonej odporności termicznej do produktów nalewanych na gorąco i/lub przeznaczonych do sterylizacji. Sposób polega na tym, że recyklat PET w postaci przemiału lub granulatu lub w postaci mieszanek PET z PET/PE w stanie stałym podgrzewa się w przepływie gorącego powietrza do temperatury 20°C do 80°C pod obniżonym ciśnieniem i/lub w przepływie gazu obojętnego, po czym surowiec po suszeniu kieruje się do głównej wytłaczarki jedno- lub dwuślimakowej i prowadzi wytłaczanie folii w procesie ciągłym z zastosowaniem urządzenia wyposażonego w jedną główną wytłaczarkę i ewentualnie wytłaczarki dodatkowe. Ewentualnie w bloku współwytłaczającym łączy się strumienie stopionego tworzywa pochodzące z wytłaczarki głównej i ewentualnie wytłaczarek dodatkowych w jeden uzyskując układ wielowarstwowy, przy czym ilość recyklatu w folii wielowarstwowej jest większa niż 80%. W drugim etapie schłodzona folia kierowana jest na termoformierkę i w pierwszej kolejności podgrzewana jest w stacji ogrzewania wstępnego do temperatury 50 – 60 C, a następnie w stacji ogrzewania zasadniczego jedną bądź dwoma płytami grzewczymi do temperatury powierzchni arkusza w zakresie od 70 C do 160 C po czym folia formowana jest w gnieździe formy, cały cykl formowania trwa od 2 s do 5 s, i finalnie uformowane opakowanie jest wycinane.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania poliestrowych opakowań o podwyższonej odporności termicznej przeznaczonych do produktów spożywczych nalewanych na gorąco i/lub przeznaczonych do sterylizacji o zakładanej termoodporności w zakresie temp. 80-100°C.

Obecnie nie wytwarza się z poliestrów opakowań do kontaktu z żywnością o podwyższonej odporności termicznej do produktów nalewanych na gorąco oraz/lub przeznaczonych do sterylizacji przed napełnieniem. Produkowane folie do wytwarzania opakowań do produktów nalewanych na gorąco oraz/lub przeznaczonych do sterylizacji są wytwarzane z polipropylenu lub CPET, czyli poliestru o zwiększonej zawartości fazy krystalicznej. Odporność termiczna standardowych opakowań PET wynosi około 60-70°C. Obecnie nie wytwarza się opakowań o podwyższonej odporności termicznej z folii, do produkcji których użyto recyklatów, zwłaszcza recyklatów laminatów. Recykling opakowań z laminatów (np. PET/PE) lub folii współwytłaczanych jest szczególnie utrudniony, ponieważ w materiałach tych łączone są w postaci warstw materiały o różnych właściwościach i różnych zdolnościach przetwórczych. Ponowne przetwórstwo takich materiałów jest zatem utrudnione. Wyroby uzyskane z wymieszania tych materiałów charakteryzują się odmiennymi właściwościam i od ich odpowiedników warstwowych i często nie nadają się do ponownego użycia. Przykładowo laminat PET/PE po zmieleniu i stopieniu staje się blendą dwóch niekompatybilnych materiałów wykazującą odmienne właściwości od właściwości czystych materiałów. Mies zanina taka charakteryzuje się chociażby niską transparentnością/wysokim stopniem zamglenia, co uniemożliwia wykorzystanie takiego odpadu poprodukcyjnego ponownie w produkcji chociażby folii poliestrowych transparentnych. Problem związany z zawracaniem odpadów warstwowych dotyczy zarówno różnych zdolności przetwórczych materiałów wchodzących w ich skład, ale również problemów związanych z przygotowaniem takiego surowca do przetwórstwa, np. suszenia. PET jest tworzywem, które łatwo ulega degradacji hydrolitycznej w warunkach przetwórstwa, dlatego musi być dobrze wysuszony przed przetwórstwem. Temperatura suszenia PET jest znacznie wyższa od temperatury topnienia PE. Dlatego przygotowanie i suszenie surowca PET/PE wymaga opracowania technologii. W przypadku folii litych usuwanie wilgoci może być realizowane w trakcie wytłaczania podłączając do pierwszych stref cylindra pompę wytwarzającą podciśnienie. W przypadku wytłaczania folii spienionych konieczne będzie wysuszenie surowca w niższej temperaturze (tak aby uniknąć sklejania) i tym samym wyposażenie suszarek w układy ułatwiające usuwanie wilgoci w niższych temperaturach pod obniżonym ciśnieniem. Do wytwarzania opakowań o podwyższonej odporności termicznej mogą być stosowane zarówno folie lite, jak i spienione. Opakowania wykonane z folii spienionych w porównaniu do tych wykonanych z folii litych charakteryzują się lepszymi właściwościami termoizolacyjnymi oraz, ze względu na niższą gęstość, zredukowaną masą jednostkową. Przemiał powstający z laminatu PET/PE jest dobrym materiałem do wytworzenia folii do opakowań do produktów nalewanych na gorąco lub gdy wymagana jest sterylizacja, np. dla przemysłu mleczarskiego. W przypadku tej aplikacji zmętnienie folii jest zjawiskiem pożądanym, ponieważ produkty mleczne szybciej starzeją się pod wpływem światła. Efektywne spienianie PET jest możliwe poprzez zastosowanie chemicznych i fizycznych środków spieniających.

Znane są z opisu US 6600143 B2 pojemniki wykonane z polipropylenu, przeznaczone do produktów podgrzewanych w mikrofalówkach, np. do tzw. „gotowych posiłków”. Pojemniki wytworzone są z folii wielowarstwowej, gdzie warstwę wewnętrzną stanowi spieniony polipropylen, a warstwy zewnętrzne polipropylen niespieniony z talkiem. Pojemniki te charakteryzują się dużą odpornością na deformacje oraz odpornością termiczną. Materiały z polipropylenu cechują się jednak niską barierowością dla tlenu w związku z tym w wielu zastosowaniach dodatkowo wprowadza się warstwę zwiększającą barierowość, która jednak utrudnia recykling materiałowy tych opakowań. Ponadto opakowania te nie zawierają w swoim składzie recyklatów.

Znane są z opisu US 2012/0232175 (A1) wyroby wytworzone ze spienionego PET oraz metody ich produkcji. Sposób według wynalazku obejmuje mieszanie tworzywa z fizycznym środkiem spieniającym, który stanowi mieszanina dwutlenku węgla i azotu (w stosunku od 4/1 do 1/1) oraz wytłaczanie arkusza przeznaczonego do termoformowania. Wytworzone wyroby otrzymane są z oryginalnego granulatu PET i charakteryzują się odpornością termiczną do ok. 70°C. Materiały te nie nadają się zatem do produktów nalewanych na gorąco, czy też przeznaczonych do sterylizacji. Przedstawiona metoda produkcji nie wykorzystuje materiałów pochodzących z recyklingu, co czyni produkcję wysokoodpadową.

Opis EP 2081745 (A1) dotyczy sposobu kształtowania termicznego spienionej folii poliestrowej o niskiej krystaliczności w celu wytworzenia pojemnika o podwyższonej odporności termicznej. Sposób obejmuje etapy ogrzewania arkusza spienionego poliestru do temperatury wstępnego kształtowania w kontakcie z jedną płytą grzewczą i schładzanie ogrzanego arkusza spienionego poliestru na nieogrzanym elemencie formy. Uformowane pojemniki otrzymane w ten sposób charakteryzują się odpornością na wysoką temperaturę (ok. 200°C) i są przeznaczone do pakowania dań gotowych podgrzewanych w mikrofalówkach bądź piekarnikach. Opakowania te charakteryzują się podwyższoną odpornością termiczną dzięki transformacji amorficznego PET (APET) w trakcie wytwarzania opakowania w formę częściowo krystaliczną (CPET). Pojemniki tak wytworzone uzyskują podwyższoną odporność termiczną poprzez zwiększenie zawartości fazy krystalicznej, a nie tak jak w wynalazku poprzez wprowadzenie dodatkowych warstw zbudowanych z materiałów o odmiennej od PET strukturze chemicznej. Pojemniki tak wytworzone nie są wykonane ponadto z recyklatów laminatów.

Wynalazek US 2011/0221097 (A1) dotyczy sposobu wytwarzania poliestrowych arkuszy z oryginalnego granulatu PET oraz PET pochodzącego z recyklingu przeznaczonych do formowania pojemników na żywność. Sposób według wynalazku obejmuje dodanie epoksydowych substancji wydłużających łańcuchy polimerowe do płatka PET pochodzącego z recyklingu; załadowanie mieszaniny do ekstrudera; topienie mieszaniny z równoczesnym odgazowywaniem, zwiększaniem masy molowej PET oraz wyłapywaniem produktów ubocznych; koekstruzję PET w formę arkusza, gdzie warstwa wytworzona z PET pochodzącego z recyklingu stanowi warstwę wewnętrzną, natomiast warstwy zewnętrzne stanowi oryginalny PET. Surowiec z recyklingu nie pochodzi z recyklingu laminatów, uzyskana folia nie jest spieniona, a pojemniki z tej folii charakteryzują się odpornością termiczną maksymalnie do 70°C.

Wynalazek EP 0182378 (B1) dotyczy materiałów poliestrowych stosowanych do wytwarzania opakowań o lepszych właściwościach mechanicznych oraz o wyższej barierowości wobec gazów w odniesieniu do analogicznych opakowań otrzymanych z czystego poli(tereftalanu etylenu). Przedstawione materiały wykonane są z poli(tereftalanu etylenu) oraz kopolimeru na bazie poli(izoftalanu etylenu) oraz alifatycznego hydroksykwasu w postaci blendy lub struktury wielowarstwowej. Materiały te nie są wytwarzane w formie spienionej i charakteryzują się niższą odpornością termiczną niż czysty PET, poniżej 70°C, różną w zależności od zawartości poli(izoftalanu etylenu). Dodatkowo w opisanej metodzie nie są wykorzystywane surowce pochodzące z recyklingu.

Wynalazek US 5250333 dotyczy poliestrowych materiałów o podwyższonej odporności termicznej do wytwarzania opakowań przeznaczonych do produktów nalewanych na gorąco wykonanych z poli(tereftalanu etylenu) modyfikowanego alkoholem wielohydroksylowym oraz kwasem 2,6-naftalenodikarboksylowym. Materiały te charakteryzują się odpornością termiczną do ok. 120°C ze względu na wyższą temperaturę zeszklenia kopoliestru w odniesieniu do czystego PET. Opakowania nie są wykonane w formie spienionej oraz z materiałów pochodzących z recyklingu, tym bardziej z recyklingu laminatów.

Wynalazek EP 0390723 (B1) dotyczący sposobu wytwarzania spienionych materiałów, który obejmuje: dostarczanie termoplastycznej żywicy do wytłaczarki i charakteryzuje się tym, że termoplastyczna żywica składa się z od około 94 do około 99% wagowych poli(tereftalanu etylenu) oraz od około 1 do około 6% wagowych poliolefiny; mieszanie gazu obojętnego w stopionej termoplastycznej żywicy w wytłaczarce; wytłaczanie żywicy przez głowicę w celu wytworzenia spienionego amorficznego arkusza o gęstości w zakresie od około 0,4 do około 1 g/cm³ oraz kształtowanie termiczne arkusza w ogrzewanej formie z wytworzeniem finalnego wyrobu. Polietylen dodawany do wytłaczarki w niewielkich ilościach jest w formie oryginalnego granulatu nie jest odzyskiwany z recyklingu laminatów. Podwyższenie odporności termicznej jest uzyskiwane na drodze transformacji APET do CPET, a nie poprzez wprowadzenie dodatkowej warstwy.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania opakowań PET o podwyższonej odporności termicznej wykonanych z folii poliestrowej zawierającej recyklaty (również recyklaty laminatów) i nadającej się do kontaktu z żywnością. Opakowania te mają być przeznaczone do produktów nalewanych na gorąco i/lub przeznaczone do sterylizacji.

Sposób wytwarzania opakowań jest trzyetapowy i składa się z etapu suszenia recyklatów, wytłaczania folii oraz etapu termoformowania. Przygotowano mieszanki surowców o różnej zawartości płatka butelkowego i przemiału o różnych gęstościach nasypowych. Przetesto wano mieszanki przemiał PET/PE/płatek butelkowy PET odpowiednio w proporcjach wagowych 10/90, 20/80, 30/70, 40/60, 50/50, 60/40, 70/30 .80/20, 90/10. W pierwszym etapie recyklaty w postaci przemiału lub granulatu lub w postaci mieszanek o składzie PET do PET/PE 1:9 - 9:1 o lepkości istotnej od 0,6 dl/g do 1,2 dl/g podgrzewa się w podgrzewaczu w przepływie gorącego powietrza do temperatury zbliżonej do temperatury suszenia (20°C do 80°C). Po osiągnięciu zadanej temperatury materiał jest transportowany przez przewód ssący do wieży z dnem przenośnikowym, gdzie przez 1 do 10 godzin, pod obniżonym ciśnieniem od 3 do 12 mbar i/lub w przepływie gazu obojętnego, któr y ułatwia usuwanie wilgoci 2,78-10-8 m³/s/kg - 55,56-10-8 m³/s/kg. W drugim etapie tworzywo kieruje się do głównej wytłaczarki jedno- lub dwuślimakowej i prowadzi wytłaczanie folii w procesie ciągłym z zastosowaniem urządzenia wyposażonego w jedną główną wytłaczarkę i ewentualnie wytłaczarki dodatkowe. Ewentualne dodatkowe wytłaczarki zasilane mogą być uplastycznionym wstępnie tworzywem pierwotnym. Uprzednio przygotowane mieszanki podawane są przez układy dozowania poszczególnych wytłaczarek, uplastyczniane i ujednorodniane wraz z modyfikatorami lepkości, udarności, wypełniaczami, barwnikami, kompatybilizatorami, chemicznymi środkami spieniającymi w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej oraz dodatkowych wytłaczarek, w których kolejne strefy wytłaczarki „A” podgrzewane są do temperatury w zakresie 240-260° C i od 240 do 270° C na wytłaczarce „B” w przypadku folii litych oraz kolejne strefy wytłaczarki „A” podgrzewane są do temperatury w zakresie 240-260°C i od 230 do 260°C na wytłaczarce „B” w przypadku folii spienionych wzrastającej wzdłuż wytłaczarki i poprzez ruch ślimaków przetłaczane jest przez kanały przepływowe, zespół filtrujący wytłaczarek, blok współwytłaczania oraz głowicę wytłaczarską. W bloku współwytłaczającym łączy się strumienie stopionego tworzywa pochodzące z wytłaczarki głównej i wytłaczarek dodatkowych w jeden strumień uzyskując układ wielowarstwowy o różnej strukturze w zależności od zastosowanego wkładu w wyniku czego uzy skuje się układ warstw B, AB lub ABA, przy czym ilość recyklatu w folii wielowarstwowej wynosi do 90%. W trzecim etapie schłodzona folia kierowana jest z rolki lub bezpośrednio z ekstrudera na termoformierkę. Folia w pierwszej kolejności podgrzewana jest w stacji ogrzewania wstępnego do temperatury 50-60°C, a następnie w stacji ogrzewania zasadniczego jedną bądź dwoma płytami grzewczymi do temperatury powier zchni arkusza w zakresie od 70°C do 160°C po czym folia formowana jest w gnieździe formy, a uformowane opakowania są zbierane, cały cykl formowania trwa od 2 s do 5 s.

Proces suszenia korzystnie prowadzi się w suszarce w przepływie gazu obojętnego 5,56-10-8 m³//s/kg surowca.

Jako gaz obojętny korzystnie stosuje się azot i/lub dwutlenek węgla.

Korzystnie folie spienione wytłacza się przy przepływie gazu obojętnego 8,33-10^-5 kg/s 16,67-10^-5 kg/s.

Wychładzanie folii poliestrowej korzystnie prowadzi się na wałku chłodzącym.

Korzystnie jako recyklaty PET i PET/PE stosuje się zużyte butelki i opakowania PET, odpady z procesu ekstruzji, termoformowania, preform butelek i opakowań PET i PET/PE.

Korzystnie jako środki spieniające stosuje się fizyczne i/lub chemiczne środki spieniające.

Jako fizyczne środki spieniające korzystnie stosuje się ciecze o niskich temperaturach wrzenia lub lotne węglowodory lub gazy obojętne.

Jako gazy obojętne w etapie spieniania korzystnie stosuje się dwutlenek węgla lub azot.

Korzystnie wycinanie opakowań odbywa się w stacji formowania lub w osobnej stacji za stacją formowania.

Uzyskane folie charakteryzują się gęstością w zakresie od 0,05 g/cm³ do 1,35 g/cm³ i grubością z zakresu od 0,3 mm do 2 mm. Poliestrowa folia otrzymana według sposobu jest wielowarstwowa. Korzystnie jest stosować jako zewnętrzne warstwy lub zewnętrzną warstwę termoplastyczne warstwy niespienione, ponieważ ułatwiają zgrzewanie z folią górną i/lub umożliwiają zadruk. Warstwy zewnętrzne są nanoszone na drodze współwytłaczania.

Opakowania według wynalazku charakteryzują się podwyższoną odpornością termiczną w porównaniu do opakowań APET. Głównym założeniem tego wynalazku jest uzyskanie opakowań o zbliżonych właściwościach do kontaktu z żywnością z zawartością recyklatów do 90%. Stacja cięcia umieszczona jest w stacji formowania lub w osobnej stacji za stacją formowania. Materiał pozostały po wycięciu opakowań w postaci ażuru zostaje nawinięty na nawijarce w celu jego powtórnego wykorzystania w innych procesach. Uzyskane opakowania mają kształt najczęściej misek, kubków itp.

Przykład 1

Surowiec w postaci mieszanki płatka butelkowego PET i poprodukcyjnego odpadu z procesu termoformowania opakowań PET/PE (40%/60% wagowo) o średniej lepkości istotnej 0,69 dl/g skierowano do podgrzewacza, gdzie w przepływie gorącego powietrza był podgrzewany do temperatury

40°C. W trakcie podgrzewania surowca w jednym podgrzewaczu napełniany jest kolejny podgrzewacz w celu uzyskania ciągłości procesu. Stosowane urządzenie wyposażone jest w trzy podgrzewacze. Po podgrzaniu do zadanej temperatury surowiec był kierowany przez przewód ssący do suszarki z dnem przenośnikowym, gdzie utrzymywany był w temperaturze 40°C, pod ciśnieniem około 10 mbar przez 7 h w przepływie azotu wynoszącym 5,56-10^-8 m³/s/kg surowca, który ułatwia usuwanie wody i lotnych zanieczyszczeń. Surowiec w postaci mieszanki dozowany był następnie w sposób ciągły do głównej wytłaczarki dwuślimakowej (B). Dodatkowo do wytłaczarki głównej dozowany były dodatek barwnika białego SUKANO Tcc S598 zawierający 60% dwutlenku tytanu i 40% PET, w ilości 1% wag. w odniesieniu do masy surowca bazowego. Recyklaty wraz z dodatkiem ulegały uplastycznieniu i ujednorodnieniu w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej. Temperatury poszczególnych stref wytłaczarki głównej były w zakresie od 240 do 270°C. Równocześnie do dodatkowej jednoślimakowej wytłaczarki (A) dozowany był pierwotny granulat kopoliestr u po wstępnym wysuszeniu w 100°C przez 5 h, uplastyczniany i ujednorodniany w zakresie temperatur od 240 do 260°C. W bloku współwytłaczającym następowało łączenie strumieni stopionego tworzywa z poszczególnych wytłaczarek w jeden strumień i uzyskano układ warstw AB, gdzie masa warstwy A stanowiła 10% całkowitej masy folii. W trakcie procesu folia była silikonowana jednostronnie. Uzyskana folia była dwuwarstwowa i charakteryzowała się gęstością 1,33 g/cm³ i grubością 1,0 mm. Folia przekazana została bezpośrednio do szafy komory grzania wstępnego termoformierki, gdzie nastąpiło jej ogrzanie do temperatury 50°C. Ze stacji grzania wstępnego przy pomocy transportu łańcuchowego folia przetransportowana została pomiędzy podgrzane płyty grzewcze stacji grzania zasadniczego. W miarę przesuwu folii nastąpiło jej ogrzanie i uplastycznienie do temperatury powierzchni arkusza w zakresie 120-130°C. Uplastyczniona folia przekazana została w kolejnym kroku na stację formowania, gdzie część arkusza poddana została procesowi termoformowania. Uplastyczniona folia trafia do formy, gdzie z wykorzystaniem sprężonego powietrza oraz mechanicznej pracy stempli nastąpiło wstępne ukształtowanie opakowania, kubeczków o średnicy górnej 95 mm i pojemności 0,2 I. Po zakończeniu etapu formowania otrzymane opakowania przetransportowane zostały do stacji sztaplowania. Cykl formowania trwał 2,6 s.

P rzy kła d 2

Surowiec w postaci mieszanki płatka butelkowego PET i odpadu z procesu termoformowania PET/PE (50%/50% wagowo) o średniej lepkości istotnej 0,7 dl/g skierowano do podgrzewacza, gdzie w przepływie gorącego powietrza był podgrzewany do temperatury 60° C. W trakcie podgrzewania surowca w jednym podgrzewaczu napełniany jest kolejny podgrzewacz w celu uzyskania ciągłości procesu. Stosowane urządzenie wyposażone jest w trzy podgrzewacze. Po podgrzaniu do zadanej temperatury surowiec był kierowany przez przewód ssący do suszarki z dnem przenośnikowym, gdzie utrzymywany był w temperaturze 60°C, pod ciśnieniem około 10 mbar przez 4 h w przepływie azotu wynoszącym 5,56-10^-8 m³/s/kg surowca, który ułatwia usuwanie wody i lotnych zanieczyszczeń. Surowiec w postaci mieszanki dozowany był następnie w sposób ciągły do głównej wytłaczarki dwuślimakowej (B). Dodatkowo do wytłaczarki głównej dozowany był dodatek ba rwnika białego SUKANO Toc S598 w ilości 1,5% wag. w odniesieniu do masy surowca bazowego. Recyklaty wraz z dodatkiem ulegały uplastycznieniu i ujednorodnieniu w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej. Temperatury poszczególnych stref wytłaczarki głównej były w zakresie od 240 do 270°C. Równocześnie do dodatkowej jednoślimakowej wytłaczarki (A) dozowany był pierwotny granulat kopoliestru po wstępnym wysuszeniu w 100°C przez 5 h, uplastyczniany i ujednorodniany w zakresie temperatur od 240 do 260°C. W bloku współwytłaczającym następowało łączenie strumieni stopionego tworzywa z poszczególnych wytłaczarek w jeden strumień i uzyskano układ warstw ABA, gdzie masa warstw A stanowiła 20% całkowitej masy folii. W trakcie procesu folia była silikonowana jednostronnie. Uzyskana folia była trójwarstwowa i charakteryzowała się gęstością 1,31 g/cm³ i grubością 1,0 mm. Folia przekazana została bezpośrednio do szafy komor y grzania wstępnego termoformierki, gdzie nastąpiło jej ogrzanie do temperatury 60°C. Ze stacji grzania wstępnego przy pomocy transportu łańcuchowego folia przetransportowana została pomiędzy podgrzane płyty grzewcze stacji grzania zasadniczego. W miarę przesuwu folii nastąpiło jej ogrzanie i uplastycznienie do temperatury powierzchni arkusza w zakresie 130-140°C. Uplastyczniona folia przekazana została w kolejnym kroku na stację formowania, gdzie część arkusza poddana została procesowi termoformowania. Upl astyczniona folia trafia do formy, gdzie z wykorzystaniem sprężonego powietrza oraz mechanicznej pracy stempli nastąpiło wstępne ukształtowanie opakowania, kubeczków o średnicy górnej 95 mm i pojemności 0,2 I. Po zakończeniu etapu formowania otrzymane opakowania przetransportowane zostały do stacji sztaplowania. Cykl formowania trwał 2,6 s.

Przykład 3

Surowiec w postaci mieszanki płatka butelkowego PET i odpadu z procesu termoformowania PET/PE (60%/40% wagowo) o średniej lepkości istotnej 0,72 dl/g skierowa no do podgrzewacza, gdzie w przepływie gorącego powietrza był podgrzewany do temperatury 80°C. W trakcie podgrzewania surowca w jednym podgrzewaczu napełniany jest kolejny podgrzewacz w celu uzyskania ciągłości procesu. Stosowane urządzenie wyposażone jest w trzy podgrzewacze. Po podgrzaniu do zadanej temperatury surowiec był kierowany przez przewód ssący do suszarki z dnem przenośnikowym, gdzie utrzymywany był w temperaturze 80°C, pod ciśnieniem około 10 mbar przez 2 h w przepływie azotu wynoszącym 27,78-10-8 m³/s/kg surowca, który ułatwia usuwanie wody i lotnych zanieczyszczeń. Surowiec w postaci mieszanki dozowany był następnie w sposób ciągły do głównej wytłaczarki dwuślimakowej (B). Dodatkowo do wytłaczarki głównej dozowane były dodatki takie jak barwnik biały SUKANO Tcc S598 w ilości 1,5% wag. oraz 0,6% wag. chemicznego środka spieniającego BAPET900 (endotermiczny chemiczny środek spieniający, w którego skład wchodzi polimerowy nośnik i związek aktywny generujący pod wpływem podwyższonej temperatury dwutlenek węgla) w odniesieniu do masy surowca bazowego. Recyklaty wraz z dodatkami ulegały uplastycznieniu i ujednorodnieniu w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej. Do wytłaczarki podawano dwutlenek węgla przy przepływie 13,89-10-5 kg/s. Temperatury poszczególnych stref wytłaczarki głównej były w zakresie od 230 do 260°C. Równocześnie do dodatkowej jednoślimakowej wytłaczarki (A) dozowany był pierwotny granulat kopoliestru po wstępnym wysuszeniu w 100°C przez 5 h, uplastyczniany i ujednorodniany w zakresie temperatur od 240 do 260°C. W bloku współwytłaczającym następowało łączenie strumieni stopionego tworzywa z poszczególnych wytłaczarek w jeden strumień i uzyskano układ warstw ABA, gdzie masa warstw A stanowiła 20% całkowitej masy folii. W trakcie procesu folia była silikonowana jednostronnie. Uzyskana folia była trójwarstwowa i charakteryzowała się gęstością 0,91 g/cm³ i grubością 1,4 mm. Folia przekazana została bezpośrednio do szafy komory grzania wstępnego termoformierki, gdzie nastąpiło jej ogrzanie do temperatury 60°C. Ze stacji grzania wstępnego przy pomocy transportu łańcuchowego folia przetransportowana została pomiędzy podgrzane płyty grzewcze stacji grzania zasadniczego. W miarę przesuwu folii nastąpiło jej ogrzanie i uplastycznienie do temperatury powierzchni arkusza w zakresie 130-140°C. Uplastyczniona folia przekazana została w kolejnym kroku na stację formowania, gdzie część arkusza poddana została procesowi termoformowania. Uplastyczniona folia trafia do formy, gdzie z wykorzystaniem sprężonego powietrza oraz mechanicznej pracy stempli nastąpiło wstępne ukształtowanie opakowania, kubeczków o średnicy górnej 95 mm i pojemności 0,2 I. Po zakończeniu etapu formowania otrzymane opakowania przetransportowane zostały do stacji sztaplowania. Cykl formowania trwał 2,7 s.

P rzy kła d 4

Surowiec w postaci mieszanki płatka butelkowego PET i poprodukcyjnego odpadu z procesu termoformowania PET/PE (60%/40% wagowo) o średniej lepkości istotnej 0,72 dl/g skierowano do podgrzewacza, gdzie w przepływie gorącego powietrza był podgrzewany do temperatury 80°C. W trakcie podgrzewania surowca w jednym podgrzewaczu napełniany jest kolejny podgrzewacz w celu uzyskania ciągłości procesu. Stosowane urządzenie wyposażone jest w trzy podgrzewacze. Po podgrzaniu do zadanej temperatury surowiec był kierowany przez przewód ssący do suszarki z dnem przenośnikowym, gdzie utrzymywany był w temperaturze 80°C, pod ciśnieniem około 10 mbar przez 2 h w przepływie azotu wynoszącym 55,56-10-8 m³/s/kg surowca, który ułatwia usuwanie wody i lotnych zanieczyszczeń. Surowiec w postaci mieszanki dozowany był następnie w sposób ciągły do głównej wytłaczarki dwuślimakowej (B). Dodatkowo do wytłaczarki głównej dozowane były dodatki takie jak barwnik biały SUKANO Tcc S598 w ilości 1,5% wag. oraz 0,6% wag. chemicznego środka spieniającego BAPET900 w odniesieniu do masy surowca bazowego. Recyklaty wraz z dodatkami ulegały uplastycznieniu i ujednorodnieniu w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej. Do wytłaczarki podawano dwutlenek węgla przy przepływie 13,89-10-5 kg/s. Temperatury poszczególnych stref wytłaczarki głównej były w zakresie od 230 do 260°C. Równocześnie do dodatkowej jednoślimakowej wytłaczarki (A) dozowany był pierwotny granulat kopoliestru po wstępnym wysuszeniu w 100°C przez 5 h, uplastyczniany i ujednorodniany w zakresie temperatur od 240 do 260°C. W bloku współwytłaczającym następowało łączenie strumieni stopionego tworzywa z poszczególnych wytłaczarek w jeden strumień i uzyskano układ warstw

ABA, gdzie masa warstw A stanowiła 20% całkowitej masy folii. W trakcie procesu folia była silikonowana jednostronnie. Uzyskana folia była trójwarstwowa i charakteryzowała się gęstością 0,93 g/cm³ i grubością 1,6 mm. Folia przekazana została bezpośrednio do szafy komory grzania wstępnego termoformierki, gdzie nastąpiło jej ogrzanie do temperatury 60°C. Ze stacji grzania wstępnego przy pomocy transportu łańcuchowego folia przetransportowana została pomiędzy podgrzane płyty grzewcze stacji grzania zasadniczego. W miarę przesuwu folii nastąpiło jej ogrzanie i uplastycznienie do temperatury powierzchni arkusza w zakresie 130-140°C. Uplastyczniona folia przekazana została w kolejnym kroku na stację formowania, gdzie część arkusza poddana została procesowi termoformowania. Uplastyczniona folia trafia do formy, gdzie z wykorzystaniem sprężonego powietrza oraz mechanicznej pracy stempli nastąpiło wstępne ukształtowanie opakowania, kubeczki o średnicy górnej 95 mm i pojemności 0,4 I. Po zakończeniu etapu formowania otrzymane opakowania przetransportowane zostały do stacji sztaplowania. Cykl formowania trwał 2,9 s.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania poliestrowych opakowań o podwyższonej odporności termicznej do produktów nalewanych na gorąco i/lub przeznaczonych do sterylizacji, znamienny tym, że recyklat poli(tereftalanu)etylenu w postaci przemiału lub granulatu lub w postaci mieszanek poli(tereftalanu)etylenu z mieszanką poli(tereftalanu)etylenu i polietylenu o składzie PET do PET/PE 1:9 - 9:1 o lepkości istotnej od 0,6 dl/g do 1,2 dl/g w stanie stałym podgrzewa się w przepływie gorącego powietrza do temperatury 20°C do 80°C przez 1 do 10 godzin, pod obniżonym ciśnieniem od 3 do 12 mbar i/lub w przepływie gazu obojętnego 2,78-10-8 m³/s/kg - 55,56-10-8 m³//s/kg surowca, surowiec po wysuszeniu kieruje się do głównej wytłaczarki jedno- lub dwuślimakowej i prowadzi wytłaczanie folii w procesie ciągłym z zastosowaniem urządzenia wyposażonego w jedną główną wytłaczarkę i ewentualnie wytłaczarki dodatkowe, przy czym ewentualne dodatkowe wytłaczarki zasilane mogą być uplastycznionym wstępnie tworzywem pierwotnym a uprzednio przygotowane mieszanki podawane są przez układy dozowania poszczególnych wytłaczarek, uplastyczniane i ujednorodniane wraz z modyfikatorami lepkości, udarności, wypełniaczami, barwnikami, kompatybilizatorami, środkami spieniającymi w układzie uplastyczniającym wytłaczarki głównej oraz dodatkowych wytłaczarek, których kolejne strefy podgrzewane są do temperatury w zakresie 235-285°C rosnącej wzdłuż wytłaczarki i poprzez ruch ślimaków przetłaczane są przez kanały przepływowe, zespół filtrujący wytłaczarek, blok współwytłaczania oraz głowicę wytłaczarską, przy czym w bloku współwytłaczającym łączy się strumienie stopionego tworzywa pochodzące z wytłaczarki głównej i wytłaczarek dodatkowych w jeden strumień uzyskując układ wielowarstwowy, przy czym ilość recyklatu w folii wielowarstwowej wynosi do 90%, a ponadto dla otrzymywania folii spienionych wytłaczanie prowadzi się przy przepływie gazu obojętnego 2,78-10^-5 kg/s - 27,78-10^-5 kg/s, po czym w drugim etapie schłodzona folia kierowana jest z rolki lub bezpośrednio z ekstrudera na termoformierkę i w pierwszej kolejności podgrzewana jest w stacji ogrzewania wstępnego do temperatury 5060°C, a następnie w stacji ogrzewania zasadniczego jedną bądź dwoma płytami grzewczymi do temperatury powierzchni arkusza w zakresie od 70°C do 140°C po czym folia formowana jest w gnieździe formy i finalnie uformowane opakowanie jest wycinane.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces suszenia prowadzi się w suszarce w przepływie gazu obojętnego 5,56-10^-8 m³/s/kg surowca.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz obojętny stosuje się azot i/lub dwutlenek węgla.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że folie spienione wytłacza się przy przepływie gazu obojętnego 8,33-10^-5 kg/s - 16,67-10^-5 kg/s.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wychładzanie folii poliestrowej prowadzi się na wałku chłodzącym,

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako recyklaty PET i PET/PE stosuje się zużyte butelki i opakowania PE oraz poprodukcyjne odpady z procesu ekstruzji, termoformowania, preform, butelek i opakowania PET i PET/PE.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środki spieniające stosuje się fizyczne i/lub chemiczne środki spieniające.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako fizyczne środki spieniające stosuje się ciecze o niskich temperaturach wrzenia lub lotne węglowodory lub gazy obojętne.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako gazy obojętne stosuje się dwutlenek węgla lub azot.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wycinanie opakowań odbywa się w stacji formowania lub w osobnej stacji za stacją formowania.