Procedimiento de granulación en hebras.

Procedimiento para producir granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, donde la masa fundida de poliéster es introducida en boquillas

(1) y después, en forma de hebras (2), es suministrada a un dispositivo de granulación (4) con rodillos de alimentación (5), a través de una sección de evacuación (3), caracterizado porque el diámetro d y/ o la longitud 1 de la abertura de la boquilla de las respectivas boquillas (1) son ajustados de manera que la relación l/d cumple con la condición ≤1, y porque las hebras (2) que salen desde las boquillas (1), de forma directa o mediante una zona de aire (8), son puestas en contacto con líquido refrigerante, donde la longitud de la zona de aire (8) es ajustada como máximo a 30 mm.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12177175.

Solicitante: Bühler Thermal Processes AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Sandackerstrasse 24 9245 Oberbüren SUIZA.

Inventor/es: DOLL, ANDREAS, EUSEBIO,Fernando, CULBERT,Brent Allan, MORGANTI,Franziska, BOCZON,JAROSLAW, FENCHEL,SVEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR;... > Fabricación de gránulos (en general B01J; aspectos... > B29B9/06 (en forma de filamentos, p. ej. combinados con la extrusión)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/12 (Matrices, boquillas o hileras de extrusión)

PDF original: ES-2536650_T3.pdf

 

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Procedimiento de granulación en hebras.
Procedimiento de granulación en hebras.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de granulación en hebras La presente invención hace referencia a un procedimiento para producir granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, donde la masa fundida de poliéster es introducida en boquillas y después, en forma de hebras, es suministrada a un dispositivo de granulación con rodillos de alimentación, a través de una sección de evacuación, donde por ejemplo mediante los rodillos de alimentación se ajusta una velocidad de evacuación de la hebra vab.

Los granuladores de hebras correspondientes son conocidos por el solicitante, donde por ejemplo los granuladores de hebra de este tipo se producen y comercializan bajo la denominación del producto Rieter USG 600.

Generalmente, la producción de granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una mezcla fundida de poliéster presenta para los expertos ciertas dificultades que en especial se derivan de las propiedades específicas del material de esos polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros. De este modo, los granulados tienden en particular a adherirse unos a otros en sus superficies en el caso de un calentamiento por encima de la temperatura de transición del estado vítreo del material, lo cual prácticamente impide un procesamiento posterior. Para evitar esa adherencia se realizan por ejemplo costosos pasos de tratamiento térmico para provocar una cristalización de los granulados producidos, donde esos tratamientos térmicos comprenden parcialmente también pasos del procedimiento en los que se utiliza el calor propio que aún se encuentra presente en los granulados. Sin embargo, todos esos métodos son muy costosos y, debido a los procedimientos muy sensibles en cuanto a las regulaciones de temperatura, sólo pueden realizarse además con una gran inversión en cuanto al control y la regulación de la temperatura.

Los procedimientos especiales para producir granulados de polímeros de poliésteres termoplásticos que utilizan materiales con propiedades específicas, como por ejemplo poliésteres con viscosidades reducidas, son también muy costosos y propensos a errores en cuanto a su controlabilidad, en particular por ejemplo en cuanto a la controlabilidad de las propiedades del material. Un procedimiento correspondiente se conoce por ejemplo por la patente europea EP 1 551 609 B1. En dicho documento se describe un procedimiento para producir resinas de poliéster con viscosidad intrínseca muy reducida, donde se utiliza un procedimiento de granulación en hebras convencional empleando un granulador de hebras usual en el comercio. Se describen aquí hebras con baja viscosidad y, de forma correspondiente, con una baja resistencia al fundido. Una distancia reducida entre la salida de la boquilla y la entrada hacia el medio refrigerante sirve para garantizar una estabilidad de las hebras. No se describe en este caso una modificación de la estructura de la superficie, así como un congelamiento de efectos de superficie que se producen a través de una carga mecánica intensa de las hebras en la salida de la boquilla.

Por la solicitud de aplicación de patente alemana DE 28 14 113 se conoce un dispositivo para granular hebras de plástico, en donde se indica un dispositivo de granulación submarino que se encuentra optimizado en cuanto a la conducción del medio refrigerante en el área de su placa de corte y del cuerpo de la boquilla, para garantizar allí la regulación crítica antes mencionada de los rangos de temperatura requeridos.

Por la solicitud de patente WO 03/031133 es conocido el hecho de generar una capa superficial con una densidad elevada de nucleación en los granulados, gracias a lo cual resultan condiciones de procesamiento mejoradas en los procesos térmicos subsiguientes. Sin embargo, para ello debe ajustarse primero un perfil de humedad definido. A continuación, el agua actúa como agente de nucleación en la cristalización, debido a lo cual se produce un granulado completamente semi-cristalino con densidad elevada de nucleación en la superficie. La solicitud de patente alemana DE 19933476 describe una producción similar de una estructura superficial semi-cristalina a través del efecto del agua, donde en este caso también la cristalinidad de la superficie tiene lugar en el transcurso de la cristalización de la totalidad de las hebras y, con ello, de los granulados resultantes. En ambos casos no se menciona un congelamiento de los efectos de superficie o la producción de granulados amorfos con estructura superficial modificada.

En la solicitud DE-43 141 62 C1 se describe un procedimiento para la cristalización directa de PET en un procedimiento de granulación de hebras. Una carga mecánica de las hebras de polímero que salen de la boquilla se describe de forma mínima, así como un congelamiento de eventuales propiedades adquiridas del producto.

En la solicitud DE-197 39 747 A1 se revela un procedimiento según los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 4.

Por lo tanto, hasta el momento no existe ningún procedimiento completamente satisfactorio (y tampoco un dispositivo correspondiente) que, de la forma más sencilla posible y conveniente en cuanto a costes, posibilite la producción de granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, donde dicha producción permita fiablemente un procesamiento posterior. Esto aplica en especial cuando se pretenden caudales de producción muy elevados, puesto que en ese

caso el ajuste de las condiciones térmicas es tanto más difícil, donde además por ejemplo la viscosidad del poliéster, con frecuencia reducida, conduce a que se produzcan problemas, como por ejemplo una rotura de las hebras, la adhesión de las hebras y/o de los granulados o problemas similares.

Por tanto, es objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento y un dispositivo para producir granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, los cuales superen las desventajas del estado del arte y permitan una producción favorable en cuanto a costes y simplificada de los granulados correspondientes, donde éstos puedan ser procesados posteriormente de forma fiable.

De acuerdo con la invención, dicho objeto se alcanzará a través de un procedimiento con las características según la reivindicación 1 ó 4. En las respectivas reivindicaciones dependientes se definen formas de ejecución preferentes.

En el procedimiento acorde a la invención es posible extruir, granular y enfriar por ejemplo polímeros cristalizables o al menos parcialmente cristalizables de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster, donde los granulados no se adhieren con facilidad al ser utilizados posteriormente.

Ejemplos típicos de poliésteres son el tereftalato de polietileno (PET) , el tereftalato de polibutileno (PBT) y el naftalato de polietileno (PEN) , los cuales se emplean como homopolímeros o como copolímeros.

A los polímeros se pueden agregar aditivos. Como aditivos son adecuados por ejemplo catalizadores, colorantes y pigmentos, bloqueadores UV, agentes de procesamiento, estabilizadores, modificadores de impacto, propulsantes de tipo químico y físico, agentes de carga, agentes de nucleación, retardantes de llama, plastificantes, barreras o partículas que mejoran las propiedades mecánicas, cuerpos de refuerzo, como esferas o fibras, así como sustancias reactivas, como por ejemplo absorbedores de oxígeno, absorbedores de acetaldehído o sustancias que contribuyen a un aumento del peso molecular, etc.

Si se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para producir granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, donde la masa fundida de poliéster es introducida en boquillas (1) y después, en forma de hebras (2) , es suministrada a un dispositivo de granulación (4) con rodillos de alimentación (5) , a través de una sección de evacuación (3) , caracterizado porque el diámetro d y/o la longitud 1 de la abertura de la boquilla de las respectivas boquillas (1) son ajustados de manera que la relación l/d cumple con la condición 1, y porque las hebras (2) que salen desde las boquillas (1) , de forma directa o mediante una zona de aire (8) , son puestas en contacto con líquido refrigerante, donde la longitud de la zona de aire (8) es ajustada como máximo a 30 mm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud de la zona de aire (8) se ajusta como máximo a 10 mm, de forma preferente como máximo a 5 mm y de forma aún más preferente como máximo a 2 mm.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la relación l/d cumple con la condición l/d 0, 7, de forma más preferente cumple con la condición l/d 0, 5, y de forma aún más preferente cumple con la condición l/d = 0, 3.

4. Procedimiento para producir granulados de polímeros de poliéster termoplástico o copolímeros a partir de una masa fundida de poliéster utilizando un granulador de hebras, donde la masa fundida de poliéster es introducida en boquillas (1) y después, en forma de hebras (2) , es suministrada a un dispositivo de granulación (4) con rodillos de alimentación (5) , a través de una sección de evacuación (3) , donde las aberturas de las boquillas están diseñadas de manera que directamente antes de la salida de las boquillas tiene lugar un estrechamiento importante de la sección transversal, caracterizado porque una relación de la superficie F en la entrada hacia la perforación de la boquilla, medida en un punto que se encuentra más arriba de la distancia L antes de la salida de la abertura de la boquilla, donde L<8mm, dividida por la superficie f de la abertura de la boquilla de una respectiva boquilla, es ajustada de manera que se cumple con la condición F/f > 3, y porque las hebras que salen desde las boquillas, de forma directa o mediante una zona de aire (8) , son puestas en contacto con líquido refrigerante, donde la longitud de la zona de aire (8) es ajustada como máximo a 30 mm.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la longitud s de la zona de aire (8) se ajusta como máximo a 10 mm, de forma preferente como máximo a 5 mm y de forma aún más preferente como máximo a 2 mm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque la relación F/f cumple con la condición F/f 5, preferentemente cumple con la condición F/f 10 y de forma aún más preferente cumple con la condición F/f 20.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque la distancia L cumple con la condición L<7mm, preferentemente cumple con la condición L<6mm.