Procedimiento para la producción de gránulos de policondensado cristalizados de manera homogénea.

Procedimiento para la producción continua de un gránulo de policondensado parcialmente cristalino,

que presentalas siguientes etapas:

- producir una masa fundida de policondensado;

- formar gránulos de policondensado y solidificar la masa fundida de policondensado en un medio de enfriamientolíquido, pudiendo tener lugar la formación de los gránulos antes o después de la solidificación;

- separar los gránulos del medio de enfriamiento líquido, en cuanto haya tenido lugar el enfriamiento de los gránulosde policondensado hasta una temperatura promedio, que se encuentra dentro del intervalo de temperatura decristalización del policondensado;

- cristalizar los gránulos en una cámara de tratamiento, guiándose en la cámara de tratamiento el gas de tratamientoa contracorriente con respecto a los gránulos de policondensado,

caracterizado porque

la velocidad de flujo del gas de tratamiento se encuentra por encima del punto de fluidización del gránulo depolicondensado, el gránulo de policondensado en la cámara de tratamiento presenta un espectro de tiempo deresidencia estrecho y porque al menos el 95% del gránulo de policondensado en la cámara de tratamiento presentaun tiempo de residencia mínimo superior al 20% del tiempo de residencia medio

Procedimiento para la producción de gránulos de policondensado cristalizados de manera homogénea

La invención se refiere a un procedimiento para la producción continua de un gránulo de policondensado parcialmente cristalino según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el estado de la técnica se conocen procedimientos, que permiten a partir de policondensados cristalizables fundidos producir mediante enfriamiento, corte y tratamiento térmico gránulos parcialmente cristalinos. Habitualmente el policondensado se enfría hasta una temperatura por debajo de su temperatura de transición vítrea y se calienta de nuevo para la cristalización. Alternativamente, el enfriamiento también puede tener lugar hasta una temperatura de cristalización adecuada, con lo que puede conseguirse a continuación una cristalización sin aporte de calor externo.

(Documento DE 103 49 016, Bruckmann; documento DE 10 2004 015 515, Otto et al.) . Sin embargo, estos procedimientos tienen la desventaja de que no pueden cumplir los requisitos de una calidad de salida homogénea y que puede ajustarse de manera flexible, con respecto a la temperatura y al grado de cristalización. Además es desventajoso que en la región inicial de la zona de cristalización se formen a menudo aglomerados, que no se disgregan completamente en cualquier caso.

Se consigue un mejor control de la temperatura cuando la cristalización de los gránulos aún calientes tiene lugar con una alimentación adicional de un gas de tratamiento en lecho turbulento, tal como se describe en los documentos US 3.544.525 (Balint et al.) o WO 01/12698 (Borer et al.) . El control y la homogeneidad de la cristalización son además insuficientes.

El documento WO 01/12698 (Borer et al.) da a conocer un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 y propone además usar una combinación de lecho de chorro y lecho fluidizado, con lo que puede conseguirse un mejor control y homogeneidad de la cristalización. Sin embargo, existe la desventaja de que deben usarse grandes cantidades de gas de tratamiento, para poder transportar de manera turbulenta los gránulos de policondensado a lo largo de un tramo de tratamiento largo.

En el documento EP-A 0 379 684 se realiza la cristalización de poliésteres que tienden a una fuerte adhesión en un procedimiento continuo, económico, en condiciones de capa turbulenta, usándose dos lechos turbulentos conectados sucesivamente, a través de los que se guía el material de poliéster. Las capas turbulentas conectadas sucesivamente tienen diferentes características. Esto conduce sorprendentemente a un grado de cristalinidad uniforme, aunque siga habiendo un espectro de tiempo de residencia ampliado del material de poliéster en la cámara de tratamiento.

Ante esto, el objetivo de la presente invención es poner a disposición un procedimiento, con el que puedan producirse gránulos de policondensado cristalizados de manera homogénea con temperatura controlada y sin formación de aglomerados de manera sencilla y energéticamente favorable.

El objetivo se soluciona según la reivindicación 1, produciendo una masa fundida de policondensado, conformándola en un medio de enfriamiento líquido para dar gránulos y enfriándola, tras lo cual se transportan los gránulos en el medio de enfriamiento líquido a un dispositivo de separación y se separan del medio de enfriamiento líquido. A continuación se tratan los gránulos en un dispositivo de cristalización con un espectro de tiempo de residencia estrecho a contracorriente con un gas de tratamiento, que hace fluir los gránulos por encima de su velocidad de fluidización.

Según una realización preferida el gas de tratamiento presenta una temperatura, que se encuentra por encima de la temperatura de gránulo media, de lo que resulta la ventaja de que pueden ajustarse los gránulos de policondensado a una temperatura de salida constante y definida.

Los policondensados adecuados comprenden policondensados termoplásticos cristalizables, tales como por ejemplo poliamidas, poliésteres, policarbonatos, polihidroxialcanoatos, polilactidas o sus copolímeros, que se obtienen mediante una reacción de policondensación con la separación de un producto de reacción de bajo peso molecular. A este respecto, la policondensación puede tener lugar directamente entre los monómeros o a través de una etapa intermedia, que se sustituye a continuación por una transesterificación, pudiendo tener lugar la transesterificación a su vez con la separación de un producto de reacción de bajo peso molecular o mediante una polimerización de apertura de anillo. Esencialmente el policondensado así obtenido es lineal, pudiendo generarse una cantidad reducida de ramificaciones.

En el caso de la poliamida se trata a este respecto de un polímero, que se obtiene mediante policondensación a partir de sus monómeros, o bien de un componente de diamina y un componente de ácido dicarboxílico o bien un

monómero bifuncional con un grupo terminal ácido carboxílico y uno amina.

En el caso del poliéster se trata en este sentido de un polímero, que se obtiene mediante policondensación a partir de sus monómeros, un componente de diol y un componente de ácido dicarboxílico. Se utilizan diferentes componentes de diol, en la mayoría de los casos lineales o cíclicos. También pueden utilizarse diferentes componentes de ácido dicarboxílico, en la mayoría de los casos aromáticos. En lugar del ácido dicarboxílico puede utilizarse también su éster dimetílico correspondiente.

Ejemplos típicos de los poliésteres son poli (tereftalato de etileno) (PET) , poli (tereftalato de butileno) (PBT) y poli (naftalato de etileno) (PEN) que se utilizan o bien como homopolímero o bien como copolímeros.

El poli (tereftalato de etileno) se obtiene a partir de sus monómeros, un componente de diol y un componente de ácido dicarboxílico, estando constituidos los componentes de diol como monómero principal por etilenglicol (1, 2 etanodiol) y los componentes de ácido dicarboxílico como monómero principal por ácido tereftálico. Como comonómeros se tienen en cuenta compuestos de diol y ácido carboxílico lineales, cíclicos o aromáticos adicionales. Comonómeros típicos son dietilenglicol (DEG) , ácido isoftálico (IPA) o 1, 4-bishidroximetil-ciclohexano (CHDM) .

En el caso de los polihidroxialcanoatos se trata de polímeros, que se obtienen mediante policondensación a partir de sus monómeros, con la fórmula general HO-CH (R) - (CH2) n-COOH, representando R habitualmente un hidrocarburo alifático con de 1 a 15 átomos de carbono y siendo n = de 1 a 10, habitualmente de 1 a 3. Un ejemplo típico es polihidroxibutirato con R = CH3 y n = 1.

En el caso de las polilactidas (conocidas como polylactic acid, PLA) se trata de polímeros, que pueden obtenerse directamente con separación de agua a partir de ácido láctico o mediante polimerización de apertura de anillo a partir de sus dímeros (lactidas) cíclicos.

En el caso del policondensado puede tratarse de un material nuevo o de un material reciclado. Como material reciclado se designan los polímeros recuperados a partir de procedimientos de producción y procesamiento (postindustriales) o polímeros acumulados y recuperados tras su uso por parte del consumidor (postconsumidor) .

Al polímero se le pueden añadir aditivos. Como aditivos son adecuados por ejemplo catalizadores, colorantes y pigmentos, bloqueadores de UV, adyuvantes de procesamiento, estabilizadores, modificadores de la resistencia al impacto, agentes de espumación de tipo químico y físico, cargas, agentes de nucleación, retardadores de la llama, plastificantes, partículas que mejoran las propiedades mecánicas o de barrera, cuerpos de refuerzo, tales como esferas o fibras, así como sustancias reactivas, tales como por ejemplo absorbedores de oxígeno, absorbedores de acetaldehído o sustancias que aumentan el peso molecular, etc.

La producción de una masa fundida de polímero tiene lugar por medio de aparatos o reactores conocidos en el estado de la técnica. Básicamente se tienen en cuenta reactores de polimerización, en los que se producen polímeros en fase líquida, tales como por ejemplo calderas con agitación, reactores de jaula o reactores de discos, o si no aparatos, en los que se funden polímeros producidos previamente, tales como por ejemplo prensas extrusoras

o amasadoras. La producción de masa fundida... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción continua de un gránulo de policondensado parcialmente cristalino, que presenta las siguientes etapas:

- producir una masa fundida de policondensado;

- formar gránulos de policondensado y solidificar la masa fundida de policondensado en un medio de enfriamiento líquido, pudiendo tener lugar la formación de los gránulos antes o después de la solidificación;

- separar los gránulos del medio de enfriamiento líquido, en cuanto haya tenido lugar el enfriamiento de los gránulos

de policondensado hasta una temperatura promedio, que se encuentra dentro del intervalo de temperatura de 10 cristalización del policondensado;

- cristalizar los gránulos en una cámara de tratamiento, guiándose en la cámara de tratamiento el gas de tratamiento a contracorriente con respecto a los gránulos de policondensado,

caracterizado porque

la velocidad de flujo del gas de tratamiento se encuentra por encima del punto de fluidización del gránulo de

policondensado, el gránulo de policondensado en la cámara de tratamiento presenta un espectro de tiempo de residencia estrecho y porque al menos el 95% del gránulo de policondensado en la cámara de tratamiento presenta un tiempo de residencia mínimo superior al 20% del tiempo de residencia medio.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se alimenta gas de tratamiento con una

temperatura, que se encuentra por encima de la temperatura de entrada media de los gránulos de policondensado 20 en la cámara de tratamiento.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio de enfriamiento líquido puede hacerse circular al menos parcialmente y calentarse.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso del policondensado se trata de poliamida, policarbonato, polihidroxialcanoato, polilactida o poliéster y sus copolímeros y/o sus mezclas.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque en el caso del poliéster se trata de poli (tereftalato de etileno) (PET) , poli (tereftalato de butileno) (PBT) o poli (naftalato de etileno) (PEN) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la velocidad de sedimentación de los gránulos de policondensado en la cámara de tratamiento es superior a 0, 05 m/min.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la velocidad de sedimentación 30 de los gránulos de policondensado en la cámara de tratamiento es superior a 0, 15 m/min.