Una pella compartimentada que comprende al menos dos compartimentos (1,

2, 21, 22) caracterizados porque el primer compartimento (2, 22) con el área superficial más grande en contacto con el aire comprende polímero termoplástico contaminado y el segundo compartimento (1, 21) comprende polímero termoplástico no contaminado.

Prioridad y referencias cruzadas

Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº de serie 60/644.613 presentada el 18 de enero de 2005; la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº de serie 60/646.329 presentada el 24 de enero de 2005; la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº de serie 60/677.829 presentada el 5 de mayo de 2005; la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº de serie 60/731.775 presentada el 31 de octubre de 2005, y la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº de serie 60/644.622 presentada el 18 de enero de 2005.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

Esta invención se refiere de manera general a una pella compartimentada multicomponente para incrementar la eficacia de la eliminación de contaminantes, como los contaminantes que se encuentran en poliésteres reciclados después de su consumo.

Técnica relacionada

Es muy conocido el procesamiento después de su consumo del polietilentereftalato reciclado (RPET) para fabricar una variedad de productos útiles para el consumo tales como macetas y postes. Normalmente, el procedimiento de reciclaje utiliza contenedores de poliéster (PET) usados, principalmente polietilentereftalato, tales como contenedores desechados de bebidas carbonatadas, que se recogen, se clasifican, se lavan y se separan de los contaminantes para dar una fuente de RPET relativamente limpia. Adicionalmente, la fabricación de productos moldeados de PET imperfectos o dañados, particularmente botellas moldeadas por soplado usadas para que contengan bienes de consumo, da como resultado una ingente cantidad de desperdicios de PET que los fabricantes de dichos productos desearían poder reutilizar. El RPET producido mediante procedimientos de reciclaje convencional generalmente se encuentra en forma molida o en copos, que posteriormente se somete a un proceso fundido o posteriormente se forman pellas por parte del usuario final.

El RPET siempre se somete a una operación de molienda a fin de conseguir que el material sea más fácil de manipular y procesar. Los equipos de molienda convencionales reducen el RPET a partículas o copos de 9,53 mm aproximadamente (3/8 pulgadas). La molienda se lleva a cabo de manera que se garantice la producción de un tamaño de copo consistente, empleando una malla o tamiz a través del cual debe pasar el material molido que sale de la trituradora. Aunque el equipo convencional de procesamiento en fundido y formación de pellas de copos de RPET está diseñado para manejar copos de 9,53 mm (3/8 pulgadas), también se producen comercialmente algunos materiales de RPET que tienen tamaños de hasta 12,7 mm (1/2 pulgada) y de sólo 6,35 mm (1/4 pulgadas). La densidad aparente de los copos de RPET de 9,53 mm (3/8 pulgadas) generalmente varía entre 352 g/l aproximadamente y 561 g/l aproximadamente (entre 22 y 35 pulgadas por pie cúbico aproximadamente).

De manera similar, las pellas de RPET y PET generalmente se forman con un tamaño uniforme estándar de 3,05 mm aproximadamente (0,12 pulgadas) de diámetro. La densidad aparente de esas pellas generalmente varía entre 801 aproximadamente y 929 g/l aproximadamente (entre 50 y 58 pulgadas por pie cúbico aproximadamente). Normalmente, el equipo de procesamiento en fundido del PET y RPET está diseñado para aceptar pellas que tengan las dimensiones y características físicas anteriormente mencionadas.

El aspecto crítico para conseguir de manera consistente productos finales de alta calidad utilizando RPET es la descontaminación exhaustiva de los copos o pellas de RPET. Se produce una descontaminación significativa durante el lavado y la clasificación de los restos de PET. Las botellas y contenedores de PET que llegan se trituran para formar fragmentos de PET y para eliminar las etiquetas sueltas, la suciedad, y otras partículas extrañas adheridas. Después de eso, la mezcla se clasifica por aire y los fragmentos restantes se lavan en una disolución detergente en caliente para eliminar fragmentos de etiquetas y adhesivos adicionales de los fragmentos de PET. Los fragmentos de PET lavados a continuación se aclaran y se colocan en una serie de baños de flotación donde se eliminan las partículas extrañas más pesadas y más ligeras. A continuación los fragmentos de PET restantes se secan y se venden como copos de RPET. Así, se eliminan del RPET las etiquetas y los pegamentos base, poliolefinas, PVC, papel, vidrio, y metales, todos ellos que afectan adversamente a la calidad y el comportamiento del producto final.

De preocupación reciente son los contaminantes tóxicos que se pueden introducir en una corriente de procesamiento típica de RPET. Ejemplos de dichos contaminantes incluyen pesticidas, disolventes, herbicidas, e hidrocarburos clorados que podrían contaminar el RPET por contacto fortuito inadvertido durante el procesamiento

o el transporte del mismo, o por el reciclaje de botellas y contenedores de PET que se han usado por los consumidores para guardar sustancias tóxicas durante algún periodo de tiempo.

Con respecto a la posibilidad de que pudieran estar contenidos contaminantes tóxicos en RPET diseñado para su uso en contacto con la comida, la FDA de EE.UU. ha fijado protocolos para los niveles de dichos contaminantes en estas aplicaciones, y ha establecido sustitutos y límites de concentración para establecer la eficacia del lavado y los procedimientos de descontaminación posteriores. Debido a que los protocolos de la FDA de EE.UU. requieren que los contaminantes seleccionados estén dentro de la matriz del RPET, el contaminante es extrudido en la fusión del RPET o es introducido en el RPET exponiéndolo al contaminante seleccionado durante dos semanas. A continuación los contaminantes difunden hacia la matriz polimérica de la pared de una botella o un contenedor que posteriormente se recicla. Por consiguiente, un procedimiento de descontaminación eficaz requerirá que el contaminante se extraiga, en parte, de los copos de RPET producidos a partir de las paredes de una botella o un contenedor, a fin de cumplir con el límite requerido de concentración del contaminante.

Existen muchos procedimientos para purificar el RPET de manera que sea adecuado para su reutilización en envases alimentarios. En general, estos procedimientos se pueden clasificar en despolimerización hasta materiales en bruto, despolimerización hasta oligómeros de bajo peso molecular y extracción de medio a elevado peso molecular. La patente de EE.UU. Nº 6.545.061 es un ejemplo de despolimerización hasta materiales en bruto y describe un procedimiento de despolimerización y purificación de polietilentereftalato que comprende: a) la conducción de acetolisis sobre polietilentereftalato reciclable para formar ácido tereftálico y diacetato de etilenglicol; la reacción de dicho ácido tereftálico con metanol para formar dimetiltereftalato; y la reacción de dicho dimetiltereftalato con dicho diacetato de etilenglicol en condiciones de transesterificación y policondensación para formar un producto de polietilentereftalato, dicho producto de polietilentereftalato que tiene unidades de dietilenglicol a una concentración inferior al 1,5% en peso aproximadamente, en base al peso total de dicho producto de polietilentereftalato. La patente de EE.UU. Nº 6.410.607 es un ejemplo de despolimerización hasta oligómeros de bajo peso molecular y describe un procedimiento de despolimerización y purificación que comprende: la puesta en contacto de un poliéster contaminado con una cantidad de un glicol para proporcionar una relación molar superior del 1 aproximadamente a 5 unidades totales de glicol aproximadamente a unidades totales de ácido dicarboxílico a una temperatura entre 150°C aproximadamente y 300°C aproximadamente y a una presión absoluta de 0,5 aproximadamente a 3 bar aproximadamente con agitación en un reactor durante un tiempo suficiente para producir, en el reactor, una capa superior que comprende un contaminante de densidad relativamente baja que flota por encima de una capa inferior que incluye un líquido que comprende un oligómero despolimerizado de dicho poliéster; y la separación, mientras aún está con dicha agitación, de dicha capa superior de dicha capa inferior eliminando dicha capa superior del reactor en una primera corriente y eliminando dicha capa inferior del reactor en una segunda corriente. La deficiencia inherente de los procedimientos de despolimerización son los costes operativos. En todos los casos, el producto resultante se debe repolimerizar en una fase fundida cara a fin de volverse utilizar. Por tanto, existe la necesidad... [Seguir leyendo]

1. Una pella compartimentada que comprende al menos dos compartimentos (1, 2, 21, 22) caracterizados porque el primer compartimento (2, 22) con el área superficial más grande en contacto con el aire comprende polímero termoplástico contaminado y el segundo compartimento (1, 21) comprende polímero termoplástico no contaminado.

2. La pella compartimentada de la reivindicación 1, en el que el polímero termoplástico compartimentado se selecciona del grupo que consiste en polietilentereftalato reciclado y copolímeros de polietilentereftalato reciclado.

3. La pella compartimentada de la reivindicación 2, en el que el polímero termoplástico no contaminado se selecciona del grupo que consiste en polietilentereftalato virgen y copolímeros de polietilentereftalato reciclado.

4. Un procedimiento de purificación de un poliéster después de su consumo que comprende:

la limpieza de trozos triturados de un poliéster después de su consumo para eliminar los contaminantes de su superficie produciendo así trozos de poliéster después de su consumo con la superficie limpia;

la fusión de los trozos de poliéster después de su consumo con la superficie limpia para producir un fundido de poliéster después de su consumo;

la extrusión del fundido de poliéster después de su consumo para reducir la viscosidad intrínseca del fundido de poliéster después de su consumo y eliminar contaminantes adicionales;

caracterizado porque dicho procedimiento comprende la formación de un filamento compartimentado que consiste en al menos dos compartimentos (1, 2, 21, 22) constituidos por el fundido de poliéster después de su consumo y un fundido de poliéster virgen en el que el compartimento exterior (2, 22) próximo al aire consiste en el fundido de poliéster después de su consumo y el compartimento interno (1, 21) consiste en el fundido de poliéster virgen;

la solidificación y la formación de pellas del filamento compartimentado para obtener pellas compartimentadas sólidas; y

la extracción de los contaminantes de las pellas compartimentadas sólidas.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el poliéster después de su consumo supone menos del 35% en peso de la pella compartimentada.

6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que la etapa de extracción comprende el mantenimiento de las pellas compartimentadas en un intervalo de temperaturas entre 150°C y 1°C por debajo del punto de fusión de la pella y la eliminación de los contaminantes de la superficie de la pella.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la etapa de eliminación de los contaminantes de la superficie comprende el mantenimiento de las pellas en un entorno de extracción del vacío.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la etapa de eliminación de los contaminantes de la superficie comprende el paso de vapor sobre las pellas.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el vapor es no reactivo al poliéster después de su consumo en la pella compartimentada.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que el vapor es un gas inerte, o una mezcla de gases inertes.

11. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la etapa de extracción comprende la exposición de las pellas compartimentadas a un líquido que elimina al menos un contaminante.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la poliamida es soluble en el líquido.

13. El procedimiento de la reivindicación 12 en el que el líquido es ácido fórmico o etilenglicol.