MÉTODO PARA EL ACONDICIONAMIENTO Y LA CRISTALIZACIÓN DE UN MATERIAL POLIMÉRICO.

Método para el acondicionamiento y la cristalización de un material polimérico La presente invención se refiere a un procedimiento para el acondicionamiento y la cristalización de un material polimérico termoplástico, por lo menos parcialmente amorfo, obtenido mediante solidificación de una masa fundida de polímero. El acondicionamiento de material plástico es conocido. Los documentos US 4.531.308, DE 198 15 120 A1, US 5.011.648 y JP 55 154 113 A describen respectivamente un acondicionamiento de material plástico en forma de granulado a través de un proceso de secado, mientras que los documentos DE 196 15 937 C1 y WO 99/61220 A1 describen respectivamente un acondicionamiento de material plástico en forma de artículo moldeado de forma particular (objeto de uso corriente de poliamida o preforma de tereftalato de polietileno). Los poliésteres tales como tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, etc. se obtienen por síntesis en la masa fundida. El material de poliéster o copoliéster sólido obtenido por solidificación a partir de la masa fundida se presenta principalmente en forma amorfa y se procesa en procedimientos posteriores, tales como moldeo por inyección, extrusión o termoconformado, a efectos de obtener fibras o artículos tales como preformas de botella, modificándose las propiedades del material, por ejemplo la humedad, el peso molecular o la cristalinidad, en procedimientos inter- medios, como por ejemplo granulación, almacenamiento, cristalización, secado o poscondensación en fase sólida, frecuentemente de forma aleatoria o involuntaria y puramente casual. Para llevar a cabo los procedimientos intermedios de una forma mejorada, los materiales de poliéster obtenidos a través de la síntesis en masa fundida o a través de reciclaje por fusión se solidifican en primer lugar como granulado, o también como barras y cintas. En este caso, la transformación en la forma sólida puede llevarse a cabo tras la solidificación del material polimérico, tal como en la granulación para extrusión, o a partir del estado todavía líquido con una solidificación posterior, tal como en un tableteado o en una torre de condensación por pulverización. La solidificación puede tener lugar bajo agua o en un medio gaseoso tal como vapor, aire o nitrógeno. Habitualmente, el almacenamiento del granulado se efectúa en un silo o en sacos sin ningún control de las condiciones, siendo aleatorios el tiempo de espera, la temperatura o la humedad relativa. Durante este periodo, el material de poliéster higroscópico puede absorber humedad o secarse de forma incontrolada en función de las condiciones del entorno. El secado y la poscondensación en fase sólida se llevan a cabo habitualmente de forma continua en un pozo o de forma discontinua en un secador de tambor. Las moléculas volátiles, por ejemplo de agua y etilenglicol, se eliminan del producto en un secador de tambor bajo vacío y en un pozo con un flujo de gas caliente. El secado impide una pérdida de peso molecular por hidrólisis cuando se funde nuevamente el material en una extrusora. La posconden- sación en fase sólida produce mejores propiedades del producto a través de un aumento del peso molecular. Habi- tualmente, el secado y la poscondensación en fase sólida se llevan a cabo a una temperatura superior a aquella a la que el material empieza a cristalizar, lo que comporta una etapa de cristalización. La cristalización tiene lugar a una temperatura superior al punto de transición vítrea, debiéndose mantener el granulado en movimiento a efectos de impedir la adhesión o aglutinación del material. Esto se alcanza a través de un medio, tal como aire, nitrógeno, agua o vapor en un lecho fluido, mediante un agitador mecánico o en un secador de tambor por rotación. En estos procedimientos de cristalización, se ajustan el desarrollo en el tiempo de la temperatura de exposición y la duración de exposición, o el tiempo de permanencia de las pastillas en el cristalizador. La cristalización aumenta el punto de adherencia del material e impide la aglutinación o aglomeración del material en un secado o poscondensación en fase sólida posteriores. El acondicionamiento de plásticos, como por ejemplo los materiales de poliéster, es algo bien conocido. Así, por ejemplo, el DE-196 15 937 C1 describe un procedimiento para el acondicionamiento de piezas de plástico, que son capaces de absorber agua para reducir la fragilidad de estas piezas de plástico, para que en el montaje de una máquina, como por ejemplo un automóvil, no resulten dañadas. La US 4.531.308 así como la DE-108 15 120 A1 describen respectivamente, un método para secar un granulado polimérico, que luego se funde y deforma. La JP 55 154 113 A describe un método, en el cual un granulado de poliéster amorfo se coloca en un tanque con un dispositivo agitador y se mueve por impulso con aire caliente para provocar una cristalización. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que durante una cristalización de este tipo, y a pesar de controlar cuidadosamente la temperatura, puede formarse un aglomerado de varios pellets o gránulos y/o una deformación de los mismos que puede hacer que los pellets revienten en el cristalizador. Se supone que la formación de estos aglomerados y deformaciones durante la cristalización se ve favorecida por unas condiciones inadecuadas durante la formación del granulado y/o por un almacenamiento inadecuado del granulado antes de la cristalización. 2   La presente invención se propone el objetivo de impedir estas aglomeraciones y deformaciones de los pellets de material polimérico termoplástico cristalizable durante una cristalización o cristalización de los pellets. Este objetivo se alcanza, según la reivindicación 1, de manera que el material polimérico termoplástico, al menos parcialmente amorfo, obtenido mediante la solidificación de una masa fundida de polímero, antes de la etapa de cristalización y a una temperatura inferior a la temperatura de cristalización del material polimérico, se somete a una o más etapas de acondicionamiento en las que se ajusta un contenido en humedad controlado y/o un perfil de humedad controlado en el material, de tal modo que el material polimérico al solidificar se transforma en una forma de granulado, forma de cuerda o bien forma de cinta. Al menos una etapa para el acondicionamiento es una etapa para la humectación del material polimérico; y donde el material polimérico se calienta para la etapa de cristalización y la posterior cristalización se realiza en una corriente caliente de gas; y tras la etapa de cristalización tiene lugar una etapa para la poscondensación de las fases sólidas o bien poliadición de las fases sólidas. De acuerdo con la invención cada etapa o fase de acondicionamiento tiene lugar en un medio con un contenido en agua determinado a una temperatura determinada durante un periodo de tiempo determinado, de manera que tiene lugar una etapa de acondicionamiento a una temperatura inferior a la temperatura de cristalización del material polimérico, donde el material polimérico se calienta para la etapa de cristalización. Esto permite una difusión determinada en el material polimérico (humectación) o bien fuera de él (secado). Al final del acondicionamiento se obtiene por tanto una distribución definida de la humedad en el material polimérico. Es ampliamente conocido el hecho de que el agua provoca un efecto de nucleación en poliésteres y polímeros en general, lo que puede influir sobre el comportamiento de cristalización. Concretamente, se ha puesto sorprendente- mente de manifiesto que mediante el ajuste del contenido en humedad y/o del perfil de humedad del material puede influirse significativamente en su posterior cristalización y, con ello, sobre propiedades tales como tendencia a la adherencia o a la deformación. Incluso puede influirse sobre la velocidad de reacción de una posible poscondensación en fase sólida posterior. De este modo, por ejemplo, en las zonas del material polimérico con una humedad más elevada se forman muchos cristales pequeños de forma relativamente rápida, aunque con una velocidad de conden- sación menor en una poscondensación en fase sólida posterior, mientras que en las zonas del material polimérico con una humedad más reducida se forman pocos cristales grandes de forma relativamente lenta, aunque para ello puede contarse con una velocidad de condensación mayor en una poscondensación en fase sólida posterior. El material polimérico puede consistir en un policondensado tal como poliéster o poliamida, como por ejemplo tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno o sus copolímeros, pudiéndose obtener los mismos a partir de material nuevo y/o también a partir de material reciclado. Preferiblemente el material polimérico se utiliza directamente después... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el acondicionamiento de un material polimérico termoplástico, por lo menos parcialmente amorfo, obtenido mediante solidificación de una masa fundida de polímero, sometiéndose el material polimérico, antes de la etapa de cristalización y a una temperatura inferior a la temperatura de cristalización del material po- limérico, a una o diversas etapas de acondicionamiento en las que se ajusta un contenido en humedad controlado y/o un perfil de humedad controlado en el material, que se caracteriza por que durante la solidificación, el material polimérico se transforma en un granulado, en barras o en cintas; al menos una etapa del acondicionamiento es una etapa de humectación del material polimérico; y donde el material polimérico se calienta para la etapa de cristalización y la posterior cristalización del material polimérico tiene lugar en una corriente caliente de gas; y tras la etapa de cristalización se lleva a cabo una etapa de poscondensación de las fases sólidas o de poliadición de las fases sólidas. 2. Método conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza por que el material polimérico consiste en un policondensado como el poliéster o la poliamida. 3. Método conforme a la reivindicación 2, que se caracteriza por que el poliéster consiste en un tereftalato de polietileno, un naftalato de polietileno o en sus copolímeros, obteniéndose los mismos a partir de material nuevo y/o también a partir de material reciclado. 4. Método conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 3, que se caracteriza por que el material polimérico, antes del acondicionamiento, presenta un contenido en humedad no definido y/o un perfil de humedad no definido. 5. Método conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que el acondicionamiento presenta una etapa de presecado. 6. Método conforme a la reivindicación 5, que se caracteriza por que la etapa de presecado se lleva a cabo durante un periodo comprendido entre 0,5 min y 4 h, preferentemente entre 2 min y 30 min, bajo agua o en vapor de agua y bajo condiciones constantes de temperatura y presión, o durante un periodo comprendido entre 15 min y 72 h, preferentemente entre 4 h y 24 h, en gas húmedo y bajo condiciones constantes de temperatura y contenido en humedad 7. Método conforme a la reivindicación 4, que se caracteriza por que por lo menos una de las etapas de acondicionamiento es una etapa de secado del material polimérico. 8. Método conforme a la reivindicación 7, que se caracteriza por que la etapa de presecado se lleva a cabo durante un periodo comprendido entre 1 min y 72 h, preferentemente entre 30 min y 24 h, en flujo de gas seco y bajo condiciones constantes de temperatura y contenido en humedad residual, o bajo vacío y en condiciones constantes de temperatura y presión. 9. Método conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que el el material polimérico se convierte en un granulado tras la solidificación. 10. Método conforme a la reivindicación 9, que se caracteriza por que el material polimérico se convierte en un granulado a partir del estado todavía líquido y se solidifica a continuación. 11. Método conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 3, que se caracteriza por que el material polimérico, antes de la etapa de cristalización, presenta un perfil de humedad inicial definido. 12. Método conforme a la reivindicación 11, que se caracteriza por que el perfil de humedad inicial definido del material polimérico discurre de tal modo que la superficie del material polimérico presenta un contenido en agua más bajo y el centro del mismo presenta un contenido en agua más alto. 13. Método conforme a la reivindicación 11, que se caracteriza por que el perfil de humedad inicial definido del material polimérico discurre de tal modo que el material polimérico presenta un perfil de humedad constante desde la superficie hasta el centro. 14. Método conforme a la reivindicación 11, que se caracteriza por que el perfil de humedad inicial definido del material polimérico discurre de tal modo que la superficie del material polimérico presenta un contenido en agua elevado y el centro presenta un contenido en agua inferior. 7   15. Método conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que las etapas de acondicionamiento se llevan a cabo de forma continúa. 8   9     11