Producción continua de poliéster transparente usando desechos.

Un procedimiento para preparar poliéster de pureza alimentaria que contiene poliéster de desechotransparente,

que comprende: proporcionar continuamente una corriente que contiene oligómeros con un GP de almenos aproximadamente 1,5, alimentar continuamente desecho de poliéster transparente a un extrusor, fundircontinuamente dicho desecho de poliéster transparente en dicho extrusor, extruir continuamente dicho desecho depoliéster fundido en dicha corriente que contiene oligómeros, creando un prepolímero, y polimerizar continuamentedicho prepolímero, produciendo poliéster de pureza alimentaria transparente.

Producción continua de poliéster transparente usando desechos La presente invención es una continuación en parte de la solicitud de patente de EE.UU. U.S.S.N.10/023.629 titulada “Producción de poliéster transparente usando desechos” presentada el 17 de diciembre de 2001 por los mismos inventores y cesionario.

Antecedentes de la invención 1) Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar poliéster que contiene desechos de poliéster transparente adecuado para aplicaciones de pureza alimentaria mediante un procedimiento de despolimerización en equilibrio (“PDE”) novedoso. En particular, la presente invención se refiere a un PDE en el que se despolimeriza poliéster de desecho transparente en un esterificador y se repolimeriza con poliéster virgen. En el procedimiento de despolimerización en equilibrio, se extruye poliéster de desecho transparente en un reactor que contiene una mezcla oligomérica de prepoliéster que tiene un grado de polimerización (GP) de al menos aproximadamente 1, 5. La presente invención satisface o supera los requisitos de la Food and Drug Administration (FDA) para contacto alimentario con poliéster y por tanto es útil en aplicaciones de contacto alimentario, por ejemplo, envases de bebidas y envolturas de película de poliéster.

2) Técnica anterior

Típicamente, el poliéster de desecho tiene usos en campos en que el color no es un problema, por ejemplo como aislamiento textil, acolchado de muebles, relleno de fibra, fibras de alfombra, etc. que posibilitan al usuario reciclar cualquier color o mezcla de colores de poliéster de desecho, y aplicar opcionalmente pigmentos o tintes para enmascarar cualquier color no deseado. En este procedimiento de producción, el poliéster de desecho simplemente se calienta y se vuelve a extruir como poliéster fundido, usando opcionalmente un extrusor ventilado para retirar la humedad, y se filtra para retirar los trozos de metal, papel, etc. Puede añadirse entonces un pigmento o tinte opcional antes de volver a extruir como fibra, por ejemplo. Las aplicaciones en que el color no es un problema usan generalmente poliéster de desecho al 100%.

Es también conocido usar poliéster postproducto de consumo de desecho en aplicaciones de envasado, tales como para bebidas. Estos procedimientos usan reacciones de metanólisis, hidrólisis o glicólisis para despolimerizar el poliéster de desecho hasta el monómero y entonces opcionalmente filtrar y/o purificar el monómero. El monómero puede usarse entonces como materia prima para polimerización con materiales brutos vírgenes, por ejemplo. Todos estos procedimientos requieren etapas o materiales adicionales que conducen a un aumento del coste. Por ejemplo, si el desecho no se purifica, entonces tiene un color inaceptable (excepto en aplicaciones limitadas, porque la industria demanda poliéster claro de modo que el alimento sea claramente visible) . El color inaceptable puede superarse mediante la adición de aditivos compensadores de color.

En un procedimiento de metanólisis de poli (tereftalato de etileno) (PET) , se hace reaccionar PET de desecho con metanol, produciendo los materiales brutos tereftalato de dimetilo (DMT) y etilenglicol. Estos productos de reacción pueden purificarse fácilmente y usarse después de ello para producir poliéster virgen (poliéster formado a partir de sus materiales brutos) . Sin embargo, la mayoría de instalaciones de producción de PET comercial usan ácido tereftálico (TA) en lugar de DMT y por lo tanto se requiere un procesamiento adicional para convertir DMT en TA. El coste del metanol, la purificación de DMT y EG y la conversión de DMT en TA añaden costes al procedimiento.

La hidrólisis de PET es hacer reaccionar PET de desecho con agua para despolimerizar hasta TA y EG. Sin embargo, es conocido que ciertos tipos de contaminantes generalmente presentes en el PET de desecho son muy difíciles y costosos de retirar del TA. Esto añade costes al procedimiento.

La glicólisis de PET es hacer reaccionar PET de desecho con glicol (tal como EG) produciendo el monómero tereftalato de bishidroxietilo (BHET) y otros oligómeros. Este procedimiento tiene ventajas significativas frente a la metanólisis o hidrólisis principalmente porque el BHET puede usarse como material bruto en un procedimiento de producción de poliéster por DMT o TA sin una modificación importante significativa de la instalación de producción. Sin embargo, el BHET debe purificarse para producir poliéster claro y transparente. El coste del glicol y la purificación del BHET se añaden al coste total.

La patente de EE.UU. 2.933.476 de Fisher describe un procedimiento continuo para preparar PET mediante una reacción de intercambio de éster seguida de una reacción de policondensación. En el reactor de intercambio de éster, se hacen reaccionar catalíticamente los materiales brutos DMT y EG produciendo BHET y otros oligómeros de bajo peso molecular. Tras la terminación de la reacción de intercambio de éster, se mezcla de 10 a 30% de PET de desecho en escamas en un mezclador con el BHET y otros oligómeros inferiores. Se filtra entonces la masa fundida completa antes de bombear a un prepolimerizador, seguido de un polimerizador final para la reacción de policondensación. Se filtra el polímero resultante y se bombera a un extrusor para producir película o fibra. El problema que resuelve la patente de Fisher es usar PET de desecho como alimentación variable al procedimiento de

polimerización continua para mantener existencias constantes en los polimerizadores independientes de la demanda de salida. Este procedimiento no añade metanol, agua ni glicol adicionales, pero requiere un tiempo de reacción adicional (el tiempo de residencia del mezclador) y usa desechos no transparentes.

La patente japonesa 10-310.637 de Masao y Toshio da a conocer un procedimiento de producción de poliéster de ácido tereftálico/etilenglicol que incluye alimentar desecho fundido al esterificador junto con los materiales brutos: ácido tereftálico y etilenglicol. Para mantener el color, el contenido de antimonio del desecho debe ser menor de 10 partes por millón y el de fósforo menor de 20 partes por millón, siendo germanio el catalizador preferido. La despolimerización del desecho fundido lleva 1 hora, y se añade el desecho fundido al esterificador con los materiales brutos.

La patente india 158.902 de fecha 11 de febrero de 1987 da a conocer una polimerización por lotes que prepara poliéster usando tereftalato de dimetilo y etilenglicol. Se pone en contacto el desecho con un prepolímero que tiene un GP de 2 a 60. El desecho se añade en forma sólida.

Existe la necesidad en la técnica de proporcionar un procedimiento continuo eficaz y económico que no requiera metanol, agua ni glicol adicionales, que no requiera aditivos compensadores de color, que no requiera etapas de procedimiento adicionales y que no requiera tiempo de reacción adicional necesario para preparar poliéster que contiene poliéster de desecho.

Existe la necesidad en la técnica de producir poliéster transparente que tenga poliéster de desecho en el mismo que sea aplicable para aplicaciones de pureza alimentaria.

Existe la necesidad en la técnica de preparar poliéster claro que tenga hasta un 50% en peso de poliéster de desecho reciclado que sea útil para aplicaciones de pureza alimentaria, y particularmente botellas claras para la industria de las bebidas, en el que el procedimiento de producción no cree color.

Sumario de la invención La presente invención trata de un procedimiento para preparar poliéster que contiene hasta un 50% en peso de poliéster de desecho reciclado transparente. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento continuo que tiene un esterificador y dos o más polimerizadores. El procedimiento de despolimerización en equilibrio de la presente invención no requiere tiempo de reacción adicional más allá del normalmente necesario para producir poliéster virgen. La despolimerización del desecho se controla introduciendo el desecho en el esterificador en forma fundida, en cualquier momento después de que los contenidos del esterificador tengan un GP de más de aproximadamente 1, 5.

En su sentido más amplio, la presente invención se refiere a un procedimiento continuo para preparar poliéster que contiene poliéster de desecho transparente que comprende las etapas de: 1) proporcionar continuamente una corriente que contiene oligómeros que tienen un GP de al menos aproximadamente 1, 5; 2) alimentar continuamente desecho de poliéster transparente a un extrusor; 3) fundir continuamente en dicho extrusor dicho poliéster de desecho; 4) extruir continuamente dicho... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar poliéster de pureza alimentaria que contiene poliéster de desecho transparente, que comprende: proporcionar continuamente una corriente que contiene oligómeros con un GP de al menos aproximadamente 1, 5, alimentar continuamente desecho de poliéster transparente a un extrusor, fundir continuamente dicho desecho de poliéster transparente en dicho extrusor, extruir continuamente dicho desecho de poliéster fundido en dicha corriente que contiene oligómeros, creando un prepolímero, y polimerizar continuamente dicho prepolímero, produciendo poliéster de pureza alimentaria transparente.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho desecho de poliéster es de productos de reciclado postconsumo o de desechos de producción o una combinación de los mismos.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de fusión de dicho desecho de poliéster incluye una etapa de ventilación para ventilar disolventes o algunos productos volátiles de dicho desecho de poliéster fundido.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que dicha ventilación incluye una etapa de vacío.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho poliéster fundido comprende hasta un 50% en peso de dicho poliéster.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye la etapa adicional de filtrar dicho poliéster fundido antes de dicha etapa de extrusión.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho desecho de poliéster se seca antes de la alimentación.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha alimentación se realiza bajo atmósfera de nitrógeno.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de fusión incluye la etapa de añadir glicol a dicho desecho de poliéster fundido.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha corriente que contiene oligómeros es de las etapas tardías de una reacción de esterificación en un solo esterificador.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho desecho que contiene poliéster experimenta polimerización en estado sólido formando un producto.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicho producto experimenta moldeo por inyección hasta una preforma.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho desecho que contiene poliéster experimenta moldeo por inyección hasta una preforma.

14. El procedimiento de la reivindicación 12 o 13, en el que dicha preforma experimenta moldeo por soplado y estirado hasta una botella.