Producción de poliéster.

Un procedimiento de producción de partículas de polímero de poliéster que comprende:

(a) formar partículas de polímero de poliéster a partir de un polímero de poliéster fundido en una zona de formaciónde partículas (130);

(b) con posterioridad a la etapa (a), enfriar rápidamente al menos una porción de dichas partículas mediante elcontacto con un líquido de enfriamiento rápido en una zona de enfriamiento rápido (132);

(c) con posterioridad a la etapa (b), secar al menos una porción de dichas partículas en una zona de secado (134);

(d) con posterioridad a la etapa (c), cristalizar al menos una porción de dichas partículas en una zona decristalización (136), y

(e) con posterioridad a la etapa (d), someter a recocido al menos una porción de dichas partículas en una zona derecocido (138),

caracterizado porque en todos los puntos durante y entre las etapas (b) a (e) la temperatura promedio de la masade partículas se mantuvo por encima de 165 ºC,

más de la mitad del porcentaje global de cristalinidad de las partículas del polímero que abandonan la zona derecocido se obtuvo en la zona de recocido,

dicho polímero de poliéster fundido en la etapa (a) tiene una viscosidad intrínseca (V.It.) en el intervalo de 0,70 dUga 1,20 dUg,

el procedimiento se lleva a cabo en ausencia de una etapa de polimerización en estado sólido y la V.It de dichaspartículas producidas a partir de dicha zona de formación está comprendida en el 5% de la V.It de dichas partículasproducidas a partir de dicha zona de recocido.

Producción de poliéster

Referencias cruzadas con las solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio de las siguientes Solicitudes Provisionales de los Estados Unidos, con Números de Serie 61/033.234, 61/033.239, 61/033.250, 61/033.254, y 61/033.257, todas ellas presentadas el 3 de marzo de 2008. Cada solicitud se incorpora en el presente documento por referencia en su totalidad.

Campo de la invención La presente invención se refiere en general a procedimientos para preparar partículas de polímeros de poliéster. En otro aspecto, la invención se refiere a procedimientos para producir partículas de polietilentereftalato (PET) a partir de un polímero de poliéster fundido.

Normalmente, los polímeros de poliéster están conformados como partículas relativamente pequeñas que se transportan con facilidad y que se pueden procesar a granel para producir una variedad de productos finales que contienen polímeros. En general, los productos finales (por ejemplo, botellas de agua y refrescos, recipientes para alimentos, recipientes para productos de consumo, y similares) se forman mediante fusión de las partículas del polímero y a continuación conformando el polímero fundido a la configuración deseada del producto. Por ejemplo, los recipientes plásticos para bebidas se preparan a menudo fundiendo partículas de polietilentereftalato (PET) en un extrusor, conformando el PET fundido en preformas, y a continuación moldeando por soplado y/o por estiradosoplado las preformas a la forma final.

Los procedimientos tradicionales de particulación de polímeros (PET) incluyen por lo general una etapa de polimerización en estado sólido (es decir, una “policondensación sólida”) próxima al final del procedimiento, en la que las partículas experimentan una polimerización adicional para aumentar la viscosidad intrínseca (V.It) hasta un nivel deseado. Durante la etapa de policondensación sólida, el grado de cristalización y el de las temperaturas de inicio de la fusión de las partículas del polímero también aumentan. Un inconveniente asociado con el procesamiento en policondensación sólida es el equipo de procesamiento adicional requerido para la policondensación sólida de las partículas del polímero y los crecientes costes de capital, funcionamiento, y mantenimiento asociados.

Debido a que los procedimientos de policondensación sólida han sido el procedimiento predominante para preparar partículas de polímero de poliéster durante años, una gran parte del equipo utilizado para preparar los productos finales a partir de las partículas de polímero de poliéster (por ejemplo, extrusores y equipo de moldeo) se diseñan específicamente para manipular briquetas de polímero de poliéster que tienen las características específicas de las partículas de polímero listas para la policondensación sólida.

De esta manera, es deseable desarrollar un procedimiento para producir partículas de polímero de poliéster que supere los problemas asociados a los elevados costes de capital y funcionamiento asociados con los procedimientos de policondensación sólida. En determinadas circunstancias, puede ser también deseable mejorar el procedimiento de producción de partículas para dar como resultado partículas de polímero de poliéster no polimerizadas en estado sólido que se puedan procesar en un equipo de fusión y moldeo convencional sin modificación del equipo. Por tanto, sería deseable tener un procedimiento de particulación que no fuera una policondensación en estado sólido que produzca partículas de polímero de poliéster que tengan características de fusión para producir de forma consistente una calidad similar de las partículas moldeadas, en un equipo de fusión y moldeo convencional sin modificación del equipo, similares a las preparadas a partir de partículas policondensadas en sólido convencionales.

Resumen En una realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento de producción de un polímero de poliéster que comprende: (a) formar partículas de polímero de poliéster a partir de un polímero de poliéster fundido en una zona de formación; (b) posteriormente a la etapa (a) enfriar rápidamente al menos una porción de las partículas mediante el contacto con un líquido de enfriamiento rápido en una zona de enfriamiento rápido; (c) posteriormente a la etapa (b) secar al menos una porción de las partículas en una zona de secado; (d) posteriormente a la etapa (c) , cristalizar al menos una porción de las partículas en una zona de cristalización, y (e) posteriormente a la etapa (d) someter a recocido al menos una porción de las partículas en una zona de recocido, en la que en todos los puntos, durante y entre las etapas (b) a (e) , la temperatura promedio de la masa de las partículas se mantiene por encima de 165 ºC, más de la mitad del porcentaje global de la cristalinidad de las partículas del polímero que abandonan la zona de recocido se obtiene en la zona de cristalización,

dicho polímero de poliéster fundido en la etapa (a) tiene una viscosidad intrínseca (V.It.) en el intervalo de 0, 70 dUg a 1, 20 dUg,

el procedimiento se lleva a cabo en ausencia de una etapa de polimerización en estado sólido y la V.It. de dichas partículas producidas procedentes de dicha zona de formación está comprendida en el 5% de la V.It. de dichas partículas producidas procedentes de dicha zona de recocido.

En otra realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento de producción de un polímero de poliéster que comprende: (a) formar partículas de polímero de poliéster iniciales a partir de un polímero fundido que tenga una viscosidad intrínseca (V.It.) en el intervalo de 0, 70 dl/g a 1, 2 dUg cuando se ha medido a 25 ºC en un disolvente con una relación 60/40 p/p de fenol/ tetracloroetano a una concentración polimérica de 0, 50 g/100 ml, en el que las partículas iniciales comprenden una envoltura y un núcleo, en el que la envoltura es más fría y más cristalina que el núcleo, en el que al menos una porción de la envoltura presenta cristalinidad inducida por la deformación; (b) secar al menos una porción de las partículas iniciales para proporcionar de este modo partículas secas; (c) cristalizar al menos una porción de las partículas secas para proporcionar de este modo partículas cristalizadas que presentan tanto cristalinidad inducida por la deformación como cristalinidad esferulítica; y (d) someter a recocción al menos una porción de las partículas cristalizadas para proporcionar de este modo partículas sometidas a recocción, en las que la temperatura promedio de la masa de las partículas iniciales y de las partículas secas se mantiene por encima de la temperatura de inicio de la fusión (Tom) del núcleo, y en el que dicho polímero fundido comprende un componente ácido carboxílico y un componente hidroxilo, en el que dicho componente ácido carboxílico comprende al menos un 80 por ciento en moles de los de los restos de ácido tereftálico y/o sus derivados, en el que dicho componente hidroxilo comprende al menos un 80 por ciento en moles de restos de etilenglicol.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es un resumen simplificado de las etapas primarias implicadas en un procedimiento para producir un artículo de poliéster que ilustra de forma particular la etapa de producción en fundido, la etapa de producción de partículas, y la etapa de producción del artículo La FIG. 2 es un resumen simplificado de las etapas principales implicadas en la etapa de producción de partículas con policondensación en estado no sólido configurada de acuerdo con una realización de la presente invención, que muestra concretamente las etapas de formación, enfriamiento rápido, secado, cristalización, recocido y enfriamiento de la etapa de producción de partículas.

La FIG. 3 es una representación gráfica esquemática de una configuración específica del equipo capaz de llevar a cabo las etapas de producción de partículas representadas gráficamente en la FIG. 2 de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 4 es una vista lateral de una secadora centrífuga para recibir una suspensión que contiene partículas de polímero de poliéster y un líquido de enfriamiento rápido y separar el líquido de enfriamiento rápido de las partículas.

La FIG. 5 es una vista en sección de la secadora centrífuga de la FIG. 4, que ilustra de forma particular la alimentación tangencial de la suspensión a la secadora en una dirección de descarga generalmente en la dirección de rotación del rotor de la secadora.

Descripción detallada Haciendo referencia en primer lugar a la FIG.1, se ilustra un resumen simplificado de las etapas... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de producción de partículas de polímero de poliéster que comprende:

(a) formar partículas de polímero de poliéster a partir de un polímero de poliéster fundido en una zona de formación de partículas (130) ;

(b) con posterioridad a la etapa (a) , enfriar rápidamente al menos una porción de dichas partículas mediante el contacto con un líquido de enfriamiento rápido en una zona de enfriamiento rápido (132) ;

(c) con posterioridad a la etapa (b) , secar al menos una porción de dichas partículas en una zona de secado (134) ;

(d) con posterioridad a la etapa (c) , cristalizar al menos una porción de dichas partículas en una zona de cristalización (136) , y

(e) con posterioridad a la etapa (d) , someter a recocido al menos una porción de dichas partículas en una zona de recocido (138) ,

caracterizado porque en todos los puntos durante y entre las etapas (b) a (e) la temperatura promedio de la masa de partículas se mantuvo por encima de 165 ºC,

más de la mitad del porcentaje global de cristalinidad de las partículas del polímero que abandonan la zona de recocido se obtuvo en la zona de recocido,

dicho polímero de poliéster fundido en la etapa (a) tiene una viscosidad intrínseca (V.It.) en el intervalo de 0, 70 dUg a 1, 20 dUg,

el procedimiento se lleva a cabo en ausencia de una etapa de polimerización en estado sólido y la V.It de dichas partículas producidas a partir de dicha zona de formación está comprendida en el 5% de la V.It de dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho polímero de poliéster fundido comprende un componente ácido carboxílico y un componente hidroxilo, en el que dicho componente ácido carboxílico comprende al menos un 80 por ciento en moles de restos de ácido tereftálico y/o sus derivados, en el que dicho componente hidroxilo comprende al menos un 80 por ciento en moles de restos de etilenglicol.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido (138) , cuando se han medido en un primer barrido de calentamiento en el DSC, tienen una temperatura del pico de fusión inferior que es mayor de 190 ºC, y un área de la endoterma de fusión mayor que el valor absoluto de 4 J/g.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas (b) y (c) se llevan a cabo en un periodo de tiempo menor de 1 minuto, en el que dichas partículas tienen un tiempo de residencia en dicha zona de cristalización (136) de menos de 20 minutos, y en el que dichas partículas tienen un tiempo de residencia en dicha zona de recocido (138) de entre 1 hora y 24 horas.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas introducidas en dicha zona de cristalización (136) tienen una temperatura promedio de la masa en el intervalo de entre 170 ºC a 210 ºC y en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de cristalización tienen una temperatura promedio de la masa en el intervalo de entre 180 ºC a 220 ºC.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido (138) tienen un grado de cristalinidad menor del 42 por ciento.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se añaden menos de 23, 2 J de calor por gramo (10 BTU por libra) de partículas a dicha zona de cristalización, y en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de cristalización tienen una temperatura promedio de la masa que es al menos 5 ºC mayor que la temperatura promedio de la masa de dichas partículas introducidas en dicha zona de cristalización

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una porción de dicha zona de cristalización (136) se define en un cristalizador agitado mecánicamente.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido (138) comprende una envoltura y un núcleo, en el que dicha envoltura rodea sustancialmente dicho núcleo, en el que al menos una porción de dicho núcleo se ha formado mediante cristalización esferulítica, en el que al menos una porción de dicha envoltura se ha formado mediante cristalización inducida por la deformación, y en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido tienen una forma esferoidal.

10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido (138) comprenden menos de 8 ppm de catalizador de antimonio.

11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la energía térmica total añadida a dicho procedimiento de producción de polímero de poliéster entre las etapas (a) y (d) es menor de 232 J/g (100 BTU/lb) de dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido.

12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido (138) , cuando se midieron en un primer barrido de calentamiento en el DSC, tenían una temperatura de inicio del fundido mayor de 165 ºC, y un área de la endoterma de fusión mayor que la del valor absoluto de 4 J/g.

13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de polímero de poliéster presentan al menos dos picos de fusión y la temperatura inferior del pico de fusión de dichas partículas introducidas en dicha zona de recocido (138) es al menos 10 ºC inferior que la temperatura inferior del pico de fusión de dichas partículas producidas a partir de dicha zona de recocido.

14. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el polímero de poliéster fundido en la etapa (a) tiene una viscosidad intrínseca (V.It.) en el intervalo de 0, 76 dUg a 1, 15 dUg.