[发明专利]用于回收聚酯材料的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于回收聚酯材料的方法和装置，所述聚酯材 料优选用于制造食物包装用模塑聚酯体。

背景技术

聚酯材料的回收，例如用过的饮料瓶磨成小片，是已知的。

例如，DE 195 03 055描述了用添加含有磷、钴和/或锰的聚 酯稳定剂的水溶液或悬浮液来熔化磨碎的聚酯废料，以防止在 制造新瓶期间黄化。此方法允许影响聚合度，该聚合度对于随 后仅借助于进一步的复杂工艺步骤的重复利用是绝对必要的。

US 5,503,790公开了一种简单的方法，其中将废聚酯(scrap polyester)薄片和新聚酯(virgin polyester)一起在挤出机中熔化 并成型为一次性制品。此方法不适于制造高级制品如饮料瓶， 例如，因为杂质没有充分地除去，并且产物的粘度过低。

DE 196 43 479描述了在催化剂存在下，借助于乙二醇，完 全分解磨碎的聚对苯二甲酸乙二酯瓶，以下称为“醇解 (glycolysis)”。所得单体BHET必须借助于结晶在其再用于重新 缩聚之前以昂贵的方法来清洁。除了通常的聚酯体系之外，此 方法需要许多复杂的工艺步骤和装置。

US 4,138,374描述了用于回收废聚酯的方法，所述废聚酯 在生产聚酯模塑体期间直接以未混合的形式出现。因此，此废 聚酯不含有通常在已经使用的模塑体中的杂质，其中此类杂质 来自于未适当处理的食物残余、标签或内含物如旧油、油漆残 余等。根据US 4,138,374中给出的方法，因此可将废聚酯直接 添加至最终的缩聚反应器的最终部分(“后缩聚器(finisher)”)，并 在那里与新聚酯混合。在此方法中，特别地省去了废聚酯的醇 解以避免醚化合物如二甘醇的形成。对废聚酯粘度的其它调节 也是不必要的，这是因为生产废品正常地总是恒量。因此，US 4,138,374中给出的方法不适于具有不确定杂质的用过的饮料 瓶和其他类型的废聚酯的回收。

为了回收具有适于食品使用的质量的聚酯，EP 1084171提 议在挤出机中熔化磨碎的废聚酯，以及或者将此熔化物与新聚 酯熔化物混合并将此混合物造粒，或者首先将各类聚酯分别造 粒，然后将两类粒料混合。然后将在每种情况下获得的粒料在 固态缩聚(SSP)步骤中缩聚至所期望的更高的聚合度。为了防止 在SSP期间粒料粘附，在造粒机和SSP之间需要结晶步骤，由此 根据本领域现状，此结晶步骤正常地要求加热粒料至结晶温度， 然后将其冷却，当需要时将其再次加热至SSP温度。

此外，描述于EP 1084171中的方法进一步需要预先复杂的 洗涤步骤以从磨碎的废聚酯中除去杂质。

表述“粒料”和“碎片”在以下中旨在具有相同的意义，因此 同义使用。

WO 2004/106025也描述了用于回收PET废料，特别是磨碎 的PET瓶的方法。将这些仔细洗涤，在挤出机中熔化，在借助 于应用真空气的方法中脱气，然后造粒，在数小时内借助于热 风结晶，然后在真空下以固态后缩合。借助于应用数次真空将 杂质除去。通过将乙二醇添加至脱气挤出机中能够随意地影响 I.V.，由此基于在挤出机出口处的粘度测量调节乙二醇的量。此 外，WO 2004/106025进一步公开了在挤出步骤之前或期间或在 回收工艺末时在新的PET材料中混合的可能性。考虑到设备和 能量，描述于WO 2004/106025中的方法非常昂贵，这是因为脱 气挤出机是昂贵的并且难以控制，用热风的结晶时间需要大的 设备和大量热能，并且在产生真空期间数次应用真空(在挤出机 中和在固态后缩合期间)需要大量能量和用于扩散掉杂质的长 的停留时间。

固态缩聚(SSP)导致I.V.通常增大0.05-0.4dl/g，并导致在 PET(聚对苯二甲酸亚乙酯)中的乙醛含量从约25-100ppm降低 至<1ppm的值。同时，平均粘度增大至这样的程度以致达到对 于相应的应用领域所需要的强度，根据在食品包装的情况下的 需要降低乙醛含量，并且流出的低聚体含量降至最小。此外， 重要的是作为乙烯基酯结合的乙醛，也称为储存乙醛，分解至 这样的点：在使用拉伸吹塑和注拉伸吹塑形成方法将聚酯粒料 加工成包装，特别是聚酯瓶中，在聚酯中仅最小量的乙醛再次 形成。特别地，当将矿泉水装入聚酯瓶中时，聚对苯二甲酸乙 二酯瓶壁应含有低于2ppm的乙醛，或优选甚至低于1ppm的乙 醛。