拉条造粒方法和装置及其所制备的颗粒制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种使用拉条造粒机由聚酯熔融物制备热塑性聚酯或共聚多酯的聚合物颗粒的方法，将所述聚酯熔融物给料至拉条造粒机的模口，然后当拉条从所述模口离开时用引入辊通过出料段而给料至造粒装置，其中，例如，通过引入辊来设定拉条的移动速度。本发明专利技术还涉及根据本发明专利技术而进行了改进的拉条造粒机以及根据本发明专利技术的方法制备的颗粒，所述拉条造粒机在所述模口和出料斜槽之间设置有淹没装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用拉条造粒机(strand pelletizer)由聚酯熔融物来制备热塑 性聚酯或共聚多酯(copolyester)的聚合物颗粒的方法，其中，将聚酯熔融 物供应给模口 (die orifice),随后通过出料段(discharge section)以拉条 (strand)的形式供应给具有引入辊(draw-inroller)的造粒装置，其中，例 如通过引入辊来调节拉条的移动速度vab。本专利技术还涉及改进的拉条造粒机 以及通过本专利技术的方法而制备的颗粒。
技术介绍
相应的拉条造粒机是已知的，例如由申请人自己制造并销售的这样的拉 条造粒机，例如产品名称为RieterUSG600的拉条造粒机。一般而言，由聚酯熔融物制备热塑性聚酯或共聚多酯的聚合物颗粒使本 领域的技术人员面临着某些难题，特别是由所述热塑性聚酯或共聚多酯特有 的材料性能所引发的难题。例如，如果在该材料的玻璃化转变温度以上进行 加热，那么由此而制备的颗粒具有在它们的表面上聚集的特殊倾向，这致使 进一步的加工实质上是不可能的。为了防止这种聚集，例如进行额外的且复 杂的热处理步骤，以达到使所制成的颗粒结晶的目的，这种热处理有时也包 括加工步骤，其中，利用的是仍然包含在颗粒中的显热(sensible heat)。然 而，所有的这些加工都是非常昂贵的且耗时的，并且特别是由于所述加工步 骤对于温度调节具有很大的敏感性，因此只有在温度控制上投入了大量的费 用的加工才是可行的。而且，使用具有特定的性能的材料(如低粘度聚酯)来制备热塑性聚酯 的聚合物颗粒的特定方法非常昂贵并且耗时，而且关于它们的可控性、特别是例如关于材料性能的可控性是有缺陷倾向的(fault-prone)。相应的方法是 已知的，例如欧洲专利EP 1551609B1，该专利描述了用于制备具有很低的 特性粘度的聚酯树脂的方法，其中，利用的是使用商购得到的拉条造粒机的 本质上为常规的拉条造粒方法。描述了低粘度和相应低的熔体强度的拉条。 模口出口与进入冷却介质的入口之间的很短的距离用于保证所述拉条的稳 定性。对当所述拉条离开模口时，由所述拉条的沉重的机械载荷而引起的表 面结构的变化以及表面效应的冻结没有进行描述。德国专利申请公布DE 2814113公开了一种用于将塑料拉条造粒的装 置，其中，提供了一种水下造粒装置，该水下造粒装置对于切割机(cutter) 和模具盘(die plate)区域内的冷却介质的路径进行了优化，以确保上述必 要温度范围内的关键性调控。从专利申请WO 03/031133可以知道，制备表面层上具有更高的成核密 度的颗粒的结果是下游热加工中的操作条件得到改善。然而，为此目的，首 先需要调节所限定的湿度分布。接着，在结晶过程中使用水作为成核介质， 这通常产生表面上具有更高的成核密度的部分结晶的颗粒。相似的通过水的 作用来制备部分结晶的表面结构在德国专利申请DE 19933476中有描述，其 中，再一次在整个拉条结晶的过程中完成所述表面结晶，并因此由该方法得 到了颗粒。在上述两个例子中，表面效应的冻结或者具有改进的表面结构的 非晶态的颗粒的制备并没有进行描述。因此，就总体而言，目前还没有令人满意的方法(或相应的装置)能够 以尽可能简单且成本效益好的方式使用拉条造粒机由聚酯熔融物来制备热 塑性聚酯或共聚多酯的可靠的可进一步加工的聚合物颗粒。更特别地，对于 期望的最大可能的大规模的生产量，这也是真实存在的，因为，在这种情况 下，热条件的调节是更困难的，而且例如低粘度的聚酯经常出现问题，例如 拉条撕裂、拉条和/或颗粒或类似物的聚集。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供使用拉条造粒机由聚合物熔融物来制备 热塑性聚酯或共聚多酯的聚合物颗粒的方法和装置，该方法和装置克服了现 有技术的缺点并提供了成本效益好并进行了简化的相应的颗粒的生产工艺， 所述颗粒可以简便并可靠地进行进一步的加工。本专利技术的目的是通过具有权利要求1、 8、 10、 12和14的特征的方法以及通过具有权利要求36的特征的拉条造粒机来实现的。本专利技术的颗粒是根 据权利要求31和33来制备的。优选的实施方式在各自的从属权利要求中限 定。对于本专利技术的方法，例如可以将来自于聚酯熔融物的热塑性聚酯或共聚 多酯的可结晶的或至少部分可结晶的聚合物挤出并对该聚合物进行造粒和冷却，而且事实是在进一步使用过程中，所述颗粒不会简单地聚集在一起。聚酯的典型的例子为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁 二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，上述聚酯可以使用均聚物也 可以使用共聚物。可以在聚合物中混合添加剂。合适的添加剂为例如催化剂、染料和颜 料、UV阻隔剂(UVblocker)、加工助剂、稳定剂、冲击韧性改性剂(blow tough modifier)、化学类的或物理类的发泡剂、填料、成核剂、阻燃剂、增 塑剂、改进阻隔性能或机械性能的粒子、增强体(例如球状物或纤维)、 以及反应性物质(例如氧气吸收剂、乙醛吸收剂或提高分子量的物质 (molecular-weight-increasing substance )等)。如果使用发泡剂，必须确保发泡剂不会导致大量的发泡以及因此而产生 的挤出的拉条的膨胀及随后得到的颗粒的膨胀。无论如何，膨胀都应保持在 10%以下，优选5%以下。如果热塑性聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯或它的一种共聚物，则特性粘度应该优选为0.3-1 dl/g，所述特性粘度是在苯酚二氯代苯O: 1)的混合 物中测定的。特别优选特性粘度大于0.4 dl/g、更优选大于0.48 dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯。与上述现有技术形成对照，在现有技术所采用的方法中，复杂的温度控制和/或所采用的设备中拉条/颗粒的湿度分布(moisture profile)的选择性调 节是绝对必要的，其中当所述拉条是由相应的聚酯熔融物制成时，优选使所 述拉条的机械载荷最小化以防止所描述的结果(例如拉条撕裂)或由于挤 出的材料的粘度而产生的负面的影响，例如通过使拉条的膨胀最小化并防止拉条表面的剪切作用，下文描述的本专利技术方法恰是如此，具体地，通过提高机械载荷(例如通过使拉条膨胀和/或产生剪切分布(shearprofile))来 获得挤出的拉条以及由其而制成的颗粒的期望的材料性能和/或表面性能，所 述期望的材料性能和/或表面性能是依靠合适的冷却来"冻结"的，其结果是， 在大规模的生产量下运转的方法中，根据本专利技术而获得的或可获得的所述性 能可以以简单的、有效的且可靠的方式来防止由其所制成颗粒的聚集。根据 本专利技术而可相应获得的材料性能可以在进一步的加工步骤中作为用于使由 此而制成的颗粒结晶的有效成核种子，其中，不必如现有技术的方法所要求 的通过对材料的性能进行复杂的调节(例如粘度)或者通过需要昂贵的且耗时的温度调节以及温度控制的复杂的方法即可实现结晶。通过本专利技术的方法制成的非晶态的颗粒的表面层具有高度的成核结构， 因而在随后的结晶过程中所述颗粒的粘结倾向降低了。根据本专利技术而获得的 材料性能还可以导致所述拉条以及由其而制成的颗粒的表面上和表面以下 具有部分结晶的结构。而且在此情况下，随后的结晶可以采用比现有技术所 惯用的方法更简单的方法来实现。在本专利技术的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用拉条造粒机由聚酯熔融物制备热塑性聚酯或共聚多酯的聚合物颗粒的方法，其中，将所述聚酯熔融物供应给模口并随后以拉条的形式通过出料段而供应给具有引入辊的造粒装置，其中，拉条的移动速度ｖ↓［ａｂ］通过所述引入辊来调节，其特征在于，所述拉条以至少１１０米／分钟的出口速度ｖ↓［ａｕｓ］离开所述模口，其中，将用出口速度ｖ↓［ａｕｓ］除以各个模口的模口开口的面积ｆ而得到的关系式ｖ↓［ａｕｓ］／ｆ调节为满足条件ｖ↓［ａｕｓ］／ｆ≥３０米／（分钟×毫米↑［２］），且其中使如此而从各个模口输出的所述拉条与冷却流体接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J博岑，A德尔，S芬切尔，BA库伯特，F欧塞比奥，F莫尔甘蒂，
申请(专利权)人：立达奥托马蒂克有限公司，布勒公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]