专利名称：直接由熔体成型聚酯制件的装置和方法
背景技术：
发明领域本发明涉及一种生产成型聚酯制件的装置和方法。更具体地，本发明涉及一种由连续反应聚酯前体制备的熔体而连续生产成型低乙醛含量的聚酯制件的装置和方法。在一个单独的、完整的、连续的熔体到型模的过程中制备聚酯并形成为有用形状的制件，而没有熔体中间体的固化。
现有技术的描述本领域已知聚酯广泛用于成型物件的制造，例如食品和饮料容器。这些聚酯通常是通过本领域所熟知的间歇式或连续熔体相缩聚反应制备的。然后将聚酯造粒，并用于各种挤出或成型操作中。在熔体相中聚酯的制备和加工，会产生某些副产物。其中之一副产物是乙醛，而且它在成型的食品容器、饮料瓶、水瓶等中的存在是非常有害的。尤其是对味道敏感的饮料来说，例如可乐、啤酒和水，最好是生产其乙醛小于大约10ppm的预型件。达到这样低的乙醛含量是困难的，因为乙醛在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和相似聚合物的聚合和后来的熔体加工中作为副产物不断地产生。
现有技术已经进行多种尝试来降低成型聚酯制件的乙醛含量。三步法已经普遍地应用于提供适用于在使乙醛的存在最小化用途中很重要的聚酯聚合物中。这种方法一般包括通过本领域所熟知的熔体相聚合技术，制备相对低分子量的前体聚合物。该前体的乙醛含量可以根据所选择的反应条件，在从大约30ppm到超过120ppm的范围变化。该前体然后被冷却，形成颗粒，结晶，然后在低温下再进行固相聚合。一般，使用惰性气体从颗粒中除去乙二醇、乙醛和其它的反应副产物，使得在固相方法的终点处，乙醛含量已经降低到低于大约1ppm或更少。为了形成为有用的形状，例如饮料瓶预型件，这样制备的产物必须在第三步被再加热和熔融，该方法一般会导致乙醛含量的提高，从颗粒中的小于1ppm，到成型制件的高达大约5-10ppm或更多。尽管成型加工一般只需要小于1或2分钟来完成，但发生了乙醛的显著增加。
美国专利No.5,597,891描述了一种通过使用惰性气体清除而与熔融聚酯接触，降低熔融PET的乙醛含量到适于直接用于食品包装制件的改进方法。美国专利No.4,734,243描述了一种用于塑料的配置有塑化装置的注射成型机，该装置连续塑化原料并按序给多个注射装置喂料。德国专利DE19505680描述了一种从熔体生产瓶子预型件的方法，其中使惰性气体进入聚酯熔体的连续流体，而使乙醛含量降低到小于10ppm。德国申请DE19503053描述了一种使用常用催化剂从热塑性聚酯直接制备没有产生味道的成型包装。在离开反应器之后，立即将惰性气体分散于聚酯熔体中，并且恰好在成型机前进行真空除气。惰性气体的分散是通过固定式管道混合器，脱气是在真空下用任选的搅拌器在放大管线部或闪蒸容器中完成的。也可以在靠近惰性气体喂料处加入尼龙型乙醛还原剂。日本申请Hei 5-315154描述了一种用于注水、分散、沸腾和除气的方法和装置，因此存在于该聚合物中的挥发物被蒸发除掉了。美国专利No.5,080,845描述了一种从聚合材料中除去低分子量物质的方法，通过在压力下将超临界分离气体混入挤出机中的熔融聚合物中，然后输送该混合物到在降低压力下工作的第二挤出机，其中气体与分离的杂质一起被排出，然后将基本上不含杂质的聚合材料排出。美国专利No.5,459,168描述了一种使用挤出装置以除去低分子量化合物的处理含杂质热塑性聚合物的方法。该挤出装置有加热的外壳，其中有第一低压区，将分离剂加入熔融聚合物的高压区，部分分离剂和低分子量化合物被除去的挤出区；第二低压区，其中剩余的低分子量化合物和分离剂被除去；最终的高压区；挤出机头，由此回收提纯的聚合物。美国专利No.5,597,525描述了一种通过使用排气型注射装置作为省略预先干燥树脂步骤的装置，注射成型聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。该装置没有改进不良的螺杆咬合，甚至当成型材料是未干燥的、未结晶的或结晶的PET时，它能够将一定量的原料随时喂入模塑形状的注射模中，例如用于生产薄壁容器的预型件。该专利讨论的是为了使产生的额外AA为最小，保持熔融聚合物温度在最低值的必要性。迄今已经知道可以使用一种装置和方法，由此熔融聚酯例如PET或类似聚合物可以被连续地制备，并被输送到提纯过量乙醛和其它副产物的装置中，然后由熔体直接成型为低乙醛含量的有用形状的制件，例如饮料瓶预型件。本发明的装置不但省去了传统加工中的昂贵的辅助步骤，例如冷却、切割、干燥、结晶、固相聚合和再熔融，而且生产的有形状的制件还具有低的乙醛含量、好的色泽、由于聚合物分解而导致的分子量的较低损失并免受在传统的成型方法中有时会产生的称之为“气泡”和“不熔物”等的损伤。
技术方案本发明提供一种用于生产成型制件的装置，包括A)挤出机，该挤出机包括a)圆柱形料筒，沿着料筒的内部具有多个逐次接合的区段；至少一根螺杆轴，沿着料筒的内部穿过这些区段；使该轴转动的装置；b)在料筒第一混合区的熔融热塑性聚合物进料口和气体注入部；该第一混合区具有用于在1000-3000psig的压力下混合熔融热塑性聚合物和气体从而形成混合物的装置；c)使混合物流体经过压力降低区到除气区的装置；d)除气区，适于保持负压和具有适于从聚合物中除去气体的真空气体出气口并输送该除气的聚合物到第二混合区；e)具有进料口部的第二混合区，适于混合和输送聚合物到料筒的出料口；f)在料筒出料口处的泵送装置，用于泵送聚合物到成型机构；和B)至少一个与泵装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接受来自于泵送装置的熔融聚合物并由聚合物形成为成型制件。
本发明还提供一种连续生产成型聚酯制件的方法，包括a)在足以生产熔融聚酯均聚物或共聚物料流的条件下，在反应器中反应聚酯均聚物或者共聚物前体；b)在压力大约1000-3000psig下，将熔融聚酯流与对聚酯基本上呈惰性的气流混合，从而形成混合物；c)降低混合物的压力到负压，从而使混合物发泡，然后通过真空从聚酯中分离混合物中的气体；d)将除气的聚酯与乙醛还原剂混合而形成混合物；e)由混合物形成固体成型制件，而没有使聚酯在形成该固体成型制件前固化。
本发明还提供一种用于连续生产成型聚酯制件的方法，包括；
A)在足以生产熔融聚酯均聚物或共聚物料流的条件下，在反应器中反应聚酯均聚物或者共聚物前体；B)提供挤出机，该挤出机包括a)圆柱形料筒，沿着料筒的内部具有多个逐次接合的区段；至少一根螺杆轴，沿着料筒的内部穿过这些区段；使该轴转动的装置；b)在料筒第一混合区的熔融热塑性聚合物进料口和气体注入部；该第一混合区具有用于在1000-3000psig的压力下混合熔融热塑性聚合物和气体从而形成混合物的装置；c)使混合物流体经过压力降低区到除气区的装置；d)除气区，适于保持负压和具有适于从聚合物中除去气体的真空气体出气口并输送该除气的聚合物到第二混合区；e)具有进料口部的第二混合区，适于混合和输送聚合物到料筒的出料口；f)在料筒出料口处的泵送装置，用于泵送聚合物到成型机构；C)连续使熔融聚酯流流入挤出机的第一混合区而没有使聚酯在进入到挤出机前固化，在压力大约1000-3000psig下，将熔融聚酯流与注入的对聚酯基本上呈惰性的气流混合而形成混合物；D)使混合物流经压力降低区到除气区；E)在保持负压的除气区给混合物除气，并通过真空气体放气口从聚合物中除去气体；F)在第二混合区将除气的聚合物与乙醛还原剂混合；G)输送该聚合物到料筒的出料口，并泵送该聚合物从料筒中出去到成型机构中，和H)由聚合物连续形成成型制件。
图的简短说明
图1所示是根据本发明装置的透视图。
优选实施例的详细说明本发明涉及一种从熔融聚合物中除去乙醛的方法和装置，例如聚酯，最具体地，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物，该聚合物接着被直接注射成型而形成具有低乙醛含量(＜10ppm)的制件。
在本发明的实施中，制备聚酯组合物，它可以通过缩合二元酸例如二羧酸或其较低的烷基二酯和乙二醇而生产。在二羧酸及其较低的烷基二酯中，可以被用于形成聚酯的是对苯二酸、间苯二酸、邻苯二酸、萘二甲酸、丁二酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、联苯甲酸、六氢化邻苯二甲酸、和双-p-羧基-苯氧基乙烷。特别有用的萘二甲酸包括2，6-，1，4-，1，5-，或2，7-异构体，也可以使用1，2-，1，3-，1，6-，1，7-，1，8-，2，3-，2，4-，2，5-和/或2，8-异构体。二元酸可以含有大约2-40碳原子，包括间苯二酸、己二酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、二聚物、顺式-或反式-1，4-环己烷二羧酸，萘二甲酸的各种异构体等。优选的二元酸包括对苯二酸、间苯二酸、萘二甲酸、环己烷二羧酸及其混合物。使用的二元酸可以以酸的形式、酸酐的形式或它们的酯例如二甲酯。这些酸和/或其较低烷基二酯中的一种或多种与多种乙二醇中的一种反应，该乙二醇包括具有大约3-10碳原子的乙二醇，包括1，2-亚乙基二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇，1，6-己二醇，二甘醇，1，4-环己二醇，1，4-环己烷二甲醇，新戊二醇等。1，4-环己烷二甲醇可以以顺式或反式的形式或其顺式/反式的混合物。优选的乙二醇包括1，2-亚乙基二醇、1，4-环己烷二甲醇、二甘醇及其混合物。因为一种或多种二酯可以与一种或多种二元醇反应，本发明的聚酯不但限定于均聚酯，还包括混合的聚酯例如共聚酯以及与其它单体的共聚物。
特别是用于该方法中的聚合物包括聚(对苯二酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)和含有可达大约50mole％改性二元酸和/或二元醇的共聚酯。在本发明计划内的聚酯中，优选含有至少大量的聚对苯二甲酸乙二醇酯的那些，最优选含有至少80mol％的对苯二酸和80mol％的1，2-亚乙基二醇的那些，以200mol％为基准。聚对苯二甲酸乙二醇酯是从通过聚合双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯生产的聚合物而形成的，该双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯是通过两种不同方法中的一种本身作为中间体而形成的。生产双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯的一种方法是通过将对苯二甲酸与1，2-亚乙基二醇直接酯化，如美国专利No.3,050,533所述。在该方法中，反应的副产物是水，它可以从反应产物中蒸馏掉。生产双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯的第二种方法是通过将对苯二甲酸的二烷基酯优选对苯二甲酸二甲酯与1，2-亚乙基二醇的酯基转移作用。优选，2摩尔比的1，2-亚乙基二醇与1摩尔比的对苯二甲酸二烷基酯发生反应。更优选，每摩尔比的对苯二甲酸二烷基酯，使用大于2摩尔比的1，2-亚乙基二醇，因为在这些条件下，最初的酯基转移反应发生地更快更完全。酯基转移反应是在高温的条件下进行的。例如，可以使用从反应混合物的大约沸腾温度到高达250℃的温度范围。反应可以在大气压、负压或超大气压下进行。酯基转移反应的副产物是链烷醇。例如，如果使用对苯二甲酸二甲酯的话，就会产生甲醇。然后从反应产物中除去链烷醇。
为了提高反应速率，可以在酯基转移反应中使用多种已知的催化剂。可以使用的一般酯基转移催化剂，包括酚钛、二月桂酸二丁基锡和氧化锑或三乙酸锑，单独或者组合使用，任选地与锌、锰、镁的乙酸盐或苯甲酸盐和/或本领域所熟知的其它这样的催化剂材料。磷和钴化合物也可以任选地从反应的开始存在，或者也可以在加工中的合适时机添加。
中间体双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯产生以后，在能够除去乙二醇或水的条件下，可以在高于1，2-亚乙基二醇或反应混合物沸点的温度通过加热而转化成聚对苯二甲酸乙二醇酯。如果需要的化，该加热可以发生在325℃高的温度。在加热过程中，提供较低压力来快速地蒸馏多余的乙二醇或水。最终的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物其特性粘度可以超过0.3分升/克(在25℃原氯酚中测得)。更优选，该聚合物的特性粘度在大约0.4-1.0分升/克的范围内，在25℃原氯酚中测得。还更优选，用于本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为大约0.5-0.7分升/克，在25℃原氯酚中测得。含有本发明聚合物的该热塑性聚酯的优选熔点在大约200℃-330℃的范围内，或更优选在大约220-290℃，最优选在大约250-275℃。
在聚酯共聚物中适用于共聚单体的是诸如丙烯酸及甲基丙烯酸和芳香族和脂族多元醇的醚、酯和偏酯的组分。这些共聚物的制备在本领域是公知的。
根据成品制件所需的性能的实况，可以使用多种不同的添加剂。这些添加剂可以包括，但不局限于，着色剂、抗氧剂、乙醛还原剂、稳定剂例如uv和热稳定剂、冲击改性剂、聚合催化减活化剂、熔体强度增强剂、链增长剂、抗静电剂、润滑剂、成核剂、溶剂、填料、增塑剂等。
图1所示是根据本发明的常用装置。它包括脱挥发份挤出机2和多个成型机构4和6。该装置的脱挥发份挤出机段是本领域公知的单螺杆或双螺杆型。聚酯前体，优选PET前体是连续反应的逆流，并形成了聚合物熔体。来自逆流加工设备的熔融PET聚合物，通常是缩聚反应器，在吸入喷嘴8处进入装置的脱挥发份挤出机部2的料筒10。在料筒10的内部是一根或多根被传动轮系或电动机14驱动的以固定速度旋转的螺杆12。挤出机2有一系列部件或区段，下文将进行更充分的解释。这些区段的特征在于例如通过变化螺杆12的螺杆根部直径或料筒10的内径及螺杆的外径，作用于聚合物上不同的压力。
聚合物在设置在挤出机第一区段16的吸入喷嘴8进入挤出机。聚合物的温度高于聚合物的熔点，优选高于聚合物熔点最大不超过大约10-20℃。熔融的聚合物可以用挤出机、齿轮泵或其它合适的用于输送粘性流体的泵送装置被泵送到喷嘴8。该熔体可以任选地经过分配体系并列喂料装置(distribution system feeding paralelapparatuses)和任选的聚合物过滤器。聚合物的比浓对数粘度(IhV)通常在大约0.5-1.0的范围内。优选的IhV范围是大约0.7-0.9。此处所使用的术语“IhV”指的是聚合物的比浓对数粘度，是用0.5克的聚合物溶液溶解于100ml的酚(60％体积)和四氯乙烷(40％体积)的混合物中。喷嘴8的喂料管道应该是使停留时间最小(优选＜5分钟)，在没有使壁温过高的情况下保持所需的温度，消除每一个聚合物能够积聚和降解的死腔(dead pocket)，并在剪切最小的条件下输送该聚合物。在区段16将聚合物与惰性(即与聚合物不起反应)气体混合。通过喷嘴18，气体被注入区段16，在压力大约1000-3000psig下，气体和聚合物在区段16混合。本发明范围内的有用气体非唯一地包括氮、二氧化碳、C1-C4的烃、干燥的空气、惰性气体及其混合物。为了后来的除掉，含有的气体量足以使存在于聚合物中的乙醛分离。惰性气体的流动速率一般为大约1.0SCF/lb或聚合物或更少，优选速率大约为0.25SCF/lb或更少。气体注入喷嘴应该设计成使得许多小的、而不是几个大的气泡形成。为分散气体目的的注入喷嘴的设计是本领域公知的。在该区段的螺杆应该设计成使这些气泡进一步破裂，并分散于熔融聚合物中。
聚合物和气体的混合物然后穿过压力降低区20，其中熔融聚合物从高压区经过，即在区段16大约为1000-3000psig，到在除气区22的＜10mmHg，优选＜1mmHg的低压区。在压力降低区20，聚合物的流动用已知的装置来节流，但不局限于此，包括变化流动面积型料筒阀设备，反向泵送螺杆螺纹，或者是固定式流动节流气泡环设备。这些流体节流方法的应用和用途是挤出机设计领域中公知的。
在部分充料和放气的除气区22压力降低的条件下，压力的较低产生了熔体发泡。在区段22，被料筒壁和螺杆界定的敞开区域被认为是通过增加螺杆螺纹的深度或料筒/螺杆直径而扩展的。该区段配置有与真空泵相连的排气喷嘴24，从而使该区段的压力可以保持在压力＜10mmHg，优选＜1mmHg。当熔融聚合物经过节流区段20时，气泡膨胀而产生较低密度的、发泡的聚合物/气体相。在区段20的敞开区域应该是泡状物没有完全充满由料筒壁和螺杆界定的自由空间。一般地，被泡状物充满的自由空间的成分不应超过50-70％。只要一形成，该泡状物就被沿着料筒输送，从而提供足够的时间分离乙醛，使乙醛从熔融聚合物相中逸出而进入气相中，该泡状物在区段22的停留时间一般为1分钟或更少。
压缩区26基本上压缩出任何残留的气泡，从而形成连续的没有气泡的熔融相。当发泡聚合物经过减少了敞开区域的区段26时，发泡聚合物首先充满由料筒壁和螺杆界定的自由空间，然后当自由空间逐渐地变小时，气泡被迫从熔融聚合物中逸出。在该区段的尾部，熔融相聚合物基本上完全充满由螺杆和料筒壁界定的自由空间，并且基本上上是无任何气泡的。
含有挥发乙醛的惰性气体通过喷嘴24中从料筒10中除去。在部分充满料筒的条件下，用于有效地输送发泡熔体和放气的螺杆的设计是挤出机设计领域中公知的。区段26顺流而下的是料筒敞开区域基本上恒定的区段28，熔融聚合物被输送到泵32的吸管处。由于旋转螺杆的泵送动作，区段28的压力稍微提高到大约200-400psig。该区段还配置有加入乙醛还原剂的喷嘴30。向熔体中添加和混合乙醛还原剂作用是清除任何放气螺杆段22顺流而下形成的乙醛。乙醛还原剂一般是作为熔融树脂用喂料齿轮泵来计量的。添加速率一般以＜0.5lb添加剂/100lb聚合物生产力的比例。乙醛还原剂的数量应该是最小化，从而只加入所需清除放气脱挥发份部22顺流而下形成的乙醛的数量。适合的乙醛还原剂包括，但不局限于，聚酰胺例如美国专利Nos.U.S.5,266,413；5,258,233和4,8837,115所公开的那些；聚酰胺酯；尼龙-6和其它脂族聚酰胺例如日本专利申请sho 62182055(1987)所公开的那些；如美国专利4,357,461所公开的乙二胺四乙酸，如美国专利3,250,333所公开的烷氧基化的多元醇，如美国专利4,330,661所公开的双-(4-β-羟基乙氧基苯基)砜，如美国专利5,104,965所公开的沸石化合物；如美国专利4,093,593所公开的5-羟基间苯二酸；如美国专利4,403,090所公开的聚(间苯二甲酸乙二醇酯)，如美国专利4,049,647和4,764,323所公开的超临界二氧化碳和美国专利4,447,595和4,424,337所公开的质子酸催化剂。优选的乙醛还原剂包括聚酰胺酯和脂族聚酯酰胺。螺杆段28应该被设计成添加剂能够与聚合物充分混合。在区段28的停留时间一般为大约20秒钟或更少。用于混入熔融添加剂的螺杆设计是挤出机设计领域中公知的。该螺杆应该被设计成使过量剪切最小化，料筒加热装置和控制应该被设计成使过量的壁温最小化并能够提供均匀的加热。在挤出机中的总停留时间应该不超过总数大约2分钟。
泵32优选是旋转的齿轮泵，安装在区段28的尾部。齿轮泵32的目的是提供足够的压力迫使聚合物通过流道34，该流道通向一个或多个成型机构例如通常用4和6所示的那些。在齿轮泵的出料处的通常压力应该是在大约1000-3000psig的范围内。在脱挥发份挤出机尾部用齿轮泵代替螺杆泵送区段的作用是具有降低停留时间和较低的聚合物剪切热的优点。而且，泵送速率能够保持均匀，而没有改变螺杆速度，其通常应该以恒定的速度操作并被设置成保持良好的发泡和高的脱挥发乙醛的效率。
离开齿轮泵32的聚合物流经流道34，通过关闭阀36和37并连续泵送熔体交替充满成型机构4和6的两个储料器38，这样填充和贮存一个用注射器注入与之相连的模具40的注射。从齿轮泵32的流道34放聚合物进入储料器38，因此聚合物的停留时间最小，优选大约30秒钟或更少。流道34优选均匀地加热并保持温度不超过聚合物熔融的温度不大于大约20℃，并被设计成没有聚合物存料和降解的死腔。在通道46排料的放泄阀44的包含体最好用在开始运行、关闭和加工过程的失常中。
在给成型机构6的储料器38装料的过程中，关闭阀36开启而与成型机构4相连的关闭阀37则关闭。而且，到模具的关闭阀48也是关闭的。在装料中，柱塞式活塞42由于齿轮泵产生的压力而退回，因此扩大了储料器38。在储料器38中储存完一个完整的注射的情况下，通向成型机构6的关闭阀36闭合，而与成型机构4相连的关闭阀开启，因此引导聚合物流体开始给成型机构4的储料器38充料。在关闭阀36闭合的情况下，通向成型机构6的关闭阀48开启，在来自液压注射单元50的液压下注射柱塞前移，将熔融聚合物注入模具40中。柱塞在前面位置停留一小段时间时，一般小于大约10秒钟，阀48保持开启而能够冷却和固化模具中的聚合物。在这段时间过去以后，阀48关闭。在一般为大约5-15秒钟的辅模冷却时间过去之后，机构6的模具被定位装置52打开，顶出成型元件，闭模，使用液压使模具保持在关闭位置。在成型机构6的注射、模具冷却和元件顶出的过程中，储料器38的充料和柱塞式活塞的退回在成型机构4进行。在成型机构4储存完一个完整注射的情况下，关闭阀37闭合而关闭阀36在重打开的位置。如对于成型机构6的描述，注射、模具冷却和元件的顶出在成型机构4进行，而成型机构6的储料器进行再充料。与成型机械相连的中心控制器使上述所有的步骤程序化。设计和操作模具、液压定位和注射柱塞的详情是成型机械设计中公知的。
该装置提供了在一个紧凑单元中的容量来接收一般从最终的聚合反应器中排出的熔融聚酯的连续流体，使用惰性气体发泡和除气有效地排除乙醛到低含量，有效地清除残余的乙醛，并且快速模塑成型制件。在最终成型制件中的乙醛浓度一般小于5ppm，优选小于3ppm。
权利要求
1.一种用于生产成型制件的装置，包括A)挤出机，该挤出机包括a)圆柱形料筒，沿着料筒的内部具有多个逐次接合的区；至少一根螺杆轴，沿着料筒的内部穿过这些区；以及使该轴转动的装置；b)在料筒第一混合区的熔融热塑性聚合物进料口和气体注入部；该第一混合区具有用于在1000-3000psig的压力下混合熔融热塑性聚合物和气体从而形成混合物的装置；c)使混合物流体经过压力降低区到除气区的装置；d)除气区，适于保持负压和具有适于从聚合物中除去气体的真空气体出气口，并输送该除气的聚合物到第二混合区；e)具有进料口部的第二混合区，适于混合和输送聚合物到料筒的出料口；f)在料筒出料口处的泵送装置，用于泵送聚合物到成型机构；和B)至少一个与泵送装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接受来自于泵送装置的熔融聚合物并由聚合物形成为成型制件。
2.按权利要求1的装置，其中泵送装置包括安装在料筒出料口的齿轮泵。
3.按权利要求1的装置，还包括位于泵送装置和每一成型机构之间的流体控制阀。
4.按权利要求1的装置，包括多个与泵送装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接受来自于泵送装置的熔融聚合物并由聚合物形成为成型制件。
5.按权利要求1的装置，其中每一成型机构包括一模具；用于接收来自泵送装置的熔融聚合物的储料器；用于将来自储料器的熔融聚合物注射入模具的柱塞。
6.按权利要求5的装置，还包括位于储料器和模具之间的流体控制阀。
7.按如权利要求1的装置，包括多个与泵送装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接收来自泵送装置的熔融聚合物并由聚合物形成为成型制件，其中泵送装置包括安装在料筒出料口的齿轮泵；多个流体控制阀，一个流体控制阀位于泵送装置和一个成型机构之间；其中每一个成型机构包括模具、用于接收来自泵送装置的熔融聚合物的储料器、用于注射来自储料器的熔融聚合物到模具的柱塞；和位于储料器和模具之间的流体控制阀。
8.一种连续生产成型聚酯制件的方法，包括a)在足以生产熔融聚酯均聚物或共聚物料流的条件下，在反应器中反应聚酯均聚物或者共聚物前体；b)在压力大约1000-3000psig下，将熔融聚酯流与对聚酯基本上呈惰性的气流混合，从而形成混合物；c)降低混合物的压力到负压，因此使混合物发泡，然后通过真空从聚酯中分离混合物中的气体；d)将除气的聚酯与乙醛还原剂混合而形成混合物；e)由混合物形成固体成型制件，而没有使聚酯在形成该固体成型制件前固化。
9.一种连续生产成型聚酯制件的方法，包括A)在足以生产熔融聚酯均聚物或共聚物料流的条件下，在反应器中反应聚酯均聚物或者共聚物前体；B)提供挤出机，该挤出机包括a)圆柱形料筒，沿着料筒的内部具有多个逐次接合的区段；至少一根螺杆轴，沿着料筒的内部穿过这些区段；使该轴转动的装置；b)在料筒第一混合区的熔融热塑性聚合物进料口和气体注入部；该第一混合区具有用于在1000-3000psig的压力下混合熔融热塑性聚合物和气体从而形成混合物的装置；c)使混合物流体经过压力降低区到除气区的装置；d)除气区，适于保持负压和具有适于从聚合物中除去气体的真空气体出气口并输送该除气的聚合物到第二混合区；e)具有进料口部的第二混合区，适于混合和输送聚合物到料筒的出料口；f)在料筒出料口处的泵送装置，用于泵送聚合物到成型机构；C)连续使熔融聚酯流流入挤出机的第一混合区而没有使聚酯在进入到挤出机前固化，在压力大约1000-3000psig下，将熔融聚酯流与注入的对聚酯基本上呈惰性的气流混合而形成混合物；D)使混合物流经压力降低区到除气区；E)在保持负压的除气区给混合物除气，并通过真空气体放气口从聚合物中除去气体；F)在第二混合区将除气的聚合物与乙醛还原剂混合；G)输送该聚合物到料筒的出料口，并泵送该聚合物从料筒中出去到成型机构中，和H)由聚合物连续成型为成型制件。
10.按权利要求9的方法，其中泵送装置包括安装在料筒出料口的齿轮泵。
11.按权利要求9的方法，还包括位于泵送装置和每一个成型机构之间的流体控制阀。
12.按权利要求9的方法，包括多个与泵送装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接收来自泵送装置的熔融聚合物，并由聚合物形成为成型制件。
13.按权利要求9的方法，其中每一个成型机构都包括模具；用于接收来自泵送装置的熔融聚合物的储料器；和用于注射来自储料器的熔融聚合物到模具中的柱塞。
14.按权利要求13的方法，还包括位于储料器和模具之间的流体控制阀。
15.按权利要求9的方法，包括多个与泵送装置保持聚合物流动的成型机构，用于连续接收来自泵送装置的熔融聚合物，并由聚合物形成为成型制件，其中泵送装置包括安装在料筒出料口的齿轮泵；多个流体控制阀，一个流体控制阀位于泵送装置和一个成型机构之间；其中每一成型机构包括模具、用于接收来自泵送装置的熔融聚合物的储料器、用于注射来自储料器的熔融聚合物到模具中的柱塞；和位于储料器和模具之间的流体控制阀。
16.按权利要求9的方法，其中步骤(E)降低了的压力小于大约100mmHg。
17.按权利要求9的方法，其中得自步骤(E)的除气的聚合物基本上是无惰性气体和乙醛的。
18.按权利要求9的方法，其中乙醛还原剂选自由聚酰胺；聚酰胺酯；乙二胺四乙酸，烷氧基化的多元醇，双-(4-β羟基乙氧基苯基)砜，沸石化合物，5-羟基间苯二酸，聚(间苯二甲酸乙二醇酯)、超临界的二氧化碳和质子酸催化剂组成的组。
19.按权利要求15的方法，其中成型的模制件是一次一个地通过按序输送聚合物到每一个成型机构中而形成的，同时通向其它成型机构的聚合物被流体控制阀截流。
20.按权利要求9的方法，其中熔融聚合物的温度保持在高于聚酯熔点的温度不大于大约20℃。
21.按权利要求9的方法，其中形成的成型制件以制件的重量为基准，其乙醛浓度不超过大约5ppm。
全文摘要
本发明涉及一种生产成型聚酯制件的装置和方法。更具体地说,本发明涉及一种由连续反应聚酯前体制备的熔体而连续生产成型低乙醛含量的聚酯制件的装置和方法。在一个单独的、完整的、连续的熔体到型模的过程中制备聚酯并形成为有用形状的制件,而没有熔体中间体的固化。
文档编号B29C45/63GK1250407SQ98803421
公开日2000年4月12日 申请日期1998年3月19日 优先权日1997年3月20日
发明者L·C·特雷斯, E·G·奥尔森, M·D·舍尔拜, 小M·L·卡洛尔, M·P·埃卡特 申请人:伊斯曼化学公司