CZ289173B6 - Způsob výroby plastifikovaného nitrátu celulózy a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

P°i pou it zp sobu v²roby a za° zen k v²rob plastifikovan ho nitr tu celul zy se dan mno stv meziproduktu sest vaj c z navlh en ho nitr tu celul zy s obsahem dus ku 12,6 % hmotnostn ch nebo m n a flegmatiza n ho prost°edku p°ivede na ur enou pracovn dr hu, kde se v dy p°iveden dan mno stv meziproduktu rozd l nejm n na dv d l mno stv a tato ob d l mno stv se potom z rove zpracov vaj v p°edur en pracovn dr ze.\

Description

Vynález se týká způsobu výroby plastifikovaného nitrátu celulózy, při němž se dané množství meziproduktu sestávající z navlhčeného nitrátu celulózy s obsahem dusíku 12,6 % hmotnostních nebo méně a flegmatizačního prostředku přivede na určenou pracovní dráhu, a zařízení k provádění tohoto způsobu, které představuje válcový agregát, tvořený pracovní dráhou mezi dvěma v opačném směru rotujícími střihovými válci, na kterém se právě přivedené množství meziproduktu rozdělí nejméně do dvou v podstatě stejných dílčích množství a tato množství se zároveň zpracovávají v určené pracovní dráze za v podstatě stejných podmínek a dané množství meziproduktu případně dílčí množství se uvádějí do pracovní dráhy za působení střihových sil a kde se obě dílčí množství dopravují do zpracovatelských směrů s úhlovou diferencí a odebírají se na koncích pracovní dráhy, přičemž meziprodukt se přivádí kontinuálně. Nitrát celulózy obsahující flegmatizační prostředky, který se vyrobí výše uvedeným způsobem na výše uvedeném zařízení přitom vykazuje obzvláště obsah dusíku 12,6 % hmotnostních nebo méně.

Dosavadní stav techniky

Použití plastifikovaného nitrátu celulózy při výrobě barev a laků je známé, přičemž se obzvláště používá při výrobě laků na kůži a laků na nábytek. Kromě toho se používá při výrobě lepidel a tiskařských barev, obzvláště pro hlubotisk obalových prostředků, při flexotisku a sítotisku. Použitím plastifikovaného nitrátu celulózy se podstatně zlepšuje přilnavost, použitelnost v reaktivních systémech (příkladně diizokyanáty) a zlepšují se i zpracovatelské vlastnosti těchto produktů, přitom se převážně ke směsi nitrátů celulózy přidávají změkčovadla obsahující ftaláty, jako je příklad dioktylftalát (DOP/DEHP) nebo dibutylftalát (DBP). Z hlediska ochrany životního prostředí a ohrožení zdraví člověka však tyto látky vykazují značné nevýhody. Tak může v některých případech dioktylftalát nebo dibutylftalát nepříznivě ovlivnit reprodukovatelnost rostlin nebo vyvolat poškození plodu v matčině těle. Navíc může dibutylftalát vyvolávat dlouhodobé škodlivé účinky ve vodách. Proto se jako náhradní látky za změkčovadla obsahující ftaláty používají epoxidovaný olej ze sojových bobů nebo lněný olej. Tyto látky se sice vyznačují tím, že neohrožují ani zdraví ani životní prostředí, na druhé straně se však nemísí optimálně s nitrátem celulózy.

Při známém způsobu k zapracování flegmatizačních prostředků do nitrátu celulózy podle EP 0 369 246 B1 se předpokládá zapracování flegmatizačního prostředku pomocí zařízení se střihovými válci. S takto připraveným flegmatizovaným nitrátem celulózy se má dosáhnout téměř bezvodého produktu, který již vyžaduje pouze dosušení. Zařízení se střihovými válci, které se ktomu využije, je vytvořeno jako otevřený dvoušnekový extruder se dvěma paralelně a horizontálně uspořádanými, protiběžně pracujícími střihovými válci. Válce jsou opatřeny střihovými drážkami, které kontinuálně transportují směs nanesenou jako meziprodukt najeden konec válce ke druhému konci válce. Střihové drážky přitom mají šířku mezi 5 až 30 mm a hloubku od 1 do 10 mm. Vzdálenost mezi drážkami činí 30 až 300 mm a úhel k rotační ose střihových válců činí 10 až 80°. Délka válců je 1500 mm a průměr válců 200 mm, přičemž přední válec má teplotu 80 °C a zadní válec má teplotu 130 °C. Při počtu otáček předního válce 35 otáček/minutu případně 27 otáček/minutu pro zadní válec činí průměrná doba prodlevy materiálu na válci asi 3 minuty. S těmito parametry se předpokládá prohnětení, homogenizace a sušení v jednom kontinuálním procesním kroku, také se dosáhne zbytkového obsahu vody 1,5 %. Po dovybavení střihových válců granulačním agregátem se směs ze střihových válců odebírá ve formě granulátu.

Podstatná nevýhoda tohoto způsobu vedení procesu spočívá v tom, že podmíněně v závislosti na délce válců (1500 mm) a relativně dlouhé době prodlevy materiálu na válci (průměrně 3 minuty)

-1 CZ 289173 B6 materiál želatinuje v důsledku hnětacího procesu probíhajícího po délce válce a v hnětači štěrbině. Směs nitrátů celulózy má pak špatnou rozpustnost, kterou dále nevýhodně ovlivňuje granulátová forma. K tomu ještě přistupuje, že malého obsahu vody v nitrátu celulózy se může dosáhnout jenom za spolupůsobení doby prodlevy materiálu, délky střihových válců a teploty válců 130 °C na zasním válci. Nitrát celulózy je však lehce zápalná látka s teplotou vzduchu 180 °C až 186 °C (Karl Febel: Nitrocelulóza, výroba a vlastnosti; nakladatelství Ferdinand Enke, Stuttgart, 1950, str. 137). Již od teploty 130 °C se odštěpují oxidy dusíku, přičemž platí zákon, že na každých 5 °C vzrůstu teploty dochází ke zdvojnásobení rychlosti rozkladu (tamtéž). Při době prodlevy na střihových válcích přibližně 3 minuty a teplotě zadního válce 130 °C se meziprodukt zahřívá střižnými silami vznikajícími při procesu hnětení až do oblasti teplot rozkladu, přičemž rychlost rozkladu kromě toho stoupá se stoupajícím obsahem dusíku v nitrátu celulózy. Postup navržený v EP 0 369 246 B1 je proto nestabilní a bezpečnost tohoto procesu je tím nižší, čím vyšší je obsah dusíku v použitém nitrátu celulózy. Ktomu přistupuje nízká bezpečnost zpracování flegmatizovaného nitrátu celulózy, protože tento nitrát má při zpracováním sklon ke tvorbě prachu a tento prach se může nevýhodně staticky nabít. Kromě toho má proces podle EP 0 369 246 B1 kromě jiného nevýhodu nízkého výkonu pro dlouhou dobu prodlevy materiálu na válci.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby plastifíkovaného nitrátu celulózy, při němž se dané množství meziproduktu sestávající z navlhčeného nitrátu celulózy s obsahem dusíku 12,6% hmotnostních nebo méně a flegmatizačního prostředku přivede na určenou pracovní dráhu na válcovací agregát, opatřený střihovými drážkami, na odebírací oblast, při které se přiváděné množství meziproduktu rozdělí nejméně do dvou dílčích množství a tato alespoň dvě dílčí množství se zavádějí do navzájem protisměrně uspořádaných směrů zpracování a odebírají se na koncích odpovídajících dílčích pracovních drah.

Výhodně se množství meziproduktu přivádí do obou dílčích pracovních drah ve střední podávači oblasti.

Uvedená dílčí množství se zároveň zpracovávají na určené pracovní dráze za v podstatě stejných podmínek a drané množství meziproduktu případně dílčí množství se uvádějí do pracovní dráhy za působení střihových sil a zde se obě dílčí množství dopravují do pracovatelských směrů s úhlovou diferencí a odebírají se na koncích pracovní dráhy, přičemž meziprodukt se přivádí kontinuálně a při nepatrném zdravotním riziku a nepatrném poškozování životního prostředí je možné zpracování téměř všech známých flegmatizačních prostředků kontinuálními výrobními procesy s vysokým výkonem a které se při nepatrné retenci rozpouštědel vůči migraci stabilních migračních složek velmi dobře mísí s nitrátem celulózy.

Předmětem předloženého vynálezu je dále zařízení pro výrobu plastifíkovaného nitrátu celulózy, které obsahuje válcový agregát 1, tvořený pracovní dráhou mezi dvěma v opačném směru rotujícími střihovými válci 2, 3; 28, 28' se střihovými drážkami, obzvláště k provádění výše uvedeného způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že pracovní dráha 7 válcového agregátu 1 je tvořena alespoň dvěma dílčími oblastmi 8, 9 a střihové válce 2, 3 mají v párově protilehlých dílčích oblastech 8, 9 střihové drážky 20, 20', 21, 21' se stoupáním v opačném smyslu 22,22', 23. 23'.

Dílčí oblasti 8, 9 definují vždy jednu pracovní oblast 14 pro meziprodukt 4 orientovanou ve středu k podélnému směru střihových válců 2, 3 a střihové drážky 20, 20', 21, 21' přecházejí k čelním stranám střihových válců 2, 3 do odběrové oblasti 18, 18'.

-2CZ 289173 B6

Výhodně střihové drážky 20, 20', 21, 21' obou dílčích oblastí 8, 9 pracovní oblasti 14 tvoří překryvy 25.

V odběrové oblasti 18,18' jednoho střihového válce 2 je výhodně umístěn stírací prvek 19,19' vytvořený jako loupači nůž 26, 27.

Dále jsou výhodně střihové válce 28, 28' dodatečně ke střihovým drážkám 20, 20' opatřené podélnými drážkami 30 které zasahují přes obě dílčí oblasti 8, 9 a jsou orientovány paralelně ke střední podélné ose 27.

Bylo nalezeno, že tento úkol je možno vyřešit směsí nitrátu celulózy s obsahem dusíku 12,6 % hmotnostních nebo méně a esterů kyseliny adipové a/nebo kyseliny citrónové a/nebo kyseliny sebakové a/nebo esterů cukrů a/nebo polyolů s různými kyselinami a/nebo derivátů kalafuny jako změkčovadla případně změkčovací pryskyřice neobsahující ftaláty.

K výrobě směsí nitrátu celulózy a změkčovadla podle vynálezu se s výhodou používají běžně obchodní nitráty celulózy s různými stupni viskozity s obsahem dusíku 10 až 12,6% hmotnostních. Výhodné směsi jsou takové, které sestávají z 82 až 40 % hmotnostních, s výhodou 82 až 75 % hmotnostních nitrátu celulózy a 18 až 60% hmotnostních s výhodou 18 až 25 % hmotnostních esteru kyseliny adipové a/nebo kyseliny citrónové a/nebo kyseliny sebakové a/nebo esterů cukrů a/nebo polyolů s různými kyselinami a/nebo derivátů a kalafuny. Přitom jsou zvláště vhodné následující estery:

- dibutylsebakát (DBS), diizobutyladipát (DIBA),

- dioktyladipát (Di-2-ethyl-hexyladipát/DOA), triethylcitrát (TEC),

- acetoizobutyrát sacharózy (SAIB), methyldihydroabietát (HercolynD),

- acetyltributylcitrát (ATBC) nebo

- polyesterpoiyol Rokraphen 145.

Jako konečný produkt je plastifikovaný nitrát celulózy ve formě pevných, bezbarvých, nepravidelně rozlámaných destiček, které se také označují jako chips.

Změkčovadla případně změkčovací pryskyřice pro nitrát celulózy neobsahující podle vynálezu ftaláty mají ve srovnání s obvyklými typy změkčovadel dále popsané vlastnosti:

Známá změkčovadla obsahující ftaláty jako dioktylftalát (DOP) a dibutylftalát (DBP) jakož i epoxidovaný olej ze sojových bobů nebo lněný olej na straně jedné a změkčovadla neobsahující ftaláty podle vynálezu jako dibutylsebacekát (DBS), diizobutyladipát (DIBA), dioktyladipát (DOA), triethylcitrát (TEC), acetyltributylcitrát (ATBC) jakož i změkčovací pryskyřice, acetoizobutyrát sacharózy (SAIB), methyldihydroabietát (HercolynD) a polyesterpoiyol Rokraphen 145 na straně druhé se zkoumaly z hlediska jejich stability za studená, jejich světelné stability proti žloutnutí, sklonu k želatinování, tepelné odolnosti, roztažnosti, lesku, reaktivnosti, odolnosti proti migraci a retenci rozpouštědel. Výsledky tohoto zkoumání jsou uvedeny v následující tabulce 1.

-3CZ 289173 B6

Tabulka 1 (první část)

Srovnání různých typů změkčovadel ve směsích nitrátu celulózy

	DBP	DOP	DINP	Epox. soj. olej
FDA - test podle 175.300	ne	nyní ještě	ne	ano
Odolnost proti chladu	dobrá	dobrá	dobrá	nepatrná
Světelná stabilita proti žloutnutí	dobrá	dobrá	dobrá	dobrá
Sklon k želatinování (schopnost nevypocovat)	dobrá	téměř dobrá	téměř dobrá	nepatrná
Tepelná odolnost	téměř dobrá	dobrá	dobrá	velmi dobrá
Tažnost	dobrá	téměř dobrá	téměř dobrá	nepatrná
Mez pevnosti ve vzpěru	dobrá	téměř dobrá	téměř dobrá	dobrá
Lesk	velmi dobrý	dobrý	dobrý	téměř dobrý
Reakční schopnost (volné OHskupiny nebo epoxy-skupiny)	ne	ne	ne	ano (epoxy)
Odolnost proti migraci	ne	ne	ne	ne
Retence rozpouštědla	nepatrná	nepatrná	nepatrná	nepatrná
Označení podle nařízení o nebezpečných látkách
Ohrožuje životní prostředí:	ano	ne	ne	ne
Zdraví škodlivý:	ano	ano	ne	ne

Tabulka 1 (pokračování)

Srovnání různých typů změkčovadel ve směsích nitrátu celulózy

	DBS	DIBA	DOA	TEC Citroflex 2
FDA - atest podle 175.300	ano	ano	ano	ano
Odolnost proti chladu	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá	dobrá
Světelná stabilita proti žloutnutí	dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá
Sklon k želatinování (schopnost nevypocovat)	velmi dobrá	velmi dobrá	dobrá	velmi dobrá
Tepelná odolnost	dobrá	téměř dobrá	dobrá	téměř dobrá
Tažnost	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá	dobrá
Mez pevnosti ve vzpěru	velmi dobrá	velmi dobrá	dobrá	dobrá
Lesk	velmi dobrý	velmi dobrý	velmi dobrý	velmi dobrý
Reakční schopnost (volné OHskupiny nebo epoxy-skupiny)	ne	ne	ne	ano (OH)
Odolnost proti migraci	ne	ne	ne	ne
Retence rozpouštědla	nepatrná	nepatrná	nepatrná	nepatrná
Označení podle nařízení o nebezpečných látkách
Ohrožuje životní prostředí: Zdraví škodlivý:	ne ne	ne ne	ne ne	ne ne

-4CZ 289173 B6

Tabulka 1 (dokončení)

Srovnání růz. typů změkčovadel ve směsích nitrátu celulózy

	ATBC Citroflex 4	SAIB	Rokraphen 145	Hercolyn D
FDA - atest podle 175.300	ano	ne § 175.105 ano	ano	ano
Odolnost proti chladu	dobrá	dobrá	dobrá až velmi dobrá	nepatrná
Světelná stabilita proti žloutnutí	dobrá	velmi dobrá	dobrá	téměř dobrá
Sklon k želatinování (schopnost nevypocovat)	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá
Tepelná odolnost	dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá	velmi dobrá
Tažnost	velmi dobrá	nepatrná	téměř dobrá	nepatrná
Mez pevnosti ve vzpěru	velmi dobrá	nepatrná	dobrá	nepatrná
Lesk	dobrý	velmi dobrý	velmi dobrý	velmi dobrý
Reakční schopnost (volné OHskupiny nebo epoxy-skupiny)	ne	ne	ano (OH)	n.a.
Odolnost proti migraci	ne	ano	ano	ano
Retence rozpouštědla	nepatrná	něco	sotva	citelná
Označení podle nařízení o nebezpečných látkách
Ohrožuje životní prostředí: Zdraví škodlivý:	ne ne	ne ne	ne ne	ne ne

Šetření ukázalo že, typy změkčovadel podle vynálezu neobsahují ftaláty převyšují z hlediska zkoumaných vlastností ve všech bodech dosud známý epoxidovaný sojový olej, neobsahující ftaláty. Ale také oproti známým změkčovadlům obsahujícím ftaláty DBP nebo DOP se pomocí typů změkčovadel podle vynálezu dosáhne ve směsích nitrátu celulózy přinejmenším srovnatelných, ne-li lepších výsledků. Z toho vyplývá, že i jen na základě zkoumaných fyzikálních vlastností vykazují typy změkčovadel podle vynálezu značné výhody oproti dosud známým typům změkčovadel.

Navíc se změkčovadla případně změkčovací pryskyřice podle vynálezu neobsahující ftaláty vyznačují dobrou snášenlivostí s nitrátem celulózy, nepatrným ohrožením životního prostředí stejně jako nepatrným zdravotním rizikem. Nadto se změkčovací pryskyřice vyznačuje minimální retencí rozpouštědel a dobrou odolností proti migraci. V tabulce 1 jsou dále jako srovnávací měřítko uvedeny jak charakteristiky látek podle nařízení o nebezpečných látkách v Německu tak i schválení „Food and Drug Association“, USA pro potahování obalů potravin.

Jako flegmatizační prostředky pro nitrát celulózy přichází v úvahu množství produktů. Nejdůležitějšími typy jsou:

1. Nereaktivní změkčovadla „monomery“, případně:

1.1 Ftaláty: příkladně diethylftalát (DEP); dibutylftalát (DBP); diizobutylftalát (DIBP); butylbenzylftalát (BBP); dibutylglykolftalát; di-2-ethyl-hexylftalát (DOP/DEHP); di—oktylftalát; di-izooktylftalát (DIOP); di-izononylftalát (DINP); di-cyklohexylftalát (DCHP);

-5CZ 289173 B6

1.2 Adipáty: příkladně diizobutyladipát (DIBA); dioktyladipát (DOA); diizooktyladipát (DIOA);

1.3 Sebakáty: příkladně dibutylseakát (DBS); doktylsebakát (DOS);

1.4 Citráty: příkladně acetyl-tri-ethylcitrát (ATEC Citroflex A2); acetyl-tri-butylcitrát (ATBC Citroflex A4);

1.5 Fosfáty: příkladně trioktylfosfát (TOP); di-fenyloktylfosfát (DPO);

1.6 Jiné estery: příkladně butylstearát; dipropylenglykol-dibenzoát;

1.7 Jiné: příkladně karf.

2. Reaktivní změkčovadla „monomery“, příkladně:

2.1 Citráty obsahující hydroxylovou skupinu: příkladně tri-ethylcitrát (TEC; Citroflex 2); tri—butylcitrát (TBC Citroflex 4);

2.2 Epoxidované oleje: příkladně epoxidovaný sojový olej; epoxidovaný lněný olej;

2.3 Jiná změkčovadla obsahující hydroxylové skupiny: příkladně ricinový olej;

2.4 Nenasycená změkčovadla: částečně modifikované: příkladně sojový olej; lněný olej.

3. Nereaktivní změkčovadla „polymery“, příkladně:

3.1 Sebakát: příkladně Paraplex G25;

3.2 Adipáty: příkladně Praplex G40; polymerní změkčovadlo P103.

4. Nereaktivní měkké pryskyřice, příkladně:

4.1 Deriváty cukrů: příkladně acetoizobutyrát sacharózy (SAIB);

4.2 Nereaktivní polyurethanové měkké pryskyřice: příkladně Neo Rez U 325;

4.3 Deriváty kalafuny: příkladně methyldihydroabietát (HercolynD); diethylenglykoldihydroabietát; triethylenglykoldihydroabietát;

4.4 Estery kyseliny karbamidové: příkladně konzervační produkt butylesteru kyseliny karbamidové a formaldehydu (Uresin B nyní Resamin HF450);

4.5 Polyvinylethylethery: příkladně Lutonal A 25, Lutonal A 50.

5. Reaktivní pryskyřice: příkladně:

5.1 Polyestery: příkladně:

5.1.1 Polyesterpolyoly: příkladně Desmophen 600; Desmophen 1100; Desmophen 1300; Desmophen RD 181; Erkardur 2128; Rokraphen 145; Scodoplast F313, Scadoplast F355;

5.1.2 Polyestery s nenasycenými mastnými kyselinami: příkladně: Alftalát AM 424; Synthalát E42;

5.1.3 Polyestery modifikované lněným olejem: příkladně Rhenalyd MTL, Alkydal L64;

5.1.4 Polyestery modifikované sojovým olejem: příkladně Uralac AD 571X50; Jagalyd SO40;

5.1.5 Polyestery modifikované safflorovým olejem: příkladně Jagalyd NCE 48;

5.1.6 Polyestery modifikované ricinovým olejem: příkladně: Alftalát AC 540;

5.1.7 Polyestery modifikované ricinenovým olejem: příkladně: Alftalát AR 351; Jagalyd R 35; Setal 126XX60; Limpolast P33;

5.1.8 Alkydové pryskyřice modifikované pryskyřicí: příkladně: Alftalát AM 364;

5.1.9 Nevysychající alkydové pryskyřice se syntetickými mastnými kyselinami ahydroxylovými skupinami: příkladně Setal 84XX70.

Z těchto látek se s pomocí dosud známých výrobních procesů připravilo jen omezené množství flegmatizačních prostředků pro výrobu plastifikovaných nitrátů celulózy, jako příkladně DBP; DOP/DEHP, DEP; sojový olej epoxidovaný DINP, protože dosavadní postupy nepřipouštěly zpracování jiných látek nebo jen s velkým vynaložením času. To platí obzvláště pro

-6CZ 289173 B6 flegmatizační prostředky s nízkým zdravotním rizikem a nepatrným ohrožením životního prostředí (příkladně DBS, DIBA, DO A, TEC) stejně jako pro produkty, které mají sklon k nepatrné nebo žádné migraci při nepatrné retenci rozpouštědel jako acetoizobutyrát sacharózy (SAIB); methyldihyroabietát (HersolynD) a polyesterpolyol Rokraphen 145. Tato omezení se neuplatní při výše uvedeném způsobu podle vynálezu; všechny flegmentizační prostředky uvedené ad 1.1 až 5.1.9 se takto nechají zpracovat.

Zvlášť vhodný způsob a zařízení pro výrobu výše uvedené směsi nitrátu celulózy a flegmatizačního prostředku se vyznačuje tím, že se materiál již nehněte, nýbrž se pouze zhutní a homogenizuje při současném zvýšení kapacity. Kromě toho je možné zpracovávat všechny známé flegmetizační prostředky, jako; nereaktivní monomemí změkčovadla (jako příkladně ftaláty, adipáty, seebakáty, citráty, fosfáty), reaktivní monomemí změkčovadla (jako příkladně Citroflex 2), polymemí změkčovadla (jako příkladně Paraplex G40), změkčovací pryskyřice (jako příkladně Rokraphen 145, SAIB) a reaktivní pryskyřice (jako příkladně Setal 84XX60).

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti a výhody vyplývají z dále uvedeného popisu vynálezu na základě obrázků, které znázorňují dva příklady provedení zařízení k výrobě plastifikovaného nitrátu celulózy podle vynálezu. Obrázky zobrazují:

Obr. 1 Čelní pohled na zařízení opatřené střihovými válci v první formě provedení,

Obr. 2 Půdorys zařízení podle obr. 1,

Obr. 3 Boční pohled na zařízení podle řezu III—III na obr. 2 a

Obr. 4 Čelní pohled na zařízení se střihovými válci ve druhé formě provedení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1. zobrazuje pod označením 1 zařízení k provádění způsobu podle vynálezu jako válcový agregát 1 v první formě provedení, přičemž mezi dvěma horizontálně a paralelně uspořádanými střihovými válci 2, 3 (obr. 2) se zpracovává dané množství meziproduktu 4 sestávající z navlhčeného nitrátu celulózy a flegmatizačního prostředku.

Při provádění způsobu podle vynálezu se přitom dané množství meziproduktu 4 rozděluje nad válci 2,3 (nebo při bezprostředním dotyku s povrchem válců) do dvou dílčích dávek 5,6, takže je potom účinná pracovní dráha válcového agregátu 1 označená 7. Pracovní dráha 7 válcového agregátu 1 podle vynálezu se přitom dělí na dvě dílčí oblasti 8, 9, ve kterých spolupůsobí dva proti sobě se otáčející střihové válce 2,3 (šipky 11 a 12 na obr. 3).

Princip zařízení zobrazený na obr. 1 přitom objasňuje, že množství meziproduktu 4 se rozděluje na dvě v podstatě stejná dílčí množství 5, 6 a tato se dostává do pracovní štěrbiny 13 (obr. 3). V účelném provedení se přitom dané množství meziproduktu 4, případně dílčí množství 5, 6 za účinku střihových sil uvede do pracovní oblasti 14, která je definována v podélném směru obou střihových válců 2, 3 nad střední dělicí rovinou 15. Vycházejíce z této pracovní oblasti 14 se mohou obě dílčí množství 5, 6 zpracovávat bez dodatečných technických nákladů vdaných dílčích oblastech 8, 9 zároveň a za v podstatě stejných podmínek, příkladně pokud se týká teploty a tlaku. Rovněž je možné vést dané množství meziproduktu 4 při uvádění do oblasti rozdělovače (není zobrazen) do obou dílčích oblastí 8, 9 tak, že se tyto oblasti rovnoměrně vytíží.

-7CZ 289173 B6

Zejména kontinuálně přiváděné množství meziproduktu 4 se konstrukčním uspořádáním obou střihových válců 2, 3 dopravuje zároveň se zhutněním a homogenizací do dvou vzájemně diametrálně orientovaných směrů zpracovávání ke koncům obou střihových válců 2, 3, na konci obou dílčích oblastí 8, 9 se uvádí do odběrové oblasti 18, 18' a zde se odebírá pomocí stíracích prvků 19.19' (šipka 16,17).

U dříve popsaného provádění způsobu je každý z obou střihových válců 2, 3 rozdělen vždy na dvě dílčí oblasti 8, 9 a tyto jsou opatřeny několika střihovými drážkami 20, 20' a 21, 2Γ se stoupáním 22, 22' a 23, 23’ v opačném smyslu. Ve znázorněném pracovním uspořádání (obr. 2) tvoří párové proti sobě ležící střihové drážky v dílčích oblastech 8, 9 pomocí jejich stoupání v opačném smyslu transportní oblast na způsob transportního šneku, takže se tak pro obě dílčí množství 5, 6 zprostředkuje transportní pohyb ve směru od pracovní oblasti 14 k odběrovým oblastem 18,18'.

V pracovní oblasti 14 tvoří střihové drážky 20, 20' a 21. 2Γ překryvy 25 (obr. 1), takže se zde trvalým rozdělováním produktu dosáhne úplného transportu přivedeného meziproduktu 4 a zabrání se nevýhodnému přerušování transportního pohybu v podélném směru střihových válců

2. 3. V odběrové oblasti 18, 18' jsou střihové válce 2, 3 opatřeny stíracími elementy 19, 19'. vytvořenými jako loupači nože 26, 27, kterými se zpracovaný nitrát celulózy odebírá a uvádí se k dalšímu společnému zpracování (není zobrazeno).

Ve druhé formě provedení střihových válců 28 případně 28' znázorněné na obrázku 4 (nejsou viditelné) jsou tyto válce navíc ke střihovým drážkám 20, 20' opatřeny podélnými drážkami 30, které zasahují přes obě dílčí oblasti 8, 9 a jsou orientovány paralelně ke střední podélné ose 29. Těmito podélnými drážkami je možné dosáhnout dalšího zlepšení zpracování.

V účelném provedení válcového agregátu 1 se použijí střihové válce 2, 3, jejichž délka válců ohraničená pracovní dráhou 7 a odběrovými oblastmi 18, 18' činí 1200 až 1800 mm, s výhodou 1600 mm, a jejichž pracovní šířka, odpovídající dílčím oblastem 8, 9, činí 200 až 800 mm, s výhodou 1600 mm, a jejichž pracovní šířka, odpovídající dílčím oblastem 8, 9, činí 200 až 800 mm, s výhodou 500 mm.

Pracovní šířka v dílčích oblastech 8, 9 se přitom může s nepatrnými náklady měnit tím, že se provede posun kontinuálního přívodu materiálu k oběma koncům válců změnou nastaveného dopravního úhlu 32, 33 dílčích množství 5, 6 při uvádění proudu meziproduktu 4 do pracovní oblasti 14. Oba dopravní úhly 32, 33 mají přitom velikost 0° až 85°, s výhodou 45°, takže dílčí množství 5, 6 nanesené na střihové válce 2, 3 vyvolá odpovídající prodlouženou nebo zkrácenou pracovní dráhu v dané dílčí oblasti 8,9.

Střihové válce 2 a 3 vykazují v účelném provedení stejné průměry D, D', přičemž se předpokládá průměr válců 200 mm nebo větší, s výhodou 300 mm. Zvětšením průměru válců D, D' a výše popsaným zkrácením pracovní šířky (podle způsobu popsaného vEPO 369 246 B1 odpovídá pracovní šířka délce válců) až na dílčí oblasti 8, 9 se ve válcovém agregátu směs nitrátu celulózy 4 již nehněte, nýbrž dochází pouze ke zhutnění a homogenizaci, takže se nevýhodné působení teploty vzniklé v důsledku tepla frikčního tření vyloučí a zároveň se omezí doba prodlevy dílčích množství 5, 6 v dílčích oblastech 8, 9 válcového agregátu 1 na 0,5 až 1,5 minuty.

Zároveň se může kapacita procesu ztrojnásobit nebo zčtyřnásobit tím, že se meziprodukt 4 uvede do pracovní oblasti 14 ve středu obou protiběžně pracujících střihových válců 2, 3 a zpracování dílčích proudů 5, 6 se provádí současně vlevo nebo vpravo se otáčejícími páry střihových drážek ve směru k oběma koncům válce. Výhodné provedení stoupání střihových drážek 20, 20' a 21, 21' vyplývá ze zobrazení podle obrázků 1 až 4, přičemž tato stoupání mohou být provedena s rozdílnými úhly, s výhodou v oblasti od 30 do 45°, aby se tak dosáhlo další optimalizace pracovních podmínek.

-8CZ 289173 B6

Zpracovávaná dílčí množství 5, 6, se odebírají z obou konců válců 2, 3, přičemž odběrové oblasti

18, 18' mají šířku 100 až 500 mm, s výhodou 300 mm. Odběr dílčích množství 5, 6 se provádí v pruzích, které se potom rozlamují do malých nepravidelných destiček, takže se dosáhne dobré rozpustnosti směsi nitrátu celulózy a flegmatizačního prostředku pro její další zpracování.

Předřazením dávkování pomocí dopravního šneku (není zobrazen) pro výchozí materiál představovaný meziproduktem 4 do střední pracovní oblasti 14 střihových válců 2,3 a doplněním o mlecí přístroj (není zobrazen) se s nepatrnými technickými nároky získá kontinuální výrobní proces pro směs nitrátu celulózy a změkčovadla podle vynálezu.

Přední střihový válec 2 se s výhodou provozuje o teplotě mezi 80 a 100 °C, zadní střihový válec 3 při teplotách mezi 70 a 90 °C, přičemž se zároveň volí nízká frikce mezi 1 : 1,1 až 1 : 1,2. Tímto opatřením a také v důsledku výrazně nižší doby prodlevy materiálu a menšího množství materiálu na střihových válcích 2, 3 se nedosáhne oblasti teploty rozkladu (od 130 °C), takže je zaručena vysoká provozní bezpečnost a všechny nitráty celulózy případně směsi nitrátů celulózy s obsahem dusíku 12,6 % nebo méně je možné zpracovávat způsobem podle vynálezu a na zařízení podle vynálezu. Protože také oblast vody takto připravené směsi má hodnotu mezi 5 % a 20 %, podobně jako při dosavadních způsobem výroby, má flegmatizovaný nitrát celulózy i po dalším sušení flexibilní konzistenci, která nemá sklon ke tvorbě prachu, takže je možné dobré a bezpečné zpracování.

U další formy provedení válcového agregátu 1, která není zobrazena, může být pracovní dráha vytvořena dvěma dílčími oblastmi, které mají v oblasti čelní strany střihových válců vždy jednu pracovní oblast, kde při odpovídajícím konstrukčním uspořádání přesahují střihové drážky v podélném směru střihových válců k jejich středu do odběrové oblasti, takže je tato oblast společně využitelná pro meziprodukt dopravovaný ve dvou diametrálních směrech z dílčích oblastí a přitom je možné odběr nitrátu celulózy pouze jedním stíracím prvkem.

V dalších provedení zařízení podle vynálezu se navrhuje válcový agregát 1, u kterého střihové válce vytvářejí odběrovou oblast vycházející z pracovní oblasti u středního konce první dílčí oblasti nacházející se v oblasti první čelní strany. Bezprostředně vedle této oblasti je pracovní oblast druhé dílčí oblasti a tato pracovní oblast přechází ke druhé čelní straně do její odběrové oblasti. Tím je pracovní dráha 7 (obrázek 1) tvořena následně uspořádanými dílčími oblastmi se stejným smyslem směru zpracování pro obě dílčí množství.

Claims (8)

1. Způsob výroby plastifikovaného nitrátu celulózy, při němž se dané množství meziproduktu sestávající z navlhčeného nitrátu celulózy s obsahem dusíku 12,6 % hmotnostních nebo méně a flegmatizačního prostředku přivede na určenou pracovní dráhu na válcovací agregát, opatřený střihovými drážkami, na odebírací oblast, vyznačující se tím, že přiváděné množství meziproduktu se rozdělí nejméně do dvou dílčích množství a tato alespoň dvě dílčí množství se zavádějí do navzájem protisměrně uspořádaných směrů zpracování a odebírají se na koncích odpovídajících dílčích pracovních drah.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se množství meziproduktu přivádí do obou dílčích pracovních drah ve střední podávači oblasti.

3. Zařízení pro výrobu plastifikovaného nitrátu celulózy, které obsahuje válcový agregát (1) tvořený pracovní dráhou mezi dvěma v opačném směru rotujícími střihovými válci (2, 3; 28,

-9CZ 289173 B6

28') se střihovými drážkami, obzvláště k provádění způsobu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pracovní dráha (7) válcového agregátu (1) je tvořena alespoň dvěma dílčími oblastmi (8, 9) a střihové válce (2, 3) mají v párově protilehlých dílčích oblastech (8, 9), střihové drážky (20,20', 21,21') se stoupáním v opačném smyslu (22,22', 23, 23').

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dílčí oblasti (8, 9) definují vždy jednu pracovní oblast (14) pro meziprodukt (4) orientovanou ve středu k podélnému směru střihových válců (2,3) a střihové drážky (20, 20', 21,21') přecházejí k čelním stranám střihových válců (2,3) do odběrové oblasti (18,18').

5. Zařízení podle některého z nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že střihové drážky (20,20', 21,21') obou dílčích oblastí (8, 9) pracovní oblasti (14) tvoří překryvy (25).

6. Zařízení podle některého z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že v odběrové oblasti (18, 18') jednoho střihového válce (2) je umístěn stírací prvek (19, 19') vytvořený jako loupači nůž (26,27).

7. Zařízení podle některého z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že střihové válce (28,28') jsou dodatečně ke střihovým drážkám (20,20') opatřené podélnými drážkami (30) které zasahují přes obě dílčí oblasti (8,9) ajsou orientovány paralelně ke střední podélné ose (29).

8. Zařízení podle některého z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že v pracovní oblasti (14) se nachází dávkovač k dávkování meziproduktu.