DE1443387B - Verfahren zum Granulieren von Cellulo seestern - Google Patents

Description

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Verfahren zum Granulieren von Celluloseester und nach Vermischen unter heftigem Schütteln läßt durch Benetzen mit Wasser unter Misch- und Dreh- man das Ganze 1 Stunde ruhig stehen. Der Ablesbewegungen sind bekannt. wert des Zylinders, bis zu welcher Höhe das Baum-Auf Grund von Verwindung oder Verflechtung wollpulver sich abgesetzt hat, wird als Zerkleinerungsist Celluloseester jedoch schwierig herauszunehmen 5 grad genommen.

und wegen der Schwimmeigenschaften beim Auflösen Wenn der Zerkleinerungsgrad unterhalb 30 oder

schwer zu handhaben. Um diese Nachteile zu über- oberhalb 200 liegt, kann eine wirksame Granulierung

winden, wurden bisher Methoden vorgeschlagen, nicht erreicht werden. Je nach Art der Nitrocellulose

wonach Celluloseester durch Walzen od. dgl. gepreßt gibt es eine solche, die von Natur aus in diesen

wurden, um sie in Flocken- oder Blättchenform zu io Bereich fällt, sogar bevor sie einer Zerkleinerung

überführen, jedoch üben diese Methoden einen unterworfen wurde. In solchen Fällen besteht keine

schädlichen Einfluß auf die Löslichkeit des Cellu- Notwendigkeit der Zerkleinerung. Vorzugsweise wird

loseesters aus und haben demzufolge dieses Problem ein Zerkleinerungsgrad im Bereich von 60 bis 100

noch nicht gelöst. herbeigeführt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines 15 Dann wird die Konzentration der Nitrocellulose

Verfahrens zur Herstellung von in wirtschaftlicher mit einem Zerkleinerungsgrad innerhalb dieses Be-

Weise granulierter Nitrocellulose mit ausgezeichneten reichs durch Entfernen oder Ersatz des Befeuchtungs-

Fließeigenschaften und schwacher Löslichkeit bei mittels auf 20 bis 60°/₀ eingestellt, und die sich

äußerst wirksamen Verfahrensbedingungen und unter ergebende Aufschlämmung wird der Granuliervor-

Verwendung einer relativ einfachen Vorrichtung im 20 richtung zugeführt. Liegt die Konzentration der

Gegensatz zu den üblichen Methoden, nach denen Nitrocellulose außerhalb des Bereichs von 20 bis

Celluloseester zur Überführung in Flocken- oder 60%, so kann keine, wirksame Granulierung erwartet

Blättchenform gepreßt wird. Die Aufgabe der Erfin- werden. Als Lösungsmittel, das als Anfeuchtmittel

dung betrifft auch ein Verfahren, das eine schnelle verwendet wird und in dem Nitrocellulose schwer

Massenproduktion eimöglicht, indem man Nitro- 25 löslich oder unlöslich ist, erweisen sich allgemein

cellulose, eingetaucht in eine weit größere Menge Äthylalkohol und. Isopropylalkohol als geeignet.

Befeuchtungsmittel, als zur einfachen Befeuchtung Petroläther und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie notwendig ist, einer Granuliervorrichtung zuführt. ^: 'z.B. Benzol oder Toluol sind ebenso geeignet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Anschließend wird die zerkleinerte Nitrocellulose

Granulieren von Celluloseester, um seine freie Fließ- 30 in eine Granuliervorrichtung gegeben. Die Gränulier-

fähigkeit und die Löslichkeit zu verbessern, durch vorrichtung besteht aus einem Desaggregier- oder

Benetzen mit Wasser unter Anwendung von Misch- Zerkleinerungsteil und'einem Granulierteil. Die Gra-

und Drehbewegungen. .. nuliervorrichtung wird unter Bezugnahme auf die

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Zeichnungen besser verständlich.

man Nitrocellulose, die ein Absetzvolumen von 30 35 F i g. 1 ist ein Längsschnitt der Granuliervor-

bis 200 ecm, bestimmt durch lstündiges Stehenlassen richtung;

einer Probe von 10 g in 250 ecm destilliertem Wasser F i g. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie H-II

und Bestimmung der Absetzhöhe, hat, auf eine Fest- der F i g. 1, und .:: . .

Stoffkonzentration von 20 bis 60 °/„ in Wasser bringt F i g. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III

und das dabei erhaltene Nitrocelluloseprodukt durch 40 der F i g. 1.

Misch- und Drehbewegung granuliert. . Der Zerlegungsteil zerkleinert und trennt eine

Das Wesen der Erfindung, sowie Verfahren und ^: Gruppe von Nitrocellulose großen Ausmaßes in

Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung werden Gruppen geringerer Masse. Als Zerkleinerungsmittel

im folgenden erläutert. Vor dem Einfüllen in die kann die Umdrehung einer kontinuierlichen Reihe

Granuliervorrichtung wird die Konzentration der 45 von Messern, die, wie bei A in F i g. 1 gezeigt, an

Nitrocellulose in einer Aufschlämmung auf 3 bis einem Schaft oder einer Achse angebracht sind,

2O°/o eingestellt, und die Fasereinheiten der Nitro- wirksam sein, jedoch ist auch eine allgemeine Art

cellulose werden zerkleinert und lösen ihre Verwin- Zerkleinerer geeignet. Durch die Zerkleinerung wird

düngen, so daß sie leicht durch Behandlung mit die Nitrocellulose in einen leicht granulierbaren

einem derartigen Zerkleinerer, wie z. B. einem Fein- 50 Zustand gebracht. Im Granulierteil werden Nitro-

zerkleinerer, Jordan-Zerkleinerer oder anderen üb- cellulosegruppen geringeren Ausmaßes oder geringerer

liehen Zerkleinerungsvorrichtungen granuliert werden Masse durch gegenseitige Reibung in kugelförmige

können. Der Zerkleinerungsgrad, ausgedrückt durch Teilchen umgewandelt. Als Mittel zur Granulierung

die Meßmethode des Japanese Industrial Standard kann die Umdrehung einer kontinuierlichen Reihe

K 4812, wird im Bereich von 30 bis 200 eingestellt. 55 von Messern wirksam sein, die, wie bei B in F i g. 1

Die Meßmethode des Zerkleinerungsgrades nach gezeigt, an einem Schaft angeordnet sind. Eine Japanese Industrial Standard K 4812 geschieht auf Granuliervorrichtung vom üblichen Mischtyp ist folgende Weise: Es wird ein Meßzylinder verwendet, ebenso geeignet. Der Zerkleinerungs- oder Zerlegungsder eine weite, mit einem Verschlußorgan versehene teil ist mit dem Granulierteil hintereinander verÖffnung aufweist, einen inneren Durchmesser von 60 bunden. Der Winkel zwischen einer Drehachse zur 35,7 mm und je ecm bis zu 250 ecm eine Gradein- Zerkleinerung und der zur Granulierung ist wirksam, teilung besitzt. 10 g trockene Probe wird in ein wenn er 90° beträgt in bezug auf Einlaß und Auslaß Becherglas gegeben, 100 bis 150 ecm destilliertes der Nitrocellulose, der Abgabe und der Fortbewegung Wasser unter Schütteln des Becherglases zur Ver- zerkleinerten Gutes. Es besteht jedoch keine unbemischung hinzugefügt, der Inhalt in den Meßzylinder 65 dingte Notwendigkeit zur Begrenzung des obengegeben und zusätzliches destilliertes Wasser bis zum erwähnten Winkels, Zylinders, der Größe, Um-Auffüllen des Zylinders auf 250 ecm zugesetzt. Der drehung oder der Messer zum Zerkleinern und Stopfen wird auf die Öffnung des Zylinders gebracht, Granulieren.

Die durch den Einlaß eingefüllten Ester werden von einer Gruppe großen Ausmaßes kontinuierlicher einzelner Fasereinheiten in Gruppen geringeren Ausmaßes mit kleinerem Volumen (leicht granulierbarer Zustand) zerkleinert und werden dann in dem nachfolgend an den Zerkleinerungsteil angeschlossenen Granulierteil bewegt und verdreht. Weiterhin werden sie durch gegenseitige Reibung der Gruppen geringerer Masse in kugelige Form übergeführt, schließlich in kleine kugelförmige Partikeln mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm und werden dann aus dem Auslaß ausgetragen.

Das spezifische Schüttvolumen (der Wert des scheinbaren Volumens dividiert durch das Gewicht ccm/g) der durch die vorliegende Methode granulierten Nitrocellulose liegt bei 4 bis 7. Dies ist wesentlich geringer als der Wert von 7 bis 14 vor der Behandlung.

Die granulierte Nitrocellulose kann daher leicht in Vorratsbehälter oder Transportbehälter, wie z. B. Fässer, verpackt werden, und das Fassungsvermögen ist um etwa 30°/₀, verglichen mit nicht behandelter Nitrocellulose, gesteigert. Während nicht behandelte Nitrocellulose beim Kippen aus den Trommeln kaum herausfließen, fließt die granulierte Nitrocellulose leicht heraus.

Die Löslichkeit der erfindungsgemäß erzeugten granulierten Nitrocellulose gegenüber Lösungsmitteln ist der nicht behandelter Nitrocellulose überlegen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Obenaufschwimmen der Nitrocellulose beim Lösen auf Grund des geringen spezifischen Schüttvolumens der granulierten Nitrocellulose ausgeschaltet wird.

Soll eine hochkonzentrierte Lösung der Nitrocellulose hergestellt werden, so geht zunächst ein geringer Anteil der in das Lösungsmittel eingeführten Nitrocellulose in Lösung und nachfolgende Mengen sinken herunter und lösen sich, jedoch steigt die Viskosität der Lösung rasch an und hindert die letzten Anteile der Nitrocellulose am Untertauchen und läßt sie in schwimmendem Zustand. Dies geschieht in den meisten Fällen und erfordert eine lange Auflösungszeit.

Wie aus dem geringen spezifischen Schüttvolumsn der granulierten Nitrocellulose hervorgeht, ist die Luftschicht in dem scheinbaren Volumen der Nitrocellulose dünn, was den Kontakt der Nitrocellulose mit dem Lösungsmittel erleichtert und die Löslichkeit verbessert.

Beispiel 1

Eine Aufschlämmung, bestehend aus 5°/_oiger Nitrocellulose, hergestellt aus Linters, und 95°/₀ Wasser, wird in einem Zerkleinerer behandelt, wobei ein Zerkleinerungsgrad der Nitrocellulose von 50 erzeugt wird. Nach Behandlung in einem Vakuumverdampfer

ίο wird feuchte Nitrocellulose, bestehend aus 50°/„ Nitrocellulose und 50°/₀ Wasser erhalten. Diese wird in dem nachfolgenden Granulator der Granulierung unterworfen.

Der Granulator ist, wie in F i g. 1 gezeigt, konstruiert. In F i g. 1 wird im Teil A die durch einen Beschickungseinlaß eingeführte Nitrocellulose unter Zerkleinerung durch das Ende dieses Teils in den Teil B übergeführt, wo die Nitrocellulose verdreht in kleine kugelförmige Partikeln mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm granuliert und aus dieser Vorrichtung ausgetragen wird.

Die an einer Drehachse 3 angebrachten, in einem Zylinder 2 eingeschlossenen Messer 4 des Teils A zeigen die Gestalt eines kontinuierlichen Bandes mit einer Höhe von 160 mm und einem Montagewinkel von 30°, während die an einem Schaft 6 angebrachten, in einem Zylinder 5 des Teils B eingeschlossenen Messer 7 diskontinuierliche Gestalt aufweisen, mit einer Höhe von 80 mm und einem Montagewinkel von 45°. Jede der Drehachsen 3 und 6 ist direkt mit einzelnen Motoren 9 und 10 verbunden. Die Umdrehungen pro Minute betragen 500. Teil A und Teil B sind nacheinander und in einem Winkel von 90° miteinander verbunden, so daß die Beschickung, die Behandlung und das Abziehen erleichtert werden. Die unter Verwendung dieser Granuliervorrichtung hergestellte granulierte Nitrocellulose weist die in Tabelle 1 wiedergegebenen Eigenschaften auf.

Beispiel 2

Digerierte, jedoch nicht zerkleinerte Nitrocellulose mit einem Zerkleinerungsgrad von 100 wird auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 behandelt, wobei die granuli erte Nitrocellulose die für Beispiel 2 in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften aufweist.

Prüfung
der Eigenschaften

Beispiel 1

Granulierte
Nitrocellulose Nichtgranulierte
Nitrocellulose

Beispiel 2

Granulierte
Nitrocellulose

Nichtgranulierte Nitrocellulose

1. Fließfähigkeit

2. Löslichkeit ...

35°
5 Minuten 57°
25 Minuten

40°
Minuten

nicht fließfähig 40 Minuten

Bemerkung 1: Prüfung auf freie Fließfähigkeit

70 kg angefeuchtete Nitrocellulose, die 25 % Feuchtigkeit enthält, wird in eine Trommel mit einem Volumen von 2201 eingeführt. Durch Einklemmen des oberen Randes wird der Boden der Trommel unter Umdrehung der Trommel hochgehoben. Die freie Fließfähigkeit wird durch den Neigungswinkel ausgedrückt.

Bemerkung 2: Löslichkeitsprüfung

Die Löslichkeit wird ausgedrückt durch die Zeit, die notwendig ist, um 25°/oige reine trockene Nitrocelluloselösung nach Einbringen von Nitrocellulose in Methanol in einen Auflösebehälter zu erhalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Granulieren von Celluloseester durch Benetzen mit Wasser unter Anwendung von Misch- und Drehbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß man Nitrocellulose, die ein Absetzvolumen von 30 bis 200 ecm, bestimmt durch lstündiges Stehenlassen einer Probe von 10 g in 250 ecm destilliertem Wasser und Bestimmung der Absetzhöhe, hat, auf eine Feststoffkonzentration von 20 bis 60°/₀ in Wasser bringt und das dabei erhaltene Nitrocelluloseprodukt durch Misch- und Drehbewegung granuliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Vorrichtung ausgeführt wird, die aus einem ersten Satz kontinuierlicher schraubenförmiger Messer (4), die an einer ersten Drehachse (3) in einem ersten Zylinder (2) angebracht sind, welcher an einem Ende einen Beschickungseinlaß (1) aufweist und an dem anderen Ende mit einem Ende eines zweiten Zylinders (5) verbunden ist, und aus einem zweiten Satz einer Anzahl diskontinuierlicher Messer (7) besteht, die an einer anderen Drehachse (16) in dem zweiten Zylinder angebracht sind, welcher einen Produktauslaß (8) an dem Ende aufweist, das nicht mit dem ersten Zylinder verbunden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungswinkel zwischen den beiden Drehachsen 90° beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen