JP4666768B2 - 圧縮された流動性の良い塗料用原料の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、水またはアルコールで湿潤された（ｍｏｉｓｔｅｎｅｄ）ニトロセルロースを孔のあいたプレートを通してプレスすることを特徴とする圧縮された（ｃｏｍｐａｃｔｅｄ）流動性の良い（ｆｒｅｅ−ｆｌｏｗｉｎｇ）ニトロセルロースの製造方法に関する。
【０００２】
エステル化度が低く窒素含量が１２．６％より小さい主として塗料（ｌａｃｇｕｅｒ）工業において使用されるニトロセルロースは、通常、硝酸、硫酸及び水の混合物からなるニトロ化剤である酸によってセルロースをエステル化することにより製造される。一般には水で強力に洗浄することによりニトロ化剤である酸を除去し、熱分解工程において所望の分子量のニトロセルロースを得た後、このようにして得られた繊維状の構造を有するニトロセルロースは自己発火しないように安定化されねばならない。種々の安定剤がこの目的のために使用される。
【０００３】
混合により可塑剤を加える以外では、最も一般的に使用される方法はニトロセルロースを水および／またはアルコールで湿潤する方法である。原料ニトロセルロースは、通常アルコール（例えば、エタノール、イソプロパノール、またはブタノール）および/または水の含量がそれぞれ３０または３５％で販売される。もし湿潤率が２５％未満であるなら、これらの部分エステル化原料ニトロセルロースは、その大きな危険の可能性のために、「爆発物」として取り扱わなければならない。(「危険物の輸送に関する勧告」１０版、国際連合（１９９７）)。
【０００４】
その羊毛状の構造のため、繊維状原料ニトロセルロースは平均して２５０と３５０ｇ／ｌの間の範囲の見かけ密度を持っている。このような製品の輸送に関しては、その低い見かけ密度は梱包および輸送コストに関して不利に働く。これは繊維状ニトロセルロースを、例えばドラムやカートンのような梱包用コンテナーに充填する際に問題になる。このやり方では見かけ密度が事実上増大することになるがそれとともにニトロセルロースの注型適性（ｐｏｕｒａｂｉｌｉｔｙ）は低下する。これはニトロセルロースコンテナーを空にするのに要する労働力を増大させる結果になる。
【０００５】
輸送や貯蔵をより安全にすることを目的とする繊維状原料ニトロセルロースの処理方法が知られている(イギリス特許第８７１２９９号)。湿潤したニトロセルロースに圧縮力Ｐ＝２Ｍ＋６４００（Ｐはｐｓｉ単位で表された力であり、Ｍはミクロン単位で表されたニトロセルロースの平均繊維長である）を加えて圧縮（ｃｏｍｐａｃｔａｔｉｏｎ）が行われる。好ましくは１５，０００から１７，０００ｐｓｉ（１１１０−１１９６Ｋｐ／ｃｍ²）の範囲にある力が間隔なしで反対方向に回転する２個のロールによって加えられる。
【０００６】
このようにして得られたフレーク状のニトロセルロースは引続き加工装置内でより細かな小片に壊される。その設備費や操業費用が嵩むことは別としても、このプロセスの不都合な点はロール圧縮の間に起こるニトロセルロースの乾燥である。イギリス特許明細書第８７１２９９号には、実施例において得られる全ての圧縮されたニトロセルロース物質が２５％未満の湿潤率を有しており、その結果爆発性の物質となる。実際高圧の下でのロール圧縮は自己発火現象を起こし、特にロール間に非常に大量のニトロセルロースが常時存在するのであるから、人的なおよびプラントの危険をもたらすものであることが示されている。
【０００７】
同様のプロセスが米国特許明細書第５３７８８２６号にも記載されている。前述の不都合はここでもあてはまる。
【０００８】
この発明の目的は、それ故、ニトロセルロースが乾燥するのを妨げつつ圧縮された流動性の良いニトロセルロースを製造する新しい方法を提供することにある。
【０００９】
驚くべきことに、圧縮されたニトロセルロースはブレイカーミル中の孔を有するダイ(ｄｉｅ)（プレート）上を走行する回転式ブレイカー（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｂｒｅａｋｅｒｓ）(ホイール)によって湿潤されたニトロセルロースをダイの孔（例えばｂｏｒｅｓ）を通してプレスすることによっても得られることが見出された（図１参照）。これによってニトロセルロース塗料（ｌａｃｇｕｅｒ）原料は圧縮される。ダイの下には切断装置があって、それによって微粒子状の（ｇｒａｎｕｌｅ−ｌｉｋｅ）予備成形体（ｐｒｅｆｏｒｍ）は所望の長さにされる。予備成形体の断面形状は孔の断面の形状によって決まる。
【００１０】
決められたプロセス条件が維持されれば、使用されるニトロセルロースの乾燥はほとんど起こらず、湿潤率２５％未満の爆発物質領域にまで落ち込む事はないことは強されるべきである。
【００１１】
ブレイカーミル内では少なくとも１個のブレイカーが回転する。２個のブレイカーが普通であるが、２個以上のブレイカーも設置され得る。これは処理装置の大きさおよびブレイカーの径による。圧縮された物質は鋭いエッジを有する硬いものから指で簡単につぶれる柔らかいものまで変わり得る。
【００１２】
しかしながら、湿潤されたニトロセルロースが単純にダイを通してプレスされ、孔を有するダイの上をホイールが往復運動することによって圧縮されることもまた可能である。
【００１３】
ダイが丸い孔を有する場合、プレス比Ｐは圧縮されたニトロセルロースの稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を決める。Ｐはダイの孔（ｂｏｒｅ）の長さと径の比として定義される：Ｐ＝孔（ｂｏｒｅ）の長さ／孔（ｂｏｒｅ）の径。
【００１４】
プレス比Ｐは０．５−５．０の間、好ましくは０．５と３．０の間の領域になるべきである。
【００１５】
ダイの孔は正方形、長方形、楕円形または不規則な形の断面であっても良い。ダイの単位面積あたりの孔数はダイの安定性によって決まる。圧縮によって使用されるニトロセルロースの見かけ密度を何倍も増大させることが出来、それによって流動性の良い物質を得ることが可能である。
【００１６】
圧縮されていない原料が計量装置（例えば、連続スクリュウまたはベルト）を経てブレイカーミルに供給される。ブレイカーミルに、例えば窒素や炭酸ガス（ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ）のような不活性雰囲気を供給することも出来る。以下の実施例は本発明の方法を詳細に記述するが、それに限定されるものではない。
図１：
（１）： 駆動シャフト
（２）： ブレイカー
（３）： 孔を有するダイ
（４）： 切断装置
（５）： ハウジング
ｄ ： 孔の径
ｅ ： 孔の長さ
Ｄｋ： ブレイカーの径
Ｂ ： ブレイカーの幅
Ｄｍ： ダイの径
【００１７】
【実施例１】
エタノール３４．６％で湿潤されたスタンダードＡ３０に対応するニトロセルロースを２１０ｋｇ／ｈで連続的にブレイカーミル（ダイの径：Ｄｍ＝１７５ｍｍ，ブレイカー径：Ｄｋ＝１３０ｍｍ，ブレイカー幅：Ｂ＝２７ｍｍ，ブレイカー数：２，駆動シャフト速度：１５０ｒｐｍ）に供給した。プレス比は２であった（孔径：ｄ＝６ｍｍ，孔形状：円，孔の長さ：ｌ＝１２ｍｍ）。切断装置とダイの下面との間隔は２０ｍｍであった。圧縮された物質は３４．２％の湿潤率と５７８ｇ／ｌの見かけ密度を持っていた。予備成形体は８週間貯蔵後においても１００リッタードラム中で良好な流動性を維持していた。
【００１８】
【実施例２−７】
これらの実施例は実施例１に記載したように行われた。試験条件は表１に示されている。
【００１９】
【表１】

本発明の好適な実施の態様は次のとおりである。
１． 水またはアルコールで湿潤された塗料原料が孔を有するダイを通してプレスされることを特徴とする圧縮された流動性の良いニトロセルロース系塗料原料の製造方法。
２． プレス比Ｐが、
Ｐ＝孔の長さ／孔の径＝０．５〜５．０
好ましくは０．５〜３．０の範囲にあることを特徴とする上記１に記載の方法。
３． 塗料原料が１またはそれ以上の回転式ブレイカーによってダイの孔を通してプレスされることを特徴とする上記１または２のいずれかに記載の方法。
４． 塗料原料が１またはそれ以上の振動式（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）ホイールによってダイの孔を通してプレスされることを特徴とする上記１または２のいずれかに記載の方法。
５． 圧縮された塗料原料がダイの下で所望の長さの小片に切断されることを特徴とする上記１〜４のいずれか１つに記載の方法。
６． 水またはアルコールで湿潤され塗料原料として使用されるニトロセルロースが１２．６％以下の窒素含有量を有することを特徴とする微粒子状の塗料原料の製造方法。
７． 上記１〜６のいずれか１つの方法によって製造される圧縮された流動性の良いニトロセルロース系塗料原料。

Claims (3)

1. 水またはアルコールで湿潤された塗料原料が孔を有するダイを通してプレスされることを特徴とする圧縮された流動性の良いニトロセルロース塗料原料の製造方法であって、
   プレス比Ｐが、
   Ｐ＝孔の長さ／孔の径＝０.５〜５.０
   の範囲にあり、製造されたニトロセルロースの湿潤率は２５％以上である、
   ことを特徴とする方法。
2. プレス比Ｐが、
   Ｐ＝孔の長さ／孔の径＝０.５〜３.０
   の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 塗料原料が１もしくはそれ以上の回転式ブレイカーによって、または１もしくはそれ以上の振動式（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）ホイールによって、ダイの孔を通してプレスされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。

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