JPH0688862B2

JPH0688862B2 - 溶剤としてアルコール及びエーテルを用いて一塩基性推進装薬粉末を製造する方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0688862B2
Application number: JP2505965A
Authority: JP
Inventors: ミーリング、ヴォルフガング
Original assignee: ヴェーエヌツェーニトロヘミーゲゼルシャフトミトベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: GR1002291B; ES2049975T3; NO905578D0; AU5426190A; US5186871A; PT93866B; EP0422173A1; NO174580C; GR900100273A; FI98302B; FI98302C; IL94192A; JPH03505198A; BR9006725A; FI906353A0; ZA903075B; IL94192A0; WO1990012772A2; AR242764A1; CN1046888A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、押出装置の使用下に溶剤としてアルコール及
びエーテルを用いて一塩基性推進装薬粉末を製造する方
法、並びに上記種類の一塩基性推進装薬の製造装置に関
し、この装置は、枠の中に支持された少なくとも１個の
スクリュー及び枠の排出末端に配置された少なくとも１
個のダイスと排出末端にある推進装薬粉末材料冷却用の
冷却装置とが設置された押出ヘッドを有する。

従来技術から押出装置の使用下に推進装薬粉末を製造す
ることは知られている。ドイツ特許出願公開第3242301
号公報から、例えばダブリュシャフトスクリュー押出機
の使用下に推進装薬粉末材料の混合及び捏和が行なわれ
る装置が知られている。この装置は、冷却装置を有し押
出しの際に生じる熱を消散させ、粉末材料が押出装置中
を通過する間中、その材料中で特定の温度範囲を調整す
る。この際、一塩基性粉末にとって温度は排出末端で最
も高くなければならない。推進装薬粉末の製造のための
冷却装置を有する押出装置は、ドイツ特許出願公開第34
07238号公報からも公知である。

一塩基性推進装薬粉末の製造は溶剤の使用を必要とす
る。通常、特にアルコール、アセトン及びエーテルであ
る。使用されるニトロセルロースは、一般にアルコール
湿潤性である。押出機中で一塩基性推進装薬粉末の製造
に従来溶剤としてアルコール／アセトンしか使用されな
かった。エーテルは極めて低い沸点を有する。押出機中
に熱を遊離するので、エーテルの蒸発のために結果とし
て押出機から排出された粉末混合物は、エーテル気泡を
全体にわたって含有する。エーテル気泡は粉末混合物の
均一性を妨害し、粉末鎖の多孔性表面を生じ、それゆえ
に不十分な生成物品質を生じる。更に排出するエーテル
−空気−混合物はかなり危険である。この理由から、従
来アルコール／エーテルを溶剤として利用することは、
この溶剤がそれ自体アルコール／アセトンに比して著し
い利点を有するのにもかかわらず断念しなければならな
かった。したがって、アセトンを再び推進装薬粉末混合
物から除去するのがエーテルより一層困難となる。比較
的長い減圧乾燥時間並びに延長された浸漬も必要であ
る。更に、アセトンで製造された一塩基性推進装薬粉末
は、冷凍温度で冷やした場合、脆くなる傾向がある。

それ故に本発明は、最初に上げたタイプの方法及び装置
を提供することが課題である。それは簡単な構造及び取
り扱い操作上安全に、溶剤としてのアルコールとエーテ
ルを用いて押出装置の使用下で高品質の一塩基性推進装
薬粉末を製造することができる。

この課題を解決するための本発明による方法は、粉末材
料をこれが押出機を離脱する前に冷却することを特徴と
する。

本発明による方法は、一連の著しい利点で優れている。
押出装置から排出する前に推進装薬粉末材料の冷却によ
ってエーテル気泡の発生を安全な方法で回避することが
できる。

本発明による方法の場合、ニトロセルロースのゲル化の
際に捏和エネルギーの一部を熱に変えることを考慮しな
ければならない。したがって、押出機中にある混合物
を、常法でエーテルの沸点（35℃）より高い温度に加熱
する。粉末表面でのエーテル気泡の形成を避けるため
に、ダイス通過後の推進装薬粉末材料の温度は、エーテ
ルの沸点よりも著しく高くなってはならない。本発明に
よれば、エーテル気泡の発生が特に決定的である範囲、
即ち押出装置の出口領域或いは排出末端でしか冷却され
ないので、この範囲内で粉末材料の温度を、エーテルの
沸点またはそれ以下に下げる。

本発明は、エーテルでゲル化された一塩基性推進装薬粉
末混合物が押出機中で他の合成物質、例えば熱可塑性材
料または多塩基性推進装薬粉末混合物と明らかな相違を
示すという知見に基づく。熱可塑性材料または多塩基性
推進装薬粉末混合物の場合、粘度は著しく温度に依存す
る。即ち、押出機中の流動挙動は、温度の変化とともに
変化する。この様な合成物質の場合、押出機の出口領域
でジャケット部材の温度を、合成物質の融解に適合さ
せ、横断面全体に渡る一定の温度分布を、不均一性が回
避されるように、及び均一の流動挙動が存在するように
確保する。

これに反して、本発明によればエーテルでゲル化された
推進装薬粉末混合物の場合、粘度及び同時に流動挙動は
実質上温度に依存することが分かった。したがって、こ
の推進装薬粉末材料から、押出しの間熱エネルギーを冷
却によって除き、そして温度勾配を生じさせることがで
きる。この勾配を、放射状及び軸上方向でエーテルの沸
点を越えないように形成する。その際粉末材料の不均一
性又は異なる流動挙動を生じる危険はない。

更に、本発明によれば、推進装薬粉末材料をエーテルの
沸点以下で冷却することができる様に、押出装置全体を
形成することは不必要であることが分かった。むしろ、
推進装薬粉末材料を押出装置から離脱するまえに冷却す
るので十分である。したがってこの材料はダイスの通過
後、エーテルの沸点と同一またはこれより低い温度を有
する。押出装置の他の領域中に存在する圧力は、エーテ
ル気泡形成を信頼できる方法で阻止する。

したがって、本発明による方法によれば、押出装置の通
過域全体にわたって、特定の温度範囲を維持する必要が
ない。例えばこのことはドイツ特許出願公開第3242301
号公報から公知である。特に推進装薬粉末混合物の温度
を、押出機の捏和及び混合域中でエーテルの沸点以下に
保つ必要がない。

本発明による方法の有利な、より一層の発展によれば、
冷却は35℃ないし40℃の温度に行なわれると予見され
る。この温度は、エーテルの沸騰温度に相当する。この
際、沸騰温度を僅かに越えることは取るに足らないこと
である。なぜならば、エーテル気泡が全く発生しないか
またはほんの僅かな量でしか発生しないからである。

更に本発明による方法において、押出装置のスクリュー
領域をできるだけ完全に充填して操作する場合が特に有
利である。この操作は、押出装置中での推進装薬粉末混
合物の十分な圧力を確保し、そして押出装置の非冷却域
中にエーテル気泡が発生しないことを保証するのに重要
である。押出機を混合及び捏和域中でも冷却した場合、
完全な充填は粉末混合物から押出機への良好な熱移行を
促進する。

粉末混合物の加熱を、ゲル化処理の間でのみに制限する
ために、推進装薬粉末混合物または粉末混合物の処理は
押出機のスクリュー領域の低い回転速度で行なわれるの
が有利である。回転速度の増加は、他の一定の条件で生
成物温度の上昇を招く。

更に本発明によれば、アルコール含有率が25％と30％と
の間の範囲にあるように選択するのが特に有利である。
高いDNT含有率を有する推進装薬粉末混合物の場合、本
発明によればアルコール含有率を25％以下に下げること
もできる。

本発明による方法の別の、特に有利な実施形態におい
て、更にエーテル含有率を押出機の出口領域での圧力が
30乃至35バールであるように調整するようにして行な
う。

本発明による方法の使用下に、エーテルでの一塩基性推
進装薬粉末のゲル化を、比較的短い押出機ヘッドの使用
下でさえも安全な方法で実施することができる。

本発明による方法を実施するのに適する装置は、スクリ
ューの末端とダイスとの間に通路が設けられ、その通路
内に冷却心棒が配置されていることを特徴とする。冷却
心棒に、例えば水または他の適する液体を供給する。冷
却心棒は通路の中央に支持されることが好ましい。

更に、本発明による装置において、枠の排出末端にはス
クリューの末端域を取り囲む第一冷却ジャケットが及び
通路には第二冷却ジャケットが取り付けられている場合
に有利であることが明らかである。したがって、通過方
向に見られるように、最後のスクリュー域は既に冷却器
中に含まれる。

本発明による装置において、推進装薬粉末材料は妨害な
く通路を流れるので、安定な算出可能な温度勾配を調整
することができる。冷却心棒によって、ダイスの前で粉
末材料の特別に激しい冷却が得られる。推進装薬粉末材
料を内側から及び外側から（放射状方向に見て）冷却す
る。したがって、推進装薬粉末材料は、ダイスの入り口
で放射状方向に均一な温度を有する。したがって個々の
過加熱された領域の発生は、信頼できる方法で回避され
る。

次に、本発明を図面とともに実施例にしたがって記載す
る。その際、各図は次のとおりである。

第１図本発明による装置の排出末端の図解による断面
図；第２図第１図中に示された冷却心棒の断面図；第３図冷却心棒の他の実施例の断面図；第４図押出スクリューの構造の図解による表示。

第１図に描写された本発明による装置は、枠２を有し、
その中に二重スクリュー１が回転可能に支持される。第
１図による作図に当たり、押出機入り口領域は詳細に描
写されていない。押出機は、第１図中に描写されていな
い、その末端に充填開口部を有し、その開口部には配量
添加装置が取り付けられるのが好ましく、その装置を用
いて推進装薬粉料の出発材料を供給することができる。
更に、溶剤（エーテル及びアルコール）の添加のための
配量装置を設置する。押出機の図解による構造は、例え
ばドイツ特許出願公開第3042697号公報中に記載されて
いる。ここで繰り返しを避けるために、当該公報を参照
されたい。

枠２の排出末端は、第一冷却ジャケット５で取り囲まれ
る。これは第１図中に部分的にしか描写されない。この
冷却ジャケットは、枠２を同軸上で取り囲み、そしてコ
ネクション9a及び9bを備え、それを通して冷却媒体、例
えば水を供給または排出することができる。

枠２の後ろに、中間プレート13を設ける。これは一方で
二重スクリューの支持のために、及び他方で枠２または
第一冷却ジャケット５の遮断のために使用する。プレー
ト13の後ろに通過部材14が設けられ、これは枠２の実質
上８字形状の流れ横断面を二重スクリュー１の領域で円
形状またはスリット状横断面に変えるために使用する。
通過部材14もコネクション10a,10bを設けることができ
る。これを通して、描写されていない冷却ジャケットに
冷却液体を供給することができる。通過部材14の次に、
軸受けプレート15が設けられ、それは後続の軸受けプレ
ート16と一緒にシリンダー17を支持し、そのシリンダー
は推進装薬粉末材料の通過のための通路７を形成する。
通路７は第二冷却ジャケット６によって取り囲まれ、そ
のジャケットにはコネクション11a及び11bが設けられ、
それを通して冷却媒体が供給または排出される。

軸受けプレート16の後ろに、ダイス３またはダイスプレ
ートが設けられ、これには同様にコネクション12a及び1
2bが取り付けられ、冷却媒体を第１図に示されていない
冷却ジャケットを通して導入する。ダイス３は常法で形
成することができ、そして、ダイス維持プレート、スク
リーニング装置等々を有する。これは例えばドイツ特許
出願公開第3042662号公報中に記載されている。ここで
繰り返しを避けるため当該公報を参照されたい。押出機
ヘッド４の主要部を形成する通路７中に、同軸上に冷却
心棒８を設置する。通路７は円形状横断面を有すること
ができ、この場合、その時冷却心棒８は同様に円形状横
断面を有している。冷却心棒８は、実質上通路７の全長
にわたって伸び、そしてその内部に空洞19を有する。そ
の空洞中にパイプ18が開口し、これによって冷却液体を
冷却心棒８中に導入することができる。作図を簡単にす
るために、冷却媒体を冷却心棒８から排出するためのコ
ネクションを第１図中に示していない。

第２及び第３図は、それぞれ本発明による冷却心棒８の
実施例を示す。第２図中に示された実施例において、第
１図に図解して示したように、中央のパイプ18が設けら
れ、これを通して冷却媒体が空洞19中に導入される。冷
却液体の排出は、通路21を介して行なわれ、その通路は
放射状方向にダイス３またはダイス維持プレート中に及
び、これらがダイス穴の間に冷却媒体を通過させること
ができるように配置される。

第３図中に示される実施例においてパイプ18は入り口開
口部を有しない。むしろこれは流動案内部材として空洞
19中に設けられる。冷却媒体の導入及び排出は、通路21
を介して行なわれる。

第４図中に図解して本発明によるスクリューの構造を示
す。これは多くの右旋回スクリュー部材並びに右及び左
の捏和ブロック及び引き込み部材を有する。第４図中に
示した様に、まず第一に通過方向に５つの引き込み部材
があり、その次に４つの右旋回スクリュー部材がある。
一つの右捏和ブロックがあり、その次に右旋回スクリュ
ー部材がある。その後交互にそれぞれ左の捏和ブロック
一つと右旋回スクリュー部材一つが配置されスクリュー
の出口末端は５つの右旋回スクリュー部材によって形成
される。

次に、本発明による方法のまたはこれに使用される装置
の処理パラメーター及び装置パラメーターを示す二つの
例を記載する。

例2: 溶剤としてアルコール／エーテルを用いるD698の押出押出機の構造：処理部分の長さ:21D スクリューの相対的配置:No.1（第１図）ダイスヘッド：８字形からスリットへの部材（第３図）の次にダイスプ
レート及び２個のダイス（Ｄ＝5.2,TK₁＝3.0,d＝0.6）押出機の温度：枠１（固体の配量添加） 30℃ 枠２（溶剤の配量添加） 30℃ 枠３ 20℃ 枠４ 20℃ 枠５ 14℃ ８字形からスリットへの部材 14℃ プレート 14℃ 試験パラメーター：ニトロセルロースのアルコール湿潤率 23.4％固体配量添加 12Kg/h エーテル配量添加 5.2l/h 押出機の回転数 32U/分温度１（８−スリット部材の初め） 44-46℃ 温度２（８−スリット部材の末端） 33-35℃ ヘッド圧 29-31バール水圧 60-64バール生成物は、ゲル化されていないニトロセルロースの目に
見える徴候もなく均一である。

例1: 溶剤としてアルコール／エーテルを用いるB6320の押出押出機の構造：処理部分の長さ:21D スクリューの相対的配置:No.1（第１図）ダイスヘッド：冷却パイプを備えた８字形から円形への部材（ウェルナ
ーアンドフライデレル）（Werner ＆ Pfleidere
r））（第１図）及び冷却フィンガーを有するプレート
（第２図）、12ダイス（Ｄ＝2.7;d＝0.45）押出機の温度：枠１（固体の配量添加） 35℃ 枠２（溶剤の配量添加） 35℃ 枠３ 25℃ 枠４ 25℃ 枠５ 10℃ ８字形から円形への部材 10℃ 冷却パイプ 10℃ 冷却フィンガーを有するダイスプレート 10℃ 試験パラメーター：ニトロセルロースのアルコール湿潤率 21.5％固体配量添加 24Kg/h エーテル配量添加 13.1/h アルコール配量添加 1 /h 押出機の回転数 45U/分温度１（８字形から円形への部材） 48-50℃ 温度２（ダイスプレート直前） 36-38℃ ヘッド圧 33-35バール水圧 75-80バール生成物は完全にゲル化される。

本発明は、示された実施例に限定されない。むしろ当業
者は本発明の範囲内で多くの変化及び変更をすることが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶剤としてアルコールとエーテルを用いて
押出装置の使用下に一塩基性推進装薬粉末を製造するに
あたり、押出装置を離脱する前に推進装薬粉末材料を冷
却することを特徴とする、上記粉末の製造方法。
【請求項２】冷却を、35℃ないし40℃温度に実施するこ
とを特徴とする、請求の範囲１記載の方法。
【請求項３】押出機のスクリュー領域（１）を、できる
かぎり完全に充填された状態で操作することを特徴とす
る、請求の範囲１または請求の範囲２記載の方法。
【請求項４】推進装薬粉末材料を、押出機のスクリュー
（１）の低い回転スピードで加工することを特徴とす
る、請求の範囲１ないし３のいずれか一つに記載の方
法。
【請求項５】アルコール含有率は、25％と30％の間にあ
ることを特徴とする、請求の範囲１ないし４のいずれか
一つに記載の方法。
【請求項６】高いジニトロトルエン（DNT）含有率を有
する推進装薬粉末材料のアルコール含有率を25％以下に
減少させることを特徴とする、請求の範囲１ないし４の
いずれか一つに記載の方法。
【請求項７】エーテル含有率を、押出機の出口領域での
圧力が25ないし35バールである様に調整することを特徴
とする、請求の範囲１ないし６のいずれか一つに記載の
方法。
【請求項８】枠（２）に支持された、少なくとも一個の
スクリュー（１）及び枠（２）の排出末端に配置され
た、少なくとも一個のダイス（３）を含み、排出末端に
ある推進装薬粉末材料の冷却用冷却装置を有する押出機
ヘッド（４）から成る、特に請求の範囲１ないし７のい
ずれか一つに記載の方法に従って、溶剤としてアルコー
ル及びエーテルを用いて一塩基性推進装薬粉末を製造す
る装置において、スクリュー（１）の末端域とダイス
（３）との間に通路（７）が設けられ、それ中に冷却心
棒（８）を配置することを特徴とする、上記粉末を製造
する装置。
【請求項９】枠（２）の排出末端には、スクリュー
（１）の末端域を取り囲む第一冷却ジャケット（５）が
設置され、通路（７）には第二冷却ジャケット（６）が
設置されることを特徴とする、請求の範囲８記載の装
置。
【請求項１０】冷却心棒（８）が、通路（７）中の中央
に支持されていることを特徴とする、請求の範囲８また
は９記載の装置。