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L'emploi de séchoirs à cylindres pour amener à. l'état solide des substances en solution ou en émulsion est connu dans les domaines de production les plus divers, en particulier dans la préparation de produits de lavage, tels que les poudres de savon, dés engrais, tels que le nitrate d'ammonium et de calcium* etc. L'application de ce mode de séchage aux solutions de résines synthétiques n'a pas encore donné de résultats utilisables jusqu'à présent. En raison de la température élevée des cylindres de séchage qui de son côté est nécessaire pour provoquer l'évaporation du solvant, la qualité du produit est fâcheusement affectée lorsqu'il s'agit de traiter des solutions ou émulsions de résines synthétiques de phénol ou de orésol-for-
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maldéhyde.
L'action exercée par la température fait durcir complètement la résine avec formation de résite, et par suite la résine séchée n'est plus soluble, sinon partiellement.
Or il a été découvert qu'il est possible, en se oonformant à des conditions de traitement déterminées, de sécher même des solutions ou émulsions de résines phénoliques ou crésoli- ques, au moyen d'un séchoir à cylindres, à l'état de substances en feuilles ou en paillettes, en obtenant en même temps par une modification chimique de la résine phénolique ou créceolique une résine sèche possédant des propriétés notablement amélio- rées.
Suivant l'invention on part de solutions ou émulsions de résines phénoliques ou crésoliques d'une viscosité choisie de façon que la solution ou émulsion soit fluide à la tempéra- ture ambiante. En' outre la teneur en alcali de la résine phéno- lique ou crésolique à sécher doit être réglée de façon que la teneur en alcali de la résine sèche soit inférieure à 10% et de préférence comprise entre 3 et 6% en poids. Le réglage de la viscosité s'effectue au cours de l'opération de condensation, en règlant d'une manière appropriée les concentrations, la température .et la durée de la condensation. Le cylindre plon- geant qui applique la masse de résine sur le cylindre de séchage est disposé à peu près à la hauteur du milieu du cylindre de séchage.
Le couteau racleur est disposé de façon à se diriger en sens inverse par rapport au mouvement de bas en haut de la masse de résine adhérant au cylindre de séchage, et à racler ainsi facilement le produit séché, qui tombe sur le cylindre de refroidissement situé en dessous et tournant en sens inverse.. Cette disposition du couteau racleur est très importan- te en ce qui concerne le traitement de séchage, pour empêcher la masse de résine de s'accumuler devant le oouteau racleur.
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Le réservoir qui contient la solution ou émulsion de résine comporte un agitateur convenable, qui assure l'homo- généité de la solution ou émulsion. La solution ou émulsion de résine coule de ce réservoir à agitateur dans un bao d'immer- sion, maintenu à une' température sensiblement constante de 40 à 50 On règle la température du cylindre de séchage entre 110 et 1300.
Pour éviter que la solution ou l'émulsion de 'résine se chauffe d'une manière nuisible dans le bac. d'immersion, on fait arriver la solution ou émulsion de résine à sécher à l'état froid et on refroidit encore éventuellement le bac de façon à pouvoir y maintenir la température nécessaire de 40 à 50 Le cylindre plongeant en rotation reprend la solution ou l'émulsion 'de résine dan s le bex d'immersion et la trans- porte sur le cylindre de séchage chauffé en rotation. L'in- tervalle qui sépare ces deux cylindres et la vitesse angulaire du cylindre plongeant sont choisis de façon que la quantité de solution ou d'émulsion de résine qui s'accumule dans l'angle entre les deux cylindres soit suffisante pour alimenter le cylindre de séchage régulièrement et d'une manière continue.
La solution ou émulsion de résine sèche sur le cylindre de sé- chage jusqu'à ce que sa teneur en solvant résiduel soit celle qu'on désire' et' le dispositif racleur en forme de couteau en détache encore une masse plastique. Suivant l'épaisseur de la couche à appliquer, le cylindre de séchage et le cylindre d'immersion tournent dans le même sens ou en sens inverse, et de préférence en sens inverse lorsque la couche à appliquer est mince. On n'a pas constaté qu'un'refroidissement particulier du dispositif rôdeur soit nécessaire.
La masse de résine pâteuse et 'plastique détachée du cylindre deséchage passe entre deux cylindres de refroidissement qui tournent en sens inverse et se lamine sous forme de couche d'une épaisseur correspondant à l'intervalle entre les cylindres' de refroidissement qui peut être réglé, puis pendant son trajet jusqu'aux couteaux râcleurs disposés sur les cylindres de refroidissement elle se refroidit
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et duroit de façon à pouvoir en être détachée sous forme déqailles et de paillettes solides.
Pour empêcher la résine séchée de continuer à mûrir, on fait arriver le produit séché sur un dispositif transporteur situé au-dessous des cylindres de refroidissement, de façon à.permettre à la - résine sèche de continuer à sécher suffisamment jusqu'à ce qu'on l'emballe.
Le procédé de l'invention ne peut être considéré comme un simple procédé de séchage, car,les divers traitements subis suivant l'invention provoquent en même temps une modification chimique des résines de phénol ou crésol et' de formaldéhyde, 'qui en améliore les propriétés d'une manière surprenante.
Le procédé de l'invention a pour effet, au cours du séchage de la solution ou de l'émulsion de résine synthétique, de séparer à l'état de vapeur en même temps que le solvant les produits de condensation inférieur contenus dans la résine, de sorte que si on emploie cette résine à la fabrication de plaques en fibres ou copeaux de bois, on obtient des produits qui ont perdu l'odeur désagréable du phénol. De plus, l'éli- mination des produits de condensation inférieurs a pour effet, dans la fabrication de plaques en contre-plaqué au moyen des résines séchée's suivant l'invention, d'atténuer dans une large mesure la tendance de la colle en résine synthétique à se détacher.
En outre, l'élimination des produits de condensa- tion inférieurs de la résine a pour effet d'augmenter la durée .de sa conservation en magasin. Un autre avantage de l'emploi des résines améliorées préparées par le procédé de l'invention dans la fabrication des plaques fibreuses ou en copeaux de bois .consiste à précipiter la résine dans une solution aqueuse alcaline de colle de résine à l'aide des acides ou des sels acides, tels que le sulfate d'aluminium.
La modification chimique subie par la résine au'cours de la préparation de la résine sèche a pour effet de faire diminuer sa teneur en éléments phénoliques solubles dans l'eau, de sorte que
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lorsqu'on traite les fibres ou copeaux de bois pour fabri- quer des plaques, la quantité de phénol qui passe dans l'eau de lavage est notablement réduite.
Les résines sèches préparées par le procédé de l'invention sont' de nouveau solubles dans Les solutions aqueuses alcalines ainsi que dans l'alcool concentré ou dilué (1 : 1).
L'invention est illustrée à l'a ide de l'exemple suivant:
On fait arriver une solution aqueuse alcaline d'une résine de crésol-formaldéhyde, contenant 57% en poids de matière solide et ayan t une teneur en alcali de 37,5 g NaOH/li- tre du réservoir 1 de l'installation représentée sur le dessin ci-joint dans le bac d'immersion 2 avec un débit de 30-35 kg/h et en refroidissant en outre le bao, de façon à y maintenir une température de 40 à 50 . Le poids spécifique à 20 de la résine est de 1,1 à 1,15. La surface du cylindre de séchage 3 est égale à 1,225 m2 et le cylindre tourne à. une vitesse de
8 tours/min, sa température est maintenue à 1200,en le chauf- fant à la vapeur.
A l'aide du cylindre plongeant 4, tournant en sens inverse, on applique la solution de résine à sécher sur le cylindre de séchage 3 et la masse de résine pâteuse plastique obtenue par l'évaporation du solvant ainsi que des produits-de condensation inférieurs est reprise de la surface du cylindre par un dispositif râcleur 5 en forme de couteau . situé au-dessous du cylindre plongeant 4. Le produit seo pâteux-plastique passe sous forme d'une large bande minde continue dans l'intervalle entre les deux cylindres de refroidissement 6 et 7, qui tournent en sens inverse l'un de l'autre et est détaché par des couteaux appropriés 8 et 9 sous forme de petites feuilles et de copeaux. Les cylindres de refroidissement sont refroidis par l'eau à une température d'environ 15 .
Le produit sec arrive ensuite sur une bande transporteuse 10 disposée au-dessous des cylindres de séchage
6 et 7. et continue ainsi à sécher avant d'être emballé et
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mis en magasin. On obtient par ce traitement en tout avec
880 kg de la solution précitée de résine de crésol-formal- déhyde, 472 kg de résine sèche contenant 8% d'eau et 5.1% d'alcali calculé à l'état de NaOH La perte en substance résineuse qui résulte du traitement est d'environ 13% et doit être attribuée à l'élimination de la résine synthétique des produits de condensation inférieurs,'élimination qui fait acquérir à la résine de crésol-formaldéhyde des propriétés notablement améliorées.
On peut encore modifier le procédé de l'invention en 'faisant arriver la résine séchée en forme de petites feuilles ou de copeaux quittant la bande transporteuse 10 ou autre dispositif'transporteur approprié, dans un dispositif de broyage de façon à broyer la résine sous forme de poudre.
Il y a lieu d'éviter au cours de cette opération de broyage une'augmentation nuisible de ia température pour éviter -d'une part que les cylindres de broyage collent l'un sur l'autre et d'autre part une modification chimique nuisible de la résine, telle que la formation de résite. A cet effet le broyage est effectué au moyen de broyeurs à cylindres, dont les cylindres peuvent être refroidis.
Les résines de phénol où de crésol- formaldéhyde préparées par le procédé de l'invention ont donné d'excellents résultats comme liants .convenant particulièrement à la fabrication de matières synthétiques stratifiées ou non, ainsi qu'à l'amélioration - des' surfaces, en employant les résines de phénol ou de orésol- formaldéhyde à l'état sec, par exemple sous forme de poudre, ou sous forme de solution 'ou d'émulsion, avec addition éven- tuelle de charges organiques ou minérales, en particulier dans la préparation de masses de moulage, meules, matières isolantes, éléments de machines, tels que des roues d'engrenage,! de plaques fibreuses et en contre plaqué, de papiers collés, papiers collants, par exemple dans l'industrie du contre plaqué, etc.
La résine sèche préparée en poudre par le procédé de.
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l'invention convient particulièrement à la fabrication d'éléments stratifiés, tels que les plaques en contre plaqué, ou le oarton en plusieurs couches, qu'on peut mouler à la presse directement sous forme de pièces façonnées, telles que des boîtes, étuis, eto. Par exemple on peut mouler à la presse des matières fibreuses ou des copeaux de bois humidifiés après les avoir saupoudrés avec la poudré de résine, sous forme de plaques fibreuses ou de copeaux.
Les charges minérales ou organiques à envisager sont parmi d'autres le oorindon, SiO2 la poudre de poroelaine, les fibres cellulosiques de-toutes sortes, les copeaux de bois, la sciure de bois, les déchets de jute, les fibres de verre, les fibres 'ou la poudre d'amiante,l'argile, la craie ou les substances contenant du carbone.
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The use of roller dryers to bring to. the solid state of substances in solution or in emulsion is known in the most diverse production fields, in particular in the preparation of washing products, such as soap powders, fertilizers, such as ammonium nitrate and calcium * etc. The application of this method of drying to solutions of synthetic resins has not yet given usable results so far. Due to the high temperature of the drying cylinders, which in turn is necessary to cause the evaporation of the solvent, the quality of the product is adversely affected when it comes to treating solutions or emulsions of synthetic phenol or resin resins. oresol-for-
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maldehyde.
The action exerted by the temperature causes the resin to harden completely with the formation of resite, and as a result the dried resin is no longer soluble, if not partially.
However, it has been discovered that it is possible, by conforming to specific processing conditions, to dry even solutions or emulsions of phenolic or cresolic resins, by means of a roller dryer, in the state of. substances in sheets or flakes, while obtaining at the same time by a chemical modification of the phenolic or creceolic resin a dry resin having markedly improved properties.
According to the invention, the starting point is solutions or emulsions of phenolic or cresolic resins of a viscosity chosen so that the solution or emulsion is fluid at ambient temperature. Further, the alkali content of the phenolic or cresolic resin to be dried should be adjusted so that the alkali content of the dry resin is less than 10% and preferably between 3 and 6% by weight. The adjustment of the viscosity is effected during the condensing operation, by appropriately adjusting the concentrations, the temperature and the duration of the condensation. The dip cylinder which applies the resin mass to the drying cylinder is arranged approximately at the height of the middle of the drying cylinder.
The scraper knife is arranged so as to point in the opposite direction with respect to the upward movement of the resin mass adhering to the drying cylinder, and thus easily scrape the dried product, which falls on the cooling cylinder located in underneath and rotating in the opposite direction. This arrangement of the scraper blade is very important in the drying treatment, to prevent the resin mass from accumulating in front of the scraper blade.
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The reservoir which contains the resin solution or emulsion has a suitable stirrer which ensures the homogeneity of the solution or emulsion. The resin solution or emulsion flows from this stirred tank into an immersion tank, maintained at a substantially constant temperature of 40 to 50 The temperature of the drying cylinder is set between 110 and 1300.
To prevent the resin solution or emulsion from heating up in a detrimental manner in the tank. immersion, the resin solution or emulsion to be dried is made to arrive in the cold state and the tank is possibly further cooled so as to be able to maintain the necessary temperature there from 40 to 50 The rotating immersion cylinder takes up the solution or the 'emulsify' resin in the dip tank and transport it to the heated rotating drying cylinder. The interval which separates these two cylinders and the angular speed of the plunging cylinder are chosen so that the quantity of resin solution or emulsion which accumulates in the angle between the two cylinders is sufficient to supply the cylinder. drying regularly and continuously.
The resin solution or emulsion dries on the drying cylinder until its residual solvent content is as desired and the knife-like scraper still loosens a plastic mass. Depending on the thickness of the layer to be applied, the drying cylinder and the immersion cylinder rotate in the same direction or in the opposite direction, and preferably in the opposite direction when the layer to be applied is thin. It has not been observed that a particular cooling of the roving device is necessary.
The mass of pasty and plastic resin detached from the drying cylinder passes between two cooling cylinders which rotate in the opposite direction and is rolled in the form of a layer of a thickness corresponding to the interval between the cooling cylinders which can be regulated, then during its journey to the scraper knives placed on the cooling cylinders it cools
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and was so durable that it could be detached from it in the form of solid flakes and flakes.
To prevent the dried resin from continuing to cure, the dried product is fed onto a conveyor device located below the cooling rolls, so as to allow the dry resin to continue to dry sufficiently until it is dry. we pack it.
The process of the invention cannot be considered as a simple drying process, since the various treatments undergone according to the invention simultaneously cause a chemical modification of the phenol or cresol resins and of 'formaldehyde,' which improves the resins thereof. properties in a surprising way.
The process of the invention has the effect, during the drying of the solution or of the synthetic resin emulsion, of separating in the vapor state at the same time as the solvent the lower condensation products contained in the resin, so that if this resin is used in the manufacture of fiber boards or wood chips, products are obtained which have lost the unpleasant odor of phenol. In addition, the removal of lower condensation products has the effect, in the manufacture of plywood sheets using the dried resins according to the invention, to greatly reduce the tendency of the resin glue. synthetic to come off.
In addition, the removal of inferior condensation products from the resin has the effect of increasing its shelf life in store. Another advantage of the use of the improved resins prepared by the process of the invention in the manufacture of fibrous or wood chip boards consists in precipitating the resin in an alkaline aqueous solution of resin glue with the aid of the acids. or acidic salts, such as aluminum sulfate.
The chemical modification undergone by the resin during the preparation of the dry resin has the effect of decreasing its content of water-soluble phenolic elements, so that
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when treating fibers or wood chips to make boards, the amount of phenol which passes into the wash water is markedly reduced.
The dry resins prepared by the process of the invention are again soluble in aqueous alkaline solutions as well as in concentrated or diluted alcohol (1: 1).
The invention is illustrated using the following example:
An alkaline aqueous solution of a cresol-formaldehyde resin, containing 57% by weight of solid matter and having an alkali content of 37.5 g NaOH / liter, is supplied from the tank 1 of the installation shown in the attached drawing in the immersion tank 2 with a flow rate of 30-35 kg / h and further cooling the bao, so as to maintain a temperature of 40 to 50. The specific gravity at 20 of the resin is 1.1 to 1.15. The area of the drying cylinder 3 is equal to 1.225 m2 and the cylinder rotates at. a speed of
8 revolutions / min, its temperature is maintained at 1200, by heating it with steam.
Using the plunging cylinder 4, rotating in the opposite direction, the resin solution to be dried is applied to the drying cylinder 3 and the mass of plastic pasty resin obtained by the evaporation of the solvent as well as of the lower condensation products. is taken from the surface of the cylinder by a scraper device 5 in the form of a knife. located below the plunging cylinder 4. The seo pasty-plastic product passes in the form of a wide continuous stripe in the interval between the two cooling cylinders 6 and 7, which rotate in the opposite direction one of the other and is detached by suitable knives 8 and 9 in the form of small sheets and chips. The cooling cylinders are cooled by water to a temperature of about 15.
The dry product then arrives on a conveyor belt 10 arranged below the drying cylinders.
6 and 7.and thus continues to dry before being packaged and
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put in store. We obtain by this treatment in all with
880 kg of the aforementioned solution of cresol-formaldehyde resin, 472 kg of dry resin containing 8% water and 5.1% alkali calculated as NaOH The loss of resinous substance which results from the treatment is d This is about 13% and is to be attributed to the removal of the synthetic resin from the lower condensation products, which removal causes the cresol-formaldehyde resin to acquire significantly improved properties.
The process of the invention can be further modified by feeding the dried resin in the form of small sheets or chips leaving the conveyor belt 10 or other suitable conveyor device, into a grinding device so as to grind the resin in the form of small sheets or chips. of powder.
A detrimental increase in temperature should be avoided during this grinding operation in order to prevent the grinding rolls from sticking together on the one hand and harmful chemical modification on the other. resin, such as resite formation. For this purpose, the grinding is carried out by means of roller mills, the rolls of which can be cooled.
The phenol or cresol-formaldehyde resins prepared by the process of the invention have given excellent results as binders, particularly suitable for the manufacture of plastics, whether laminated or not, as well as for the improvement of surfaces. by using the phenol or oreol-formaldehyde resins in the dry state, for example in powder form, or in the form of a solution or emulsion, with the possible addition of organic or inorganic fillers, in particular in the preparation of molding masses, grinding wheels, insulating materials, machine parts, such as gear wheels ,! fibrous and plywood sheets, glued papers, sticky papers, for example in the plywood industry, etc.
The dry resin prepared into powder by the process of.
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the invention is particularly suitable for the manufacture of laminated elements, such as plywood sheets, or oarton in several layers, which can be press molded directly in the form of shaped parts, such as boxes, cases, eto. For example, fibrous materials or moistened wood chips can be press molded after having sprinkled them with the resin powder, in the form of fibrous plates or chips.
The mineral or organic fillers to be considered are, among others, oorindon, SiO2, poroelaine powder, cellulose fibers of all kinds, wood chips, sawdust, jute waste, glass fibers, fibers' or asbestos powder, clay, chalk or substances containing carbon.