(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体輸送管（１１）内の気流中に接着剤（１３）を噴射注入し、粉粒体（１４）に接着剤（１３）をまぶす方法において、噴射注入された接着剤（１３）と輸送管内壁面との間に常時カーテン状に不活性ガス流（１６）が形成されるよう、輸送管内へ所定箇所から不活性ガスを供給し、粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管に振動を加えることを特徴とする粉粒体に接着剤をまぶす方法。
【請求項２】
粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管（１１）の内壁面にポリテトラフルオルエチレンによるコーティング（１８）を施す請求項１に記載の粉粒体に接着剤をまぶす方法。
【請求項３】
接着剤が有機イソシアネートから成る請求項１又は２に記載の粉粒体に接着剤をまぶす方法。
【請求項４】
粉粒体輸送管（１１）内の気流中に接着剤（１３）を噴射注入し、粉粒体（１４）に接着剤（１３）をまぶす装置において、粉粒体輸送管（１１）の接着剤噴出ノズル（１２）の取付け位置より下流側に管断面拡大部（１１ａ，１１ｂ）を形成し、この管断面拡大部（１１ａ，１１ｂ）に少なくとも１本の不活性ガス噴出ノズル（１５ｃ）を設けたことを特徴とする上記の粉粒体に接着剤をまぶす装置。
【請求項５】
粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管（１１）に振動を加える装置（１７）を設けた請求項４に記載の粉粒体に接着剤をまぶす装置。
【請求項６】
粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管（１１）の内壁面にポリテトラフルオルエチレンによるコーティング（１８）を施した請求項４に記載の粉粒体に接着剤をまぶす装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流により粉粒体を輸送する輸送管内に接着剤を噴出し、粉粒体に接着剤をまぶす方法及び装置に関し、最も代表的には、解繊された木材ファイバーに有機イソシアネート系の接着剤をまぶし付ける技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体あるいは粒体（本明細書中において、単に「粉粒体」という。）に接着剤をまぶし付け、これを所望の形状に圧縮成形してボードなどの製品を製造する技術は公知である。
例えば、中質木質繊維ボード（ＭＤＦ）を製造する場合、輸送管中を蒸気等の気体で輸送される解繊された木材ファイバーの流れの中に、例えばウレタン系樹脂などの有機イソシアネートや、アミノ系樹脂などの接着剤を噴出して、木材ファイバーの表面にまぶし付け、これを圧縮成形して所望のボードを得るものである。
然しながら、この種の装置においては、しばしば輸送管路の閉塞が発生する。
【０００３】
典型的なまぶし付け装置では、輸送管路は内径約２５〜１５０ｍｍのステンレス鋼管で、５〜１５０ｂａｒ、１５０〜２００℃、１〜３ｔ／ｈｒの蒸気流により、５〜１０ｔ／ｈｒのファイバーを輸送し、これに約１〜３ｔ／ｈｒの添加速度でウレタン系の接着剤、例えばＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）を添加するようになっているが、このような装置では平均６時間程度の運転で閉塞が発生する。従って、連続運転できるのは数時間程度であり、この程度運転した後は装置の分解清掃又は閉塞部の交換が必要であるため、装置の運転効率が低下し、コストが嵩むという問題があり、長時間連続運転できる技術の開発が強く望まれている。
また、このような輸送管路の閉塞はプラント全体の稼働効率に大きな影響を及ぼすので、完全な予防対策が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は叙上の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、粉粒体の輸送管路の閉塞を完全に防止でき、長時間に亘って連続運転が可能な方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
粉粒体に接着剤をまぶし付ける装置の輸送管路に閉塞か発生する原因について先ず簡単に説明する。
一般に、接着剤は口径約６ｍｍ程度のノズルから、輸送管の中心軸へ向けて略直角に噴出され、これが管内を流れる気流中に飛散し、気流中の木材ファイバーと接触してまぶし付けが行なわれる。
接着剤が良くまぶされた粉粒体は多少べたべたしているので、管壁に付着する可能性があるが、その付着力は気流による流体抵抗に比べて極めて小さく、そのため粉粒体そのものが長く管璧に留まることはない。従って接着剤が完全に粉粒体にまぶされた後には輸送管路の閉塞は発生しない。
【０００６】
閉塞が発生するのは接着剤噴出部の直後であり、そのような場所で閉塞が発生する理由は、輸送管の中心軸へ向けて略直角に噴出される接着剤の流れが、輸送管路を流れる蒸気及び粉粒体から成る混合物の流れに対し、あたかも輸送管路中に突出する棒状の障害物として機能し、その下流域にカルマン渦列を発生させることにある。
このカルマン渦列は、その反作用によって、噴出される接着剤の流れを激しく蛇行させる。その主たる蛇行は、輸送管路の中心軸（Ｚ軸）と接着剤の噴出方向（Ｘ軸）によって定められるＸＺ平面に直角なＹＺ平面内に発生するが、副次的な蛇行はＸＺ平面内にも発生し、そのため管内壁の一部に接着剤の飛沫が付着することになる。
【０００７】
そのように接着剤の液滴が管壁に粘着すると、その粘着力は気流による流体抵抗より大きいため容易には剥離せず、その上その粘着物には気流により搬送される粉粒体が激しく衝突し、管壁の付着物を成長させ、場合によっては長時間高温に曝されるため付着物の硬化反応が進行し、固形化することになる。
このように固形化した粘着物が管壁に発生すると、接着剤の飛沫の付着が一層促進されるようになり、また、粉粒体の突き刺さりも更に助長されるようになる。そのため固形化された付着物は急速に成長し、一気に輸送管路を閉塞することになる。
【０００８】
この状態を図５ないし図７に示した公知のまぶし付け装置を参照しつつ説明する。図５は公知のまぶし付け装置の作動を説明する縦断面図であり、図６は図５に示した装置の一部破断上面図、図７は図５に示した装置の軸直角（Ａ−Ａ）断面図である。この公知のまぶし付け装置２０では、輸送管２１内を、解繊された木材ファイバー等の粉粒体２４が高圧の気流によってＺ軸方向、即ち輸送管路の中心軸方向に沿って、図中左側から右側へ矢印の方向に輸送されている。
接着剤噴出口２２からは、輸送管２１の中心軸Ｚに対して略直角なＸ軸方向に接着剤２３が噴出されるようになっているが、この接着剤２３があたかも輸送管内に突出する棒状の障害物として機能し、その下流域にカルマン渦列２５を発生させる。このカルマン渦列２５の作用で、接着剤２３の流れは激しく蛇行し、このとき輸送管２１の内壁面が近接しているため、図５ないし図７に示す位置Ｃにおいて、接着剤の液滴が管内壁に接触、粘着することとなる。
一旦このように接着剤の粘着が生じると、その粘着物に気流中の木材ファイバー又はチップ２４が衝突して突き刺さり、付着物が成長し、場合によっては、長時間高温に曝されるため、接着剤の固化反応が進行し、半ば固形化する。
このように固形化した突起が生じると、接着剤２３の液滴の付着はますます促進されるので、突起の成長は一段と加速され、輸送管路は早期に閉塞されるに到るものである。
【０００９】
従って、このような輸送管路の閉塞を予防するためには、接着剤の噴出口に近い下流域に発生するカルマン渦列によって蛇行する接着剤の流れが管壁に接触しないようにすればよいことが理解できる。
【００１０】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、本発明に係る方法は、噴射注入された接着剤と輸送管内壁面との間に常時カーテン状に不活性ガス流が形成されるよう、輸送管内へ所定箇所から不活性ガスを供給することを特徴とする。
不活性ガスは、窒素、空気、スチーム（高温水蒸気であってもよいが、スプレーから噴射される微細な霧状の水滴であってもよい）が挙げられるが、多くの場合、窒素、スチームが好ましい。
このように、噴射注入された接着剤と輸送管内壁面との間にカーテン状に不活性ガス流が形成されていると、カルマン渦列によって蛇行した接着剤の流れが直接輸送管の内壁面と接触することがないので、輸送管内壁面への接着剤の付着が防止され、また、管内壁に一旦付着した接着剤も、不活性ガス流によって希釈され続け、固形化することがないので、輸送管路の閉塞を防止することができる。
【００１１】
なお、接着剤の付着防止効果を一層増大させるため、粉粒体輸送管内の気流と接着剤との混合部付近の輸送管に超音波等の振動を加えることも推奨される。
また、粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管の内壁面にポリテトラフルオルエチレンによるコーティングを施すことも推奨される。
【００１２】
本発明方法の最も代表的な形態においては、輸送管内を搬送される粉粒体は解繊された木材ファイバーであり、輸送管内へ噴出される接着剤は有機イソシアネートである。有機イソシアネートは水乳化液として用いてもよい。
【００１３】
上記方法を好適に実施するための本発明に係る装置の一形態のものは、粉粒体輸送管内への接着剤噴出ノズルに近接して、その下流位置に少なくとも１本の不活性ガス噴出ノズルを設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る装置のもう一つの形態のものは、粉粒体輸送管内への接着剤噴出ノズルと不活性ガス噴出ノズルとを１本の二重管構造のノズルとして構成し、内側のノズルを接着剤噴出ノズル、外側のノズルを不活性ガス噴出ノズルとしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る装置の更にもう一つの形態のものは、粉粒体輸送管の接着剤噴出ノズルの取付け位置より下流側に管断面拡大部を形成し、この管断面拡大部に少なくとも１本の不活性ガス噴出ノズルを設けたことを特徴とする。
【００１６】
上記各形態の装置において、粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管に振動を加える装置を設けることが推奨される。
更にまた、接着剤の付着防止効果を一層増大させるため、粉粒体輸送管内の気流と接着剤の混合部付近の輸送管の内壁面にポリテトラフルオルエチレンによるコーティング処理や溶射処理を施すことも推奨される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明に係る粉粒体に接着剤をまぶす方法を実施する装置の一実施例の基本構成を、輸送管中心軸及び噴出ノズル中心軸を含む面（ＺＸ面）に沿って切断した状態において示す縦断面図、図２は、図１に示した装置の軸直角（Ｓ−Ｓ）断面図、図３は、本発明に係るもう一つの実施例を示す縦断面図、図４は、本発明に係る更にもう一つの実施例を示す縦断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示した本発明に係るまぶし付け装置１０においては、輸送管１１内を、解繊された木材ファイバー等の粉粒体１４が高圧の気流によってＺ軸方向、即ち輸送管路の中心軸方向に沿って、図中左側から右側へ矢印の方向に輸送されている。なお、以下の実施例では、不活性ガスとしてスチームを用いる場合を例にとって説明する。
接着剤噴出ノズル１２からは、輸送管内へ向けて接着剤１３が噴出されるが、図示した実施例においては、接着剤噴出ノズル１２より僅かに下流側に６本のスチーム噴出ノズル１５ａが設けられ（図２も併せて参照）、これらのノズル１５ａから水蒸気もしくは霧状水滴から成るスチーム１６が噴出される。ノズル１５ａからのスチーム１６の噴出速度は比較的緩やかにし、輸送管１１内の気流に乗ってスチーム１６が図示する如く管内壁面に沿って流れるようにする。
これにより、管内を流れる接着剤１３と管内壁の間にはスチーム１６の層が介在してスチームカーテンを形成し、そのため、接着剤１３の液滴が管内壁面に付着もしくは粘着するのが防止される。また、一旦付着した接着剤も、スチームによって希釈されるので、固形化することがない。
【００１９】
なお、図１に示した実施例では、輸送管１１内の搬送気流と接着剤１３とが混合する領域近くの輸送管部分に振動を加えるため、当該領域の輸送管の外周壁と図示しない固定部材との間に超音波振動装置１７を介在させて設けてある。超音波振動装置に限らず、それより低周波のバイブレーターを取り付けるようにしてもよい。
輸送管１１にこのような振動が付与されていると、その内壁面近くの気体も振動し、管内壁に向けて接近する接着剤の粒子も振動して、それらの粒子の管内壁面への付着防止効果が一層向上する。
【００２０】
更にまた、図１に示した実施例においては、輸送管１１内の搬送気流と接着剤１３との混合領域部分の管内壁面に、ポリテトラフルオルエチレン（商標名「テフロン」）によるコーティング１８又は溶射処理が施してある。ポリテトラフルオルエチレンは、その表面の摩擦係数が低いため、接着剤の付着防止効果が大きい。
なお、図１に示した実施例では、超音波振動装置１７及びポリテトラフルオルエチレンによるコーティング１８を併用したが、いずれか一方のみを用いることも自由である。
【００２１】
図３に示した実施例においては、接着剤噴出ノズル１２とスチーム噴出ノズル１５ｂとによって二重管構造のノズルを構成し、内側のノズルを接着剤噴出ノズル１２として用い、外側のノズルをスチーム噴出ノズル１５ｂとして用いるようになっている。
このような二重管構造のノズルから接着剤１３とスチーム１６を同時に噴出することにより、噴出された接着剤１３の周囲にスチーム１６によるスチームカーテンが形成され、管内壁と接着剤の間が当該スチームカーテンによって遮断されるため、接着剤１３の液滴が管内壁面に付着もしくは粘着するのが防止される。
【００２２】
図４に示した実施例においては、前記カルマン渦列によって蛇行する接着剤１３の流れが輸送管内壁と接触するのを防止するため、輸送管１１の接着剤噴出ノズル１２の取付け位置より下流側の管径を拡張して、管断面拡大部１１ａ，１１ｂを形成すると共に、更にこの管断面拡大部１１ａ，１１ｂに複数本のスチーム噴出ノズル１５ｃを設けることにより、接着剤１３の管内壁への付着を一層有効に防止するようになっている。
【００２３】
なお、図３及び図４に示した実施例においても、図１の実施例と同様に、振動装置やポリテトラフルオルエチレンによるコーティング処理又は溶射処理を施すことが可能である。
【００２４】
また、本発明は、最も代表的には、解繊された木材ファイバーに有機イソシアネートをまぶし付けるために好適に利用できるが、これら以外の粉粒体や接着剤にも適用し得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成されるから、本発明によるときは、粉粒体の輸送管路の内壁面に接着剤が付着することがなく、このため輸送管路の閉塞を防止又は著しく遅延させることができ、まぶし付け装置を長時間に亘って連続運転し得る方法及び装置を提供し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉粒体に接着剤をまぶす方法を実施する装置の一実施例の基本構成を、輸送管中心軸及び噴出ノズル中心軸を含む面に沿って切断した状態において示す縦断面図である。
【図２】図１に示した装置の軸直角（Ｓ−Ｓ）断面図である。
【図３】本発明に係るもう一つの実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る更にもう一つの実施例を示す縦断面図である。
【図５】公知のまぶし付け装置の作動を説明する縦断面図である。
【図６】図５に示した公知のまぶし付け装置の一部破断上面図である。
【図７】図５に示した公知のまぶし付け装置の軸直角（Ａ−Ａ）断面図である。
【符号の説明】
１０    本発明に係る接着剤まぶし付け装置
１１    粉粒体輸送管
１２    接着剤噴出ノズル
１３    接着剤
１４    粉粒体
１５ａ〜１５ｃ  スチーム噴出ノズル
１６    スチーム
１７    超音波振動装置
１８    コーティング
２０    従来公知の接着剤まぶし付け装置
２５    カルマン渦列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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