JP2002505963A - セルロース繊維含有製品の生産工程制御方法 - Google Patents
セルロース繊維含有製品の生産工程制御方法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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Abstract
(57)【要約】
セルロース繊維含有製品の生産工程（この工程の間前記製品の同一の特性に物質間の関係に相当して実質的な影響を有する少なくとも二つの物質が添加される）を制御する方法であり、これにより較正モデルが、数学的関数により、参照特性値および相当する参照関係を関連付けすることにより確立されており、本方法は、実際の関係へ較正モデルを適用して、特性値を予測し、予測した特性値を所望の目標特性値と比較し、もし前記予測した値が前記目標値に実質的に等しくなかったら、実際の関係を予め定めた方法で調整し、そしてこれらの操作を前記予測した値が前記目標値と実質的に等しくなるまで繰り返す。
Description
【０００１】
本発明は、セルロース繊維含有原料からセルロース繊維含有製品を生産する工
程の制御方法に関し、特に、パーティクルボードのような木材ベースのパネルの
生産工程に関する。
程の制御方法に関し、特に、パーティクルボードのような木材ベースのパネルの
生産工程に関する。
【０００２】
セルロース繊維含有製品の生産は、しばしば、生産工程中で種々の物質の添加
を必要とする。添加の目的は生産工程それ自身を容易にすること、または生じた
製品へ効果をもたらすこと、またはこれら両方である。木材ベースのパネルの生
産において、しばしば、樹脂と硬化剤を含むグルー系からなる様々な接着剤（グ
ルー）を添加することは、添加の典型例であり、出来上がった製品へ効果をもた
らす。この関連で重要なパラメータは、例えばグルー中の樹脂と硬化剤の比率、
またはこれらの成分を含むグルー中の尿素とホルムアルデヒド間の比率のように
（成分が）一つを超える場合、しばしば物質を構成する成分間の比率である。他
の重要なパラメータは異なった添加物質間の比率であるかもしれないが、これは
予めパネルの異なった部分、例えばパネルの異なった層に対して決められている
。
を必要とする。添加の目的は生産工程それ自身を容易にすること、または生じた
製品へ効果をもたらすこと、またはこれら両方である。木材ベースのパネルの生
産において、しばしば、樹脂と硬化剤を含むグルー系からなる様々な接着剤（グ
ルー）を添加することは、添加の典型例であり、出来上がった製品へ効果をもた
らす。この関連で重要なパラメータは、例えばグルー中の樹脂と硬化剤の比率、
またはこれらの成分を含むグルー中の尿素とホルムアルデヒド間の比率のように
（成分が）一つを超える場合、しばしば物質を構成する成分間の比率である。他
の重要なパラメータは異なった添加物質間の比率であるかもしれないが、これは
予めパネルの異なった部分、例えばパネルの異なった層に対して決められている
。
【０００３】 国際公開ＷＯ９７／０４２９９号はグルー量および、ワックス量を含む、木材
ベースパネルのパラメータに影響する作業変数の制御方法に関し、この方法では
、分光測定法により原料を分析し、得られたスペクトルデータをある所望のパラ
メータの組合わせへ関連付けし、そして前記組合わせを、参照原料の既知のパラ
メータ（複数）と関連付けられた前記参照原料からの参照データからなる参照組
合わせ（複数）と比較し、これによって参照組合わせを多変量分析により既知の
変数（複数）へ較正する。しかしながらこれらの添加剤に関する一切の比率の制
御についての示唆はない。
ベースパネルのパラメータに影響する作業変数の制御方法に関し、この方法では
、分光測定法により原料を分析し、得られたスペクトルデータをある所望のパラ
メータの組合わせへ関連付けし、そして前記組合わせを、参照原料の既知のパラ
メータ（複数）と関連付けられた前記参照原料からの参照データからなる参照組
合わせ（複数）と比較し、これによって参照組合わせを多変量分析により既知の
変数（複数）へ較正する。しかしながらこれらの添加剤に関する一切の比率の制
御についての示唆はない。
【０００４】
しかしながらこのような比率を制御できることが望ましく、そうすることによ
り、最適化した技術的、経済的条件でかなり特定の特性を有する木材ベースのパ
ネルのような、セルロース繊維含有製品を生産することが可能となるはずである
からである。 本発明により解決すべき問題は、したがって、このような制御を可能にするこ
とにある。
り、最適化した技術的、経済的条件でかなり特定の特性を有する木材ベースのパ
ネルのような、セルロース繊維含有製品を生産することが可能となるはずである
からである。 本発明により解決すべき問題は、したがって、このような制御を可能にするこ
とにある。
【０００５】
この問題は添付の請求の範囲が定める本発明により解決されている。より具体
的には本発明は、セルロース繊維含有原料からセルロース繊維を含む製品を生産
する工程の制御方法を含み、この工程の間多種の物質が添加され、そのうちの少
なくとも二つは前記製品の同一の特性に該物質間の関係に相当する実質的影響力
を及ぼし、ここで、数学的関数により、前記製品特性の既知の参照値（複数）お
よび相当する物質間の既知の参照関係（複数）を関連付ける手順を経て較正モデ
ルが確立されており、この方法は、 Ｉ）前記製品特性の値を予測するために較正モデルを物質間の実際の関係に適用
する段階、 ＩＩ）前記製品特性の予測値を前記製品特性の所望の目標値と比較し、 そして、もし前記予測値が前記目標値と実質的に等しくなかったら、物質間の
実際の関係を予め定めた方法で調整する段階、 ＩＩＩ）段階ＩとＩＩを前記予測値が実質的に前記目標値に等しくなるまで繰り
返す段階、を含む。
的には本発明は、セルロース繊維含有原料からセルロース繊維を含む製品を生産
する工程の制御方法を含み、この工程の間多種の物質が添加され、そのうちの少
なくとも二つは前記製品の同一の特性に該物質間の関係に相当する実質的影響力
を及ぼし、ここで、数学的関数により、前記製品特性の既知の参照値（複数）お
よび相当する物質間の既知の参照関係（複数）を関連付ける手順を経て較正モデ
ルが確立されており、この方法は、 Ｉ）前記製品特性の値を予測するために較正モデルを物質間の実際の関係に適用
する段階、 ＩＩ）前記製品特性の予測値を前記製品特性の所望の目標値と比較し、 そして、もし前記予測値が前記目標値と実質的に等しくなかったら、物質間の
実際の関係を予め定めた方法で調整する段階、 ＩＩＩ）段階ＩとＩＩを前記予測値が実質的に前記目標値に等しくなるまで繰り
返す段階、を含む。
【０００６】 「予め定めた方法」という語句は、本文脈において、ある意味、段階ＩからＩ
ＩＩで定めたループ中の現在の番でともかく関係が調製されるべきかどうか前以
って決まっていることであり、ある意味、調節は、予測値が目標値より（これら
の値の間での差の大きさに関係なく）大きい（およびその逆）という事実それ自
身により増加的または減少的であるべきかどうか、前以って決定されていること
であり、そしてある意味調節の絶対値が前以って決まっていることである。
ＩＩで定めたループ中の現在の番でともかく関係が調製されるべきかどうか前以
って決まっていることであり、ある意味、調節は、予測値が目標値より（これら
の値の間での差の大きさに関係なく）大きい（およびその逆）という事実それ自
身により増加的または減少的であるべきかどうか、前以って決定されていること
であり、そしてある意味調節の絶対値が前以って決まっていることである。
【０００７】 本方法はセルロース繊維含有製品の生産者へ多数の利益を提供する。本方法に
より、パーティクルボード生産者は、例えば生産するボードの一つ以上の特性を
非常に早く、経済的な方法で調製できる。
より、パーティクルボード生産者は、例えば生産するボードの一つ以上の特性を
非常に早く、経済的な方法で調製できる。
【０００８】 好ましい実施態様において、較正モデルは多変量解析によって定められ、これ
はまた、較正モデルが実際の関係に適用されるとき、同じ種類の多変量解析が適
用されることを暗に意味する。多変量解析は、例えば、主成分分析（ＰＣＡ）、
部分最小二乗回帰（ＰＬＳ）、主成分回帰（ＰＣＲ）、多重線形回帰分析（ＭＬ
Ｒ）、判別分析または多変量解析に適する他のいかなる方法とすることができる
。ＰＬＳ法は、カールソン アール．、「有機合成の設計および最適化」ビー．
ジー．エム．ヴァンデジスト、オー．エム．クバルヘイム編「科学技術における
データ処理」、（エルシヴィアー、１９９２）、第８巻、［Carlsson R., “Des
ign and optimization in organic synthesis”, B.G.M. Vandeginste, O.M. Kv
alheim, Eds., “Data handling in science and technology”, (Elsevier, 19
92), vol. 8,］に詳細に開示されており、これらを言及することで本明細書に加
える。ＰＣＡ、ＰＬＳおよびＰＣＲの個別の教本に関しては、ピー．ゲラディ等
［P. Geladi et al］の「部分最小二乗回帰：ある教本」、アナル．キム．アク タ、１８５，１−３２（１９８６）［“Partial Least-Squares Regression: A
Tutorial”, Anal. Chim. Acta, 185, 1-32(1986)］参照のこと（この文献を言 及することでそっくりそのまま本明細書へ加える）。ＭＬＲにより、スペクトル
の関数としてパラメータ（複数）の最適水準が定められ、最小二乗技術を用いて
水準のそれぞれの境界を定める。この水準は次に未知のあるパラメータ値への予
測値を認知して、割り当てるのに用いる。判別分析は、スペクトルデータを用い
ることにより、既知のパラメータ値（複数）が、直線判定境界により分離された
、異なったクラスター（複数）へ分類される方法である。そのスペクトルから、
未知のパラメータ値（複数）の一つの試料は次に一つのクラスターと合わせるこ
とができ、そのパラメータ値にはある値（例えばクラスターの平均値）を割り当
てることができる。化学の分野へ一般的に適用されるこれらの統計的方法はまた
計量化学法と呼ばれる。計量化学の技術は、エス．ディー．ブラウン、「ケモメ
トリクス」、分析化学、６２、８４Ｒ−１０１Ｒ（１９９０）［S.D. Brown, “
Chemometrics”, Anal. Chem. 62, 84R-101R (1990)］に、より完全に説明され ており、これを言及することでそっくりそのまま本明細書へ加える。
はまた、較正モデルが実際の関係に適用されるとき、同じ種類の多変量解析が適
用されることを暗に意味する。多変量解析は、例えば、主成分分析（ＰＣＡ）、
部分最小二乗回帰（ＰＬＳ）、主成分回帰（ＰＣＲ）、多重線形回帰分析（ＭＬ
Ｒ）、判別分析または多変量解析に適する他のいかなる方法とすることができる
。ＰＬＳ法は、カールソン アール．、「有機合成の設計および最適化」ビー．
ジー．エム．ヴァンデジスト、オー．エム．クバルヘイム編「科学技術における
データ処理」、（エルシヴィアー、１９９２）、第８巻、［Carlsson R., “Des
ign and optimization in organic synthesis”, B.G.M. Vandeginste, O.M. Kv
alheim, Eds., “Data handling in science and technology”, (Elsevier, 19
92), vol. 8,］に詳細に開示されており、これらを言及することで本明細書に加
える。ＰＣＡ、ＰＬＳおよびＰＣＲの個別の教本に関しては、ピー．ゲラディ等
［P. Geladi et al］の「部分最小二乗回帰：ある教本」、アナル．キム．アク タ、１８５，１−３２（１９８６）［“Partial Least-Squares Regression: A
Tutorial”, Anal. Chim. Acta, 185, 1-32(1986)］参照のこと（この文献を言 及することでそっくりそのまま本明細書へ加える）。ＭＬＲにより、スペクトル
の関数としてパラメータ（複数）の最適水準が定められ、最小二乗技術を用いて
水準のそれぞれの境界を定める。この水準は次に未知のあるパラメータ値への予
測値を認知して、割り当てるのに用いる。判別分析は、スペクトルデータを用い
ることにより、既知のパラメータ値（複数）が、直線判定境界により分離された
、異なったクラスター（複数）へ分類される方法である。そのスペクトルから、
未知のパラメータ値（複数）の一つの試料は次に一つのクラスターと合わせるこ
とができ、そのパラメータ値にはある値（例えばクラスターの平均値）を割り当
てることができる。化学の分野へ一般的に適用されるこれらの統計的方法はまた
計量化学法と呼ばれる。計量化学の技術は、エス．ディー．ブラウン、「ケモメ
トリクス」、分析化学、６２、８４Ｒ−１０１Ｒ（１９９０）［S.D. Brown, “
Chemometrics”, Anal. Chem. 62, 84R-101R (1990)］に、より完全に説明され ており、これを言及することでそっくりそのまま本明細書へ加える。
【０００９】 好ましい実施態様においてセルロース繊維含有製品は木材ベースのパネルであ
る。木材ベースのパネルは二またはそれを超える層を含むことができる。例えば
、物質のうちの一つを実質的に層の間へとどまらせるように加えることができ、
例えば層を接合（即ち一緒に接着）する。代わりに、一つの物質を実質的に層の
一つに含まれるように加えることができ、例えばパーティクルボード中の木材ベ
ースの粒子を結合し、または層にある特性を提供し、または既に存在する特性を
高める。木材ベースのパネルは好ましくは、パーティクルボード、中密度ファイ
バーボード（ＭＤＦ）、ウエハボード、延伸ストランドボード（ＯＢＳ）、ハー
ドボードまたは合板のボードのようなボードであり、特に、このボードはパーテ
ィクルボードである。パーティクルボードとその製造の工程についての予備知識
はトーマス エム．マロニー（１９９３）による「最新パーティクルボードおよ
び乾燥工程繊維ボード製造」［“Modern Particleboard & dry-processes fiber
board manufacturing” by Thomas M. Maloney(1993)］（特に４章と５章参照の
こと）に説明されており、これを言及することでそっくりそのまま本明細書に加
える。
る。木材ベースのパネルは二またはそれを超える層を含むことができる。例えば
、物質のうちの一つを実質的に層の間へとどまらせるように加えることができ、
例えば層を接合（即ち一緒に接着）する。代わりに、一つの物質を実質的に層の
一つに含まれるように加えることができ、例えばパーティクルボード中の木材ベ
ースの粒子を結合し、または層にある特性を提供し、または既に存在する特性を
高める。木材ベースのパネルは好ましくは、パーティクルボード、中密度ファイ
バーボード（ＭＤＦ）、ウエハボード、延伸ストランドボード（ＯＢＳ）、ハー
ドボードまたは合板のボードのようなボードであり、特に、このボードはパーテ
ィクルボードである。パーティクルボードとその製造の工程についての予備知識
はトーマス エム．マロニー（１９９３）による「最新パーティクルボードおよ
び乾燥工程繊維ボード製造」［“Modern Particleboard & dry-processes fiber
board manufacturing” by Thomas M. Maloney(1993)］（特に４章と５章参照の
こと）に説明されており、これを言及することでそっくりそのまま本明細書に加
える。
【００１０】 前記製品の同じ特性に二つの（またはそれを超えた）物質の間の関係に相当す
る実質的な影響を有する前記物質は、互いに分離して用いたとき、どのような効
果も完全に欠く、またはその性質（もしくは他のいかなる性質）へも弱い効果し
か奏さない可能性があることを理解すべきである。これは、基本的に、例えば、
一つの物質が樹脂であり、もう一つが相当する硬化剤のときの事例である。一方
、物質の効果は、他の実施態様において基本的に同等とすることができ、例えば
これは異なった尿素／ホルムアルデヒド（Ｕ／Ｆ）の比率を有する二つの尿素−
ホルムアルデヒドグルーを用いたときである。後者の場合重要な特性は、本方法
をグルーの添加および、混合量の間の関係に適用することにより、二つのグルー
のＵ／Ｆ比率により定められる範囲内で実際に添加、混合されるグルーのＵ／Ｆ
比率を調節することにより、その目標値へ導くことができる。もし代わりにグル
ーをボードの異なった層へ添加し、従って基本的に互いに混合されなかったら、
該重要な特性はまだ調整することができ、この場合添加したがしかし混合してな
い、物質間の実際の関係が較正モデルの構成と適用へ用いられる。
る実質的な影響を有する前記物質は、互いに分離して用いたとき、どのような効
果も完全に欠く、またはその性質（もしくは他のいかなる性質）へも弱い効果し
か奏さない可能性があることを理解すべきである。これは、基本的に、例えば、
一つの物質が樹脂であり、もう一つが相当する硬化剤のときの事例である。一方
、物質の効果は、他の実施態様において基本的に同等とすることができ、例えば
これは異なった尿素／ホルムアルデヒド（Ｕ／Ｆ）の比率を有する二つの尿素−
ホルムアルデヒドグルーを用いたときである。後者の場合重要な特性は、本方法
をグルーの添加および、混合量の間の関係に適用することにより、二つのグルー
のＵ／Ｆ比率により定められる範囲内で実際に添加、混合されるグルーのＵ／Ｆ
比率を調節することにより、その目標値へ導くことができる。もし代わりにグル
ーをボードの異なった層へ添加し、従って基本的に互いに混合されなかったら、
該重要な特性はまだ調整することができ、この場合添加したがしかし混合してな
い、物質間の実際の関係が較正モデルの構成と適用へ用いられる。
【００１１】 一つの実施態様においてそれぞれの一物質が、例えば尿素−ホルムアルデヒド
樹脂（ＵＦ）、メラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＭＵＦ）またはフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂（ＰＦ）のようなアミノ樹脂含有グルーであり、こ
れによって物質は、例えばホルムアルデヒドの含量に関し互いに異なってもよい
。しかしながら、例えばイソシアネート樹脂（ＭＤＩ）のような、他のグルーも
また用いることができる。
樹脂（ＵＦ）、メラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＭＵＦ）またはフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂（ＰＦ）のようなアミノ樹脂含有グルーであり、こ
れによって物質は、例えばホルムアルデヒドの含量に関し互いに異なってもよい
。しかしながら、例えばイソシアネート樹脂（ＭＤＩ）のような、他のグルーも
また用いることができる。
【００１２】 本発明で制御できる製品特性は、例えば密度、密度勾配、内部結合強さ、厚み
膨潤、吸収値、透湿値、パーホレータ値(perforator value)、破壊係数（ＭＯＲ
）、弾性率（ＭＯＥ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に関するパラメータおよび
エミッションチャンバ値(emission chamber value)であるが、これは制御可能な
特性の完全なリストでない。基本的にいかなる測定できる製品の特性も本方法に
より制御できる。
膨潤、吸収値、透湿値、パーホレータ値(perforator value)、破壊係数（ＭＯＲ
）、弾性率（ＭＯＥ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に関するパラメータおよび
エミッションチャンバ値(emission chamber value)であるが、これは制御可能な
特性の完全なリストでない。基本的にいかなる測定できる製品の特性も本方法に
より制御できる。
【００１３】 物質の合計量もまた、しばしば生ずる製品の特性に関して重要である。従って
、本発明の一つの実施態様において、二つの物質が、添加される物質の合算量に
も相当する前記特性への実質的な影響力を有し、較正モデルが前記製品特性の前
記既知の値（複数）に、相当する添加物質の既知の合算量（複数）および前記量
（複数）における物質間の相当する関係（複数）を関連付け、そして較正モデル
の適用が、前記量（複数）における物質間の相当する関係（複数）および物質間
の実際の関係（複数）の関連付けを伴い、前記製品特性の実際の値を予測する。
、本発明の一つの実施態様において、二つの物質が、添加される物質の合算量に
も相当する前記特性への実質的な影響力を有し、較正モデルが前記製品特性の前
記既知の値（複数）に、相当する添加物質の既知の合算量（複数）および前記量
（複数）における物質間の相当する関係（複数）を関連付け、そして較正モデル
の適用が、前記量（複数）における物質間の相当する関係（複数）および物質間
の実際の関係（複数）の関連付けを伴い、前記製品特性の実際の値を予測する。
【００１４】 本方法の特に好ましい実施態様において、較正モデルは、分析方法により参照
原料を分析して、参照試料データを提供し、前記数学的関数により、前記参照試
料データを前記製品特性の既知の値（複数）および相当する物質間の既知の関係
（複数）と関連付ける処理を経て確立されており、且つ、較正モデルの適用は試
料データを物質間の関係と関連付けることを伴い、前記製品特性の実際の値を予
測する。
原料を分析して、参照試料データを提供し、前記数学的関数により、前記参照試
料データを前記製品特性の既知の値（複数）および相当する物質間の既知の関係
（複数）と関連付ける処理を経て確立されており、且つ、較正モデルの適用は試
料データを物質間の関係と関連付けることを伴い、前記製品特性の実際の値を予
測する。
【００１５】 この実施態様は、セルロース繊維含有製品の生産者に更なる利益を提供する。
本方法によって、パーティクルボード生産者は、例えば、ボードの表面層で用い
る、ホルムアルデヒドの高いモル比率を有する尿素−ホルムアルデヒドグルーに
よって欠如した性質を補うことにより、劣った性質の木の原料からでさえ、高い
表面強度を有するボードを製造でき、この時芯層における適用量とグルー中のホ
ルムアルデヒドのモル比率の制御は、例えば特定の密度および／または低ホルム
アルデヒド放出値のような他の望ましい特性に基づいている。
本方法によって、パーティクルボード生産者は、例えば、ボードの表面層で用い
る、ホルムアルデヒドの高いモル比率を有する尿素−ホルムアルデヒドグルーに
よって欠如した性質を補うことにより、劣った性質の木の原料からでさえ、高い
表面強度を有するボードを製造でき、この時芯層における適用量とグルー中のホ
ルムアルデヒドのモル比率の制御は、例えば特定の密度および／または低ホルム
アルデヒド放出値のような他の望ましい特性に基づいている。
【００１６】 試料データは、好ましくは目標値と関連付けする前に潜在変数（複数）に移し
換えられるが、このことはそれらが前記既知の値（複数）と関連付けられる前は
参照試料データであることが好ましいからである。
換えられるが、このことはそれらが前記既知の値（複数）と関連付けられる前は
参照試料データであることが好ましいからである。
【００１７】 本発明の特に好ましい実施態様において、分析は分光測定法である。試料デー
タ並びに参照試料データはこの例では好ましくはノイズを減少するように加工さ
れ、またずれおよびぼけた[drift and diffuse]光の散乱を適切に調整されるが 、これは例えば吸収と散乱を考慮するクベルカームンク転位（ピー．クベルカ、
エフ．ムンク、ゼット．テク．フィジック[Z. Tech. Physik] 12, 593 (1931)、
これを言及することにより本明細書に加える）により、乗法的散乱補正（ピー．
ゲラディ、ディー．マクドゥガル、エイチ．マーテンズ、適用スペクトル）[P.
Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl. Spect.] 39, 491-500 (1985)、こ れを言及することで本明細書へ加える）では個々のスペクトルは、オフセットと
傾斜において「理想」のスペクトル（平均スペクトル）と比較することにより「
補正」される。スペクトルのデータを直線化する他の方法は例えば第四次導関数
までの導関数の使用を伴う、エイ．サビッツキー、エム．ジェイ．イー．ゴレイ
、分析化学[A. Savitzky, M.J.E. Golay, Anal. Chem.] 36, 1627-1639 (1964) 、これを言及することで本明細書に加える）。スペクトルの導関数は変換したス
ペクトルとなり、これは近接波長間の相対的変化のみからなるが、導かれたスペ
クトルのピーク強度は濃度に関してより直線となる傾向があることが示されてい
るティー．シー．オー’ハーバー、ディー．ベグレー、分析化学[T.C. O'Haver,
T. Begley, Anal. Chem.] 53, 1876 (1981)、これを言及することで本明細書へ
加える）。直線化はまたフーリエ変換の使用または標準正規変量変換[Standard
Normal Variate transformation]アール．ジェイ．バーンズ、エム．エス．ダノ
アおよびエス．ジェイ．リスター分光器の適用[R.J. Barnes, M.S. Dhanoa and
S.J. Lister, Appl. Spectrosc.]、４３巻、５番、７７２〜７７７頁（１９８９
）、これを言及することで本明細書へ加える）の使用により達成できる。このノ
イズ削減／ずれおよびぼけた光の散乱調整は、データを上述のように関連付けす
る前に適切に行なう。この分光測定法は吸収、反射、放射もしくは透過分光測定
法、または他のあらゆる考えられる分光測定法とすることができる。分光測定法
はいかなる波長範囲でもいかなる適切な放射線種類にも適応することができるが
、約１８０から約２５００ｎｍ、特に約４００から約２５００ｎｍ、とりわけ約
１０００から約２５００ｎｍの波長範囲で作動する分光測定法を用いることが好
ましい。本方法を近赤外線（ＮＩＲ）範囲で作動することが特に好ましい。ＮＩ
Ｒ分光の原理はウイリアムズ、ピー．；ノリス、ケイ．[Williams, P.; Norris,
K.] (1987)：農業および食品産業における（新）赤外線技術、ＡＡＣＣ、セン トポール／省[New-Infrared Technology in the Agriculture and Food Industr
ies.AACC,St.Paul/Min.] およびスターク、イー．；ラクター、ケイ．[Sterk,E.
;Luchter,K.] (1986)：近赤外分析（ＮＩＲＡ）定量および定性分析の技術（適 用分光学レビュー２２：４）[Near Infrared Analyses (NIRA) A Technology fo
r Quantitative and Qualitative Analyses. (Applied Spectroscopy Revues 22
:4)]に記載されており、これら全てを言及することで本明細書へ加える。
タ並びに参照試料データはこの例では好ましくはノイズを減少するように加工さ
れ、またずれおよびぼけた[drift and diffuse]光の散乱を適切に調整されるが 、これは例えば吸収と散乱を考慮するクベルカームンク転位（ピー．クベルカ、
エフ．ムンク、ゼット．テク．フィジック[Z. Tech. Physik] 12, 593 (1931)、
これを言及することにより本明細書に加える）により、乗法的散乱補正（ピー．
ゲラディ、ディー．マクドゥガル、エイチ．マーテンズ、適用スペクトル）[P.
Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl. Spect.] 39, 491-500 (1985)、こ れを言及することで本明細書へ加える）では個々のスペクトルは、オフセットと
傾斜において「理想」のスペクトル（平均スペクトル）と比較することにより「
補正」される。スペクトルのデータを直線化する他の方法は例えば第四次導関数
までの導関数の使用を伴う、エイ．サビッツキー、エム．ジェイ．イー．ゴレイ
、分析化学[A. Savitzky, M.J.E. Golay, Anal. Chem.] 36, 1627-1639 (1964) 、これを言及することで本明細書に加える）。スペクトルの導関数は変換したス
ペクトルとなり、これは近接波長間の相対的変化のみからなるが、導かれたスペ
クトルのピーク強度は濃度に関してより直線となる傾向があることが示されてい
るティー．シー．オー’ハーバー、ディー．ベグレー、分析化学[T.C. O'Haver,
T. Begley, Anal. Chem.] 53, 1876 (1981)、これを言及することで本明細書へ
加える）。直線化はまたフーリエ変換の使用または標準正規変量変換[Standard
Normal Variate transformation]アール．ジェイ．バーンズ、エム．エス．ダノ
アおよびエス．ジェイ．リスター分光器の適用[R.J. Barnes, M.S. Dhanoa and
S.J. Lister, Appl. Spectrosc.]、４３巻、５番、７７２〜７７７頁（１９８９
）、これを言及することで本明細書へ加える）の使用により達成できる。このノ
イズ削減／ずれおよびぼけた光の散乱調整は、データを上述のように関連付けす
る前に適切に行なう。この分光測定法は吸収、反射、放射もしくは透過分光測定
法、または他のあらゆる考えられる分光測定法とすることができる。分光測定法
はいかなる波長範囲でもいかなる適切な放射線種類にも適応することができるが
、約１８０から約２５００ｎｍ、特に約４００から約２５００ｎｍ、とりわけ約
１０００から約２５００ｎｍの波長範囲で作動する分光測定法を用いることが好
ましい。本方法を近赤外線（ＮＩＲ）範囲で作動することが特に好ましい。ＮＩ
Ｒ分光の原理はウイリアムズ、ピー．；ノリス、ケイ．[Williams, P.; Norris,
K.] (1987)：農業および食品産業における（新）赤外線技術、ＡＡＣＣ、セン トポール／省[New-Infrared Technology in the Agriculture and Food Industr
ies.AACC,St.Paul/Min.] およびスターク、イー．；ラクター、ケイ．[Sterk,E.
;Luchter,K.] (1986)：近赤外分析（ＮＩＲＡ）定量および定性分析の技術（適 用分光学レビュー２２：４）[Near Infrared Analyses (NIRA) A Technology fo
r Quantitative and Qualitative Analyses. (Applied Spectroscopy Revues 22
:4)]に記載されており、これら全てを言及することで本明細書へ加える。
【００１８】 技術的に、分光分析はオンライン、インラインまたはアットライン[at-line] の光学繊維探針探査[probing]により、または分離分析用に個々の試料を取るこ とにより実施できる。どの場合でも、スペクトルは、各々特定のスペクトルから
のいくつかの不連続な波長からの値を用いて、更なるデータ処理を受けさせるこ
とが好ましい。分光法で用いる放射は好ましくは原料上へ直接当てる。
のいくつかの不連続な波長からの値を用いて、更なるデータ処理を受けさせるこ
とが好ましい。分光法で用いる放射は好ましくは原料上へ直接当てる。
【００１９】 本発明の特に好ましい実施態様において、生産するセルロース繊維含有製品は
一つの芯層と二つの表面層を含むパーティクルボードであり、セルロース繊維は
おが屑、削り屑、チップもしくは丸太材からの削り屑、またはこれらの組み合わ
せを含む原料を含有し、制御する製品特性は密度、密度勾配、内部結合強さ、Ｍ
ＯＲ、ＭＯＥ、厚み膨潤、吸収値、透過値、パーホレータ値、エミッションチャ
ンバ値であり、物質は、ホルムアルデヒド、尿素、および任意に他の適切なあら
ゆる成分を混合することにより得られるグルーであり、グルーはホルムアルデヒ
ドと尿素の間の比率に関し各々みな異なり、これにより第一のグルーが第二のグ
ルーより高いホルムアルデヒドと尿素の間の比率を保持する。
一つの芯層と二つの表面層を含むパーティクルボードであり、セルロース繊維は
おが屑、削り屑、チップもしくは丸太材からの削り屑、またはこれらの組み合わ
せを含む原料を含有し、制御する製品特性は密度、密度勾配、内部結合強さ、Ｍ
ＯＲ、ＭＯＥ、厚み膨潤、吸収値、透過値、パーホレータ値、エミッションチャ
ンバ値であり、物質は、ホルムアルデヒド、尿素、および任意に他の適切なあら
ゆる成分を混合することにより得られるグルーであり、グルーはホルムアルデヒ
ドと尿素の間の比率に関し各々みな異なり、これにより第一のグルーが第二のグ
ルーより高いホルムアルデヒドと尿素の間の比率を保持する。
【００２０】 他の実施態様において、セルロース繊維含有製品の生産工程を制御する本方法
は欧州特許５６４，０１３号（これは別々の貯蔵容器から共通の混合地点へ向か
って流れる少なくとも二つの成分を用いたバインダーを混合する方法と装置に関
する）と結合される。貯蔵容器を連続的に計量し、単位時間当たりの重量変化を
決定する。
は欧州特許５６４，０１３号（これは別々の貯蔵容器から共通の混合地点へ向か
って流れる少なくとも二つの成分を用いたバインダーを混合する方法と装置に関
する）と結合される。貯蔵容器を連続的に計量し、単位時間当たりの重量変化を
決定する。
【００２１】
本発明を、ここでいくつかの非制限的な実施例により更に説明する。
【００２２】 実施例：一つの芯層と二つの表面層を有するパーティクルボードを、芯および
表面の粒子を尿素−ホルムアルデヒド樹脂グルーと混合し、混合物を３３０×５
００ｍｍのシート（複数）に成形し、シート（複数）を１８５℃で２．７分プレ
スすることにより生産した。両方とも同じ種類の尿素−ホルムアルデヒド樹脂、
スウェーデン、サンズボールのカスコ製造、工業樹脂部からのキャスコリットＵ
Ｆ１１１０[Cascorit UF 1110 from Casco Products, Industrial Resins Divis
ion, Sundsvall, Sweden]ベースの二つのわずかに異なった尿素−ホルムアルデ ヒド樹脂を用いた。一つのグルー（グルーＡ）は０．９のホルムアルデヒド対尿
素の比率、Ｆ／Ｕ比を有し、もう一つのグルー（グルーＢ）は１．３のＦ／Ｕ比
を有した。両方のグルーは０．４重両％のワックス（スウェーデン、キャスコ製
造のケノサイズ４５５０[Kenosize 4550]を含んでいた。グルーの粘度はグルー Ａが約３００×ｍＰａ・Ｓ、グルーＢが約８００ｍＰａ・Ｓであった。
表面の粒子を尿素−ホルムアルデヒド樹脂グルーと混合し、混合物を３３０×５
００ｍｍのシート（複数）に成形し、シート（複数）を１８５℃で２．７分プレ
スすることにより生産した。両方とも同じ種類の尿素−ホルムアルデヒド樹脂、
スウェーデン、サンズボールのカスコ製造、工業樹脂部からのキャスコリットＵ
Ｆ１１１０[Cascorit UF 1110 from Casco Products, Industrial Resins Divis
ion, Sundsvall, Sweden]ベースの二つのわずかに異なった尿素−ホルムアルデ ヒド樹脂を用いた。一つのグルー（グルーＡ）は０．９のホルムアルデヒド対尿
素の比率、Ｆ／Ｕ比を有し、もう一つのグルー（グルーＢ）は１．３のＦ／Ｕ比
を有した。両方のグルーは０．４重両％のワックス（スウェーデン、キャスコ製
造のケノサイズ４５５０[Kenosize 4550]を含んでいた。グルーの粘度はグルー Ａが約３００×ｍＰａ・Ｓ、グルーＢが約８００ｍＰａ・Ｓであった。
【００２３】 二つの中心点を有する以下の２4の実験計画で、一連の１８のパーティクルボ ードを生産した。グルーＡとＢを様々な量で芯層と表面層に添加し、以下の表１
に示すように芯層と表面層に様々なＦ／Ｕ比を提供した。 硬化剤として硫酸アンモニウムを用い、芯層へ３．０重量％、表面層へ１．０
重量％添加した。
に示すように芯層と表面層に様々なＦ／Ｕ比を提供した。 硬化剤として硫酸アンモニウムを用い、芯層へ３．０重量％、表面層へ１．０
重量％添加した。
【００２４】
【表１】
【００２５】 ボードを幾つかパラメータに関して分析した。 −密度、容積が既知のボード片の重量を測定し、質量を容積で割った。値をｋｇ
／ｍ3で表す。 −内部接着（ＩＢ）、得られたボードの板面に垂直な抵抗張力の特性。値はＭＰ
ａで表す。 −厚み膨潤（ＴＳＷ）、ボードの試料を２０または２３℃の温度の水中に２〜２
４時間置くことにより測定する。試料の厚さを浸漬の前後で測定する。厚み差を
浸漬前の厚さで割り、パーセントで表す。 −吸収値（ＡＢＳ）：試料を水にさらす前後で重量測定する。重量差を浸漬前の
重量で割り、パーセントで示す。 −パーフォレータ値（ＰＶ）、ある水分含量（６．５％）のホルムアルデヒド含
量を表わす。ボードをトルエン中で浸出する。放出したホルムアルデヒドは水に
吸収され、光度測定的に決定される。値はｍｇＨＣＨＯ／１００ｇオーブン乾燥
ボードで表される。 −フラスコ法によるホルムアルデヒド放出、ＥＮ７１７−３（ＨＣＨＯ放出）。
値をｍｇＨＣＨＯ／ｋｇオーブン乾燥ボードで表す。
／ｍ3で表す。 −内部接着（ＩＢ）、得られたボードの板面に垂直な抵抗張力の特性。値はＭＰ
ａで表す。 −厚み膨潤（ＴＳＷ）、ボードの試料を２０または２３℃の温度の水中に２〜２
４時間置くことにより測定する。試料の厚さを浸漬の前後で測定する。厚み差を
浸漬前の厚さで割り、パーセントで表す。 −吸収値（ＡＢＳ）：試料を水にさらす前後で重量測定する。重量差を浸漬前の
重量で割り、パーセントで示す。 −パーフォレータ値（ＰＶ）、ある水分含量（６．５％）のホルムアルデヒド含
量を表わす。ボードをトルエン中で浸出する。放出したホルムアルデヒドは水に
吸収され、光度測定的に決定される。値はｍｇＨＣＨＯ／１００ｇオーブン乾燥
ボードで表される。 −フラスコ法によるホルムアルデヒド放出、ＥＮ７１７−３（ＨＣＨＯ放出）。
値をｍｇＨＣＨＯ／ｋｇオーブン乾燥ボードで表す。
【００２６】 得られたパラメータ値を以下の表ＩＩに示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】 部分最小二乗回帰が上述の値に基づいておこなわれ、表ＩＩの得られた値と表
Ｉのパラメータ間の相関関係を見出す。これらの相関関係について得られた回帰
係数も以下の表ＩＩＩに開示する。理想的な相関関係の回帰係数は１である。
Ｉのパラメータ間の相関関係を見出す。これらの相関関係について得られた回帰
係数も以下の表ＩＩＩに開示する。理想的な相関関係の回帰係数は１である。
【００２９】
【表３】
【００３０】 生産中に添加した物質間の関係から開始して、セルロース繊維含有製品のパラ
メータ値を予測することが明らかに可能である。少なくとも当業者であれば認め
るように、このことは、セルロース繊維含有原料からセルロース繊維含有製品生
産の為の制御工程であり、この工程の間様々な物質が添加され、これらの物質の
少なくとも二つが前記物質間の関係に対応して前記製品の同一の特性へ実質的な
影響を有する工程に本方法を用いることができることを明らかに暗示している。
メータ値を予測することが明らかに可能である。少なくとも当業者であれば認め
るように、このことは、セルロース繊維含有原料からセルロース繊維含有製品生
産の為の制御工程であり、この工程の間様々な物質が添加され、これらの物質の
少なくとも二つが前記物質間の関係に対応して前記製品の同一の特性へ実質的な
影響を有する工程に本方法を用いることができることを明らかに暗示している。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】 セルロース繊維含有製品の生産は、しばしば、生産工程中で種々の物質の添加
を必要とする。添加の目的は生産工程それ自身を容易にすること、または生じた
製品へ効果をもたらすこと、またはこれら両方である。木材ベースのパネルの生
産において、しばしば、樹脂と硬化剤を含むグルー系からなる様々な接着剤（グ
ルー）を添加することは、添加の典型例であり、出来上がった製品へ効果をもた
らす。この関連で重要なパラメータは、例えばグルー中の樹脂と硬化剤の比率、
またはこれらの成分を含むグルー中の尿素とホルムアルデヒド間の比率のように
（成分が）一つを超える場合、しばしば物質を構成する成分間の比率である。他
の重要なパラメータは異なった添加物質間の比率であるかもしれないが、これは
予めパネルの異なった部分、例えばパネルの異なった層に対して決められている
。 米国特許５，５３２，４８７号は近赤外分光分析法によるポリアミドとポリア ミド前駆体混合物の測定と制御の方法を開示している。米国特許５，５３２，４ ８７号はしかしながら、近赤外分光分析法を用いて、製品の同一の特性に影響す るいくつかの物質を制御することを開示してない。
を必要とする。添加の目的は生産工程それ自身を容易にすること、または生じた
製品へ効果をもたらすこと、またはこれら両方である。木材ベースのパネルの生
産において、しばしば、樹脂と硬化剤を含むグルー系からなる様々な接着剤（グ
ルー）を添加することは、添加の典型例であり、出来上がった製品へ効果をもた
らす。この関連で重要なパラメータは、例えばグルー中の樹脂と硬化剤の比率、
またはこれらの成分を含むグルー中の尿素とホルムアルデヒド間の比率のように
（成分が）一つを超える場合、しばしば物質を構成する成分間の比率である。他
の重要なパラメータは異なった添加物質間の比率であるかもしれないが、これは
予めパネルの異なった部分、例えばパネルの異なった層に対して決められている
。 米国特許５，５３２，４８７号は近赤外分光分析法によるポリアミドとポリア ミド前駆体混合物の測定と制御の方法を開示している。米国特許５，５３２，４ ８７号はしかしながら、近赤外分光分析法を用いて、製品の同一の特性に影響す るいくつかの物質を制御することを開示してない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2B260 BA01 BA02 BA18 BA19 CB01 CD04 DA01 DA02 DC15 EA05 EB02 EB06 EB21 2G059 AA05 BB08 BB09 BB15 DD01 DD16 EE01 EE02 EE12 FF05 FF07 FF08 HH01 JJ01 MM03 MM14
Claims (18)
- 【請求項１】 セルロース繊維含有原料からのセルロース繊維含有製品の生
産工程を制御する方法であり、該工程の間多種の物質が添加され、これらのうち
少なくとも二つは前記製品の同一の特性へ前記物質間の関係に相当して実質的影
響力を有する方法において、数学的関数により、前記製品特性の既知の参照値お
よび相当する物質間の既知の参照関係を関連付けることを含む処理を経て較正モ
デルが確立されており、この方法が、 Ｉ）前記製品特性の値を予測するために較正モデルを前記物質間の実際の関係に
適用する段階、 ＩＩ）前記製品特性の予測値を前記製品特性の望ましい目標値と比較し、そして
、もし前記予測値が実質的に前記目標値と等しくなかったら、物質間の実際の関
係を予め定めた方法で調整する段階、 ＩＩＩ）段階ＩとＩＩを前記予測値が実質的に前記目標値と等しくなるまで繰り
返す段階、 を含むことを特徴とするセルロース繊維含有製品の生産工程制御方法。 - 【請求項２】 較正モデルが多変量分析により確立されることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 多変量分析が主成分分析、部分最小二乗回帰および主成分回
帰から選ばれることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 セルロース繊維含有製品が木材ベースのパネルであることを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 木材ベースのパネルが二つの層を含み、且つ前記物質の一つ
が実質的に前記層の間にとどまるように添加することを特徴とする請求項４記載
の方法。 - 【請求項６】 物質の一つが実質的に一つの層の中に含まれるように添加す
ることを特徴とする請求項４または５記載の方法。 - 【請求項７】 木材ベースのパネルがボードであることを特徴とする請求項
４記載の方法。 - 【請求項８】 ボードがパーティクルボードであることを特徴とする請求項
７記載の方法。 - 【請求項９】 前記物質各々がアミノ樹脂含有グルーであり、これによって
前記物質がホルムアルデヒドの含量に関し互いに異なることを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記製品特性が密度、密度分布、内部結合強さ、厚み膨潤
、吸収値、透湿性値、パーホレータ値、破壊係数、弾性率、揮発性有機化合物、
エミッションチャンバ値であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 二つの物質が更に物質の添加した合算量にも相当して前記
特性に実質的な影響力を有し、 較正モデルが前記製品特性の前記既知の値に、相当する添加物質の既知の合算
量および該量における物質間の相当する関係を関連付けることを含み、 且つ前記製品特性の実際の値を予測するために、較正モデルの適用に伴って前
記量における物質間の実際の関係および物質間の相当する関係を関連付けること
を特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 較正モデルが、分析方法により、参照原料を分析して参照
試料データを提供し、前記数学的関数により、前記参照試料データを前記製品特
性の既知の値および相当する物質間の既知の関係と関連付けることを含む処理を
経て確立されており、そして制御方法が更に、前記分析方法により原料を分析し
て、試料データを提供する段階を含み、且つ前記製品特性の実際の値を予測する
ために較正モデルの適用に伴って試料データを物質間の関係と関連付けることを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 試料データを目標値と関連付けする前に潜在変数へ移し換
え、参照試料データを前記既知の値と関連付けする前に潜在変数へ移し換えるこ
とを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 分析方法が分光測定法であることを特徴とする請求項１２
記載の方法。 - 【請求項１５】 試料データ並びに参照データを加工して、ノイズを減少し
、ずれおよびぼけた光散乱を調整することを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 分光測定法が、吸収、反射、放射または透過の分光測定法
であることを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 分光測定法が近赤外分光測定法であることを特徴とする請
求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 生産されるセルロース繊維含有製品が一つの芯層と二つの
表面層を含むパーティクルボードであり、セルロース製品含有原料がおが屑、削
り屑、チップもしくは丸太からの削り屑またはこれらの組み合わせであり、製品
特性が密度、密度勾配、内部結合強さ、厚み膨潤、吸収値、透湿性値、パーホレ
ータ値またはエミッションチャンバー値であり、物質がホルムアルデヒド、尿素
および任意に他の一切の適切な成分を混合することにより得られるグルーであり
、そしてグルーがホルムアルデヒドと尿素の間の比率に関し互いに異なり、これ
により第一のグルーが第二のグルーより高いホルムアルデヒドと尿素の間の比率
を保持することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
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