JPS58208186A - 窒素を緩徐に放出する肥料の製造方法 - Google Patents

窒素を緩徐に放出する肥料の製造方法

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JPS58208186A
JPS58208186A JP58089333A JP8933383A JPS58208186A JP S58208186 A JPS58208186 A JP S58208186A JP 58089333 A JP58089333 A JP 58089333A JP 8933383 A JP8933383 A JP 8933383A JP S58208186 A JPS58208186 A JP S58208186A
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レモ・モナルデイ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05CNITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C05C9/02Fertilisers containing urea or urea compounds containing urea-formaldehyde condensates

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、窒素を緩徐に放出する肥料の製造方法にかか
わる。
更に特定するに、本発明は、ユレアホルムと他の少くと
も1檎の土地肥沃剤とを含有する上記肥料の製造方法に
かかわる。
尿素は水性媒体中ホルムアルデヒドと反応して、各種分
子量のポリメチレンポリ尿素よりなる不溶性縮合生成物
を形成することが知られており、またこの縮合生成物は
商業上ユレアホルムとして既知である。ユレアホルムは
、これを土壌に施こしたのち可溶含窒素化合物を°形成
することによって漸次解重合し、またそれにより緩徐に
窒素を放出する土地肥沃剤として機能する。ユレアホル
ムの作物栽培学値(agronam4eal valu
@)はその活性指数によって表わされ、それは、水不溶
性窒素の可溶化速度を示すものである。活性指数とこれ
を求める方法については、William Horwi
tzの編集による「The 0fficial M@t
hods of Analys、is ofthe  
Am5ociatlon  of  0ffie1al
  Analytical  Chemlsts(公認
分析化学者協会の公定分析方法)」〔第30版(198
0)、第17頁〕に説示されている。
活性指数の最適値は40〜60範囲である。
ユレアホルムを含有するNPK複合肥料は、下記三つの
方法により製造されてきた。
1)ソ(7J一つの方法は、固体のユレアホルムを粉末
又は粒状で調−し、これを他の含慈素りん酸系ないしカ
リウム物質物質に加えるというものである。
2)第二の方法は、ユレアホルムを水性懸濁物形状で調
製し、該懸濁物を他の含窒素りん酸塩ないしカリウム物
質に加えるというものである。
3)第三の方法は、尿素とホルムアルデヒドを他の含窒
素りん酸塩ないしカリウム物質の存在で反応させること
により、ユレアホルムを現場製造するというものである
上記最初の方法は、水性相で製せられたユレアホルムの
一過工程を必要とし、更にこれを乾燥し随意造粒するな
どコスト高につく。而して、そのあと、ユレアホルムを
他の土地肥沃剤に加える作業工程が必要である。
二番目の方法は、成る重合度をもつ懸舖物を長期間にわ
たって′帛に安定なものとする目的でまたそれ故に過度
の恵縮合(それはユレアホルムの作物栽培学値を低める
ことに加え、その、後続作業段階での処理容易性を損な
う)を避ける目的で反応条件を非常に注意深<W理せね
ばならないという欠点を有する。なお、この場合も、ユ
レアホルムを他の土地肥沃剤にBaえる必要がある。
三番目の方法は、系内に水がほとんどなく、尿素の完全
な溶解が妨げられるため尿素とホルムアルデヒドとの反
応収率が低いという欠点を有する。
また、この方法は、造粒工程で生成物の厳密な温If−
一を必要とする。
本発明の一つの目aコは、ユレアホルムト他の少くとも
1種の土地肥沃剤とを含む肥料の製造方法にして、活性
指数が40〜60範囲でありしかも長期にわたって常に
一定の生成物を取得することのできる方法を提供するこ
とである。
本究明の別の目的は、臨界性の低い条件下で作動し得且
つ作業上旨い融通性を示すことのできる経済6な哲理方
法を提供することである。池の目的については以下の記
載から当業者には明らかであろう。
これらの目的は、本発明に従った、ユレアホルムと他の
少くとも1檀の土地肥沃剤とを含む、緩徐に窒Jを放出
するPJ料を製造する方法であって、ill  尿素/
ホルムアルデヒドモル比が1.2〜2、水/尿素モル比
が0.7〜1oになるようOこ水性相において尿素とホ
ルムアルデヒドとを、30〜60°C軛囲の温度で反応
させ、旦し該反応を酸′41J質の添別により2〜4範
囲のpHで行ない、 (2)  このようにして得られたユレアホルム水性N
&!濁物と他の少くとも1a!の土地肥沃剤および、p
Hを確実に4〜5゜5範囲とする如き、再循環される一
部分の最終生成物とを混合し、この混合物を50〜85
℃範囲の温度で粒状化し、 (3)粒状化の終了前、アルカリ物質を加えることによ
って、生成物のpHを58〜7範囲の値に高め、 (4)  この生成物を乾燥し、その一部分をm」記第
二工棉に再循環させる ことをe徴とする方法により達成される。
本方法の本質的特徴は、尿素とホルムアルデヒドとの重
縮合が2工程で生起することにある。すなわち、この重
−合は、第一工程において、pH2〜4の液相で出発し
、そして第二工程では、他の土地肥沃剤の存在下或いは
、核剤と再循環される最終生成物の一部分の存在下pH
4〜5.5の固相で続行する。その間、粒状化も進行す
る。面して、粒状化の終了前、pHL5.8〜7に高め
ることによって、重縮合反応が停止する。
液相での重縮合段階では、尿素およびホルムアルデヒド
の溶液を、酸の添加によって2に41DpHliに保持
する。好ましくは、この酸を、第三工程で遂行されるそ
の中和反応により肥料物質が生ずるような態様で選定す
る。かくして、例えば、10〜20重ji%に稀釈した
りん酸又は硫酸が用し1られる。もし、第三工程のアル
カリ物質がアンモニアであるなら、かかる酸は第三工程
でりん酸アンモニウム又は硫酸アンモニウムに変換する
尿素とホルムアルデヒドは任意形状で第一工程に供給さ
れつる。更に詳述するに、尿素は面体形状力1或いは予
め調製した水浴液形状をなしつる。
また、ホルムアルデヒドは気体形状か或いは水浴液形状
をなしつる。例えば、ホルムアルデヒド約57%、尿集
約25%および本釣20%を含むMontedison
 S 、 p 、 A、の製品Formursa  (
ホルムウレア)80の如き尿素およびホルムアルデヒド
の商用溶液も同様に用いることができる。但し、この場
合、既述の尿素/ホルムアルデヒドモル比および水/尿
素モル比を得るために尿素と水が追加使用される。液相
での反応時間は一般に15〜3時間好ましくは15〜2
5時間である。
反応終了時、水性媒質中旬−に懸濁した縮合ユレアホル
ムのスラリーが取得される。
第一工程での尿素/ホルムアルデヒドモル比は好ましく
は14〜1,8範囲である。
第一工程での水/尿素モル比は好まL〈は1.0〜2,
0範囲である。
第一工程でのpHは好ましくは五〇〜五5範曲である。
第一工程での温度は好ましくは40〜55℃範囲である
第一工程に入ってくる各檀g質は縮合反応、器に直接供
給することができる。これは、処分される溶液中に尿素
があるとき特に好適である。もし、処分される溶液中に
尿素がないなら、水、ホルムアルデヒドおよび尿素を混
合反応器に供給し、そこで均質溶液を形成したのち、こ
れを酸物質と−緒に縮合反応器に供給する方がよい。こ
の場合、混合反応器内の溶液温度な、通常20〜40”
C好ましくは20〜30°C範囲の温度に調節する。か
かる調節と縮合反応の発熱利用によって、縮合反応器内
の温度を選定値に容易に保持することができる。
得られた均一懸濁物、再循環される最終生成物の一部分
および他の少くとも1種の土地肥沃剤を第二工程に供給
し、この工程で固体相の重縮合および肥料の粒状化が生
起する。
他の1種若しくは2種以上の土地肥沃剤ないし肥料物質
を適宜選択することによって、窒素、窒素とりん、窒素
とカリウム、又は窒素とりんとカリウムを基剤とする最
終生成物を得ることができる。添DOしつる肥料物質と
して、例えば、尿素、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニ
ウム、過りん醗石灰、スーパートリプル、りん酸、アン
モニウム化度の異なる固体若しくは水性懸濁物状りん酸
アンモニウム、塩化カリウムおよび硫酸カリウムが挙げ
られる。また、他の肥料物質例えば、稀釈剤、マグネシ
ウム塩(例 多少水和化せる硫酸マグネシウム)又は、
鉄、亜鉛、マンガンおよびほう素の叩ぎ、微量要紫を供
都する堰2加えることもできる。
第二工程でのpHは4.0〜5.5範囲の値に保持され
る。ユレアホルム水性懸濁物のpHがこの値より低い(
20〜4.0)ことが考慮されるときは、5.8〜7範
囲のpl’lを有する最終、生成物の−61;分を再循
環させることによって、第二工程のpHが高められる。
また、醸成分例えばりん酸若しくは過’ノん酸石灰の隈
度を補う目的Oこも最終生成物の再循環物を用いること
ができる。かかる場合、再循環物と、そして鎖成分を投
与することによって、pHが4.0〜5.5範囲に保持
される。最良の結果は通常、pHを4.5〜5.5範曲
に保持することによって達成される。
再循環比は一般に3.:1〜7:1、より好ましくは4
:1〜6:1範咄である。
肥料の粒状化は、重縮合反応の実施と同時に生起する。
作業時間は、粒状化の要求値を関数として劇画される。
作“業温度は50〜8−5°C範囲である。最良の結果
は通常70〜80℃範囲の温度で達成される。必要に応
じて、例えば、蒸気による加熱が用いられる。
粒状化の終了前、生成物はアルカリ物質例えばアンモニ
ア又は水酸化カルシウムを加えること1こよって58〜
7範囲のPHに高められる。好ましくは、アンモニアガ
スが用いられる。このpH上昇はユレアホルムの重合度
を安定化する。なぜなら、重縮合反応は、5.8〜7@
!曲のPHで停止するからである。好ましくは、pHを
60〜6.5範曲の値に高める。
固体相での重縮合と粒状化工程、それに生成物pHの安
定化工程を、単一装置で行なうことができる。而して、
該装置は、末端部分に、例えば、装置長さの十分の7〜
十分の9範囲の位置に、アルカリ?i′JR供給手段が
備えられている。
上記種々の作業を歇−装置で行ないうることが本発明の
本質的利点である。しかしながら、固体相での重縮合一
粒状化工程と生成物pHの安定化工程を別個の2装置で
行なうこともできる。単−装置又は2装置は、例えばド
ラム式又はスクリュ一式(7) クラニュレーターから
なりうる。而して、粒状化は、アルカリ物質を添加して
いる間またそのあとも、生成物が装置より出てくるまで
続行する。
5.8〜70にpH調節された生成物は、次いで、例え
ば1〜2呪の残留水分C2−なるまで慣用タイプのドラ
イヤー内で乾、燥される。乾燥は、一般に85〜100
°C範四、より好ましくは90〜95°C鞄非の渦(9
)で実施される。乾燥された生成物は次いで、粒度分級
に付される。而して、所期寸法より小さな部分とより大
きな部分(後者は粉砕される)は、所期寸法を有する生
成物の一部分と一緒に再循環物を惜或し、粒状化および
重縮合の完遂工程に返送される。
生成物は、店に出される前Gこ好ましくは45℃以下(
・こ冷却される。
本発明の主な利点は次の叩く要約される:本発明方法に
よって、化学特性および物理特性が高く且つ一定であり
、窒素の活性指数が長期間にわたって常に一定の40〜
6D範囲である肥料が得られること、 本発明方法は経済的であり、且つ既知技法に較べて作業
条件が臨界的でないこと、それ故実施面での融通性がよ
り高いこと、 本方法は処方上の変通性も高く、全窒素割合の上限を5
0〜60%として土地肥沃要素と緩徐放出性窒素含量と
の比が異なる多種の窒素肥料、窒素/りん肥料、窒素/
カリウム肥料、窒素/りん/カリウム肥料を取得しつる
こと、本発明方法の全製造サイクルは、非緩徐放出性肥
料を製造するための既存プラントを使い、該プラントを
わずかに変えるだけで実施することができ、しかもこの
わずかな変更は経済的に大きな負担とはならないこと、 固体相での粒状化−重縮合と生成物pHの安定化を単一
装置で行ないうること。
本発明を更に例示するために下記例を示す。なお、特記
せぬ限り%は重量による。
例  1 塩素不含の15.7゜7S 肥料を、次のように連続態
様で製造した。(その館は最終生成物のメートルトンに
関係する) ホルムウレア80(ホルムアルデヒド57%、尿素23
%および水20%)の商用溶液145k19、N含fi
46%の尿素253&9および水80!9を均一に混合
し、これを開放反応器内で攪拌しながら20°Cの温度
にし、それによって尿素/ホルムアルデヒドモル比が1
.75 : 1 、水/尿素モル比がt27 : 1で
あるp)(40の溶液を得た。
この浴液を、別の反応器に攪拌下で移し入れ、そこでp
、 o、含分4%のH3P0.水浴液6.2119を加
えて、反応混合物のpH【五5にした。
この第2反応器内で、尿素とホルムアルデヒドとの縮合
反応から生じた熱により、温度は50″Cで安定になっ
た。この反応器内の溶液の平均滞留時間は2時間であっ
た。このようにして製せられた462J9のユレアホル
ム簸濁物をドラム式のグラニユレータ−に、作動サイク
ルを止めず而して連&態様で直接供給した。このグラニ
ユレータ−に、過りん酸石灰(0゜18.0)407k
g、硫酸アンモニウム56に9、K、 O含分50%の
iICICジカリウム14フI9活性物質(砂)80j
9t−先行プロセスで得た再循環生成物〔水分15%)
5oO。
〜と一緒に加えた。
粒状化の間、生成物pI(は55であり、温度は72℃
であった。
次いで、グラニユレータ−の末端部分において、アンモ
ニアガス18に9′f:mlえることにより、生成物を
アンモニア化した。グラニユレータ−の出口部分での生
成物pHは&0であった。グラニユレータ−から出てき
た水分5.9%の生成物肥料は、水分15%になるまで
温度95℃のドライヤー内で乾燥し、次いで篩別した。
1〜4m部分が所期最終製品である。これより微細なも
のと、適宜粉砕した粗大なものとは、最終生成物の一部
分と一緒に再循環される。
このようにして画せられた肥料は下記分析結果を示した
ニ ーアンモニア性窒累          2,55%−
尿i牲窒累            6.45%−水不
溶性窒素           &20%−全窒素  
            15.20%−水およびくえ
ん酸アンモニウムに可溶のP、0,7.20%−に、0
                   720%−水
 分            150%−活性指委り4
6 粒状物のケーク化、硬度および脆さ特性は、在来の高品
質NPK肥料の各特性に匹敵した。
例  2 塩素不含の14.6.18+2Mg0肥料を、次の如き
連続1丁菜で製造した(72お、その仕様嵐は最終°生
成物のメートルトンにIN&する):ホルムウレア80
の曲用浴液145kg、N含分46%の尿fQ 253
 ki Eよび水100kiを均一←混合し、こnt−
開放反応器内で攪拌しながら20℃のm1度にし、それ
によって尿素/ホルムアルデヒドモル比が173=1、
*/尿素モル比が1.5 c :1DであるpH&D〜
61の溶液を得た。
この溶液を、別の開放反応器に攪拌下で移し入れ、’E
−コT Pt Os含分4%ノH,PO,水浴1aO峠
を制御しながら加えて、反応混合物のpH?i:五2に
した。
この第2反応器内で、尿素とホルムアルデヒドとの縮合
反応から生じた熱により、温度は52℃で安定になった
。この反応器内の1溶液の平均滞留時間は1時間50分
であった。このようにして製せられた485に9のユレ
アホルム慾s=eドラム式のグラニユレータ−に、作動
サイクルを止めず面して連続態様で直接供給した。この
グラニュ・レータ−に、P、0.含分36%のりん酸水
硲液972神、過りん酸石灰(0,1B、D)161へ
、N含分46%の原案1[+19、K、 O含分5D%
の#L酸カリウム371119、MgO含分27%のキ
ーゼル石65119を先行プロセスで得た再循環生成物
(水分15%)4500kpと一緒に加えた。
粒状化の間、生成物pI(は5.2であり、温度は75
℃であった。
次いで、ドラム式グラニユレータ−の末端部分(こおい
て、アンモニアガス16〜.を加えることにより、pH
の安定化か遂行された。
ダラニュレーターの出口部分での生威遺pHは60であ
った。次いで、この生成物を、例1に記載の如く95℃
で乾燥し、齢/Jtl シフこ。
分析結果は次の卯〈てあつ7こ: −ア〉モニア性窒素         120%−尿素
性窒素             6.80%−不溶性
窒素            &20%−全窒素   
           14.20%−水およびくえん
酢アンモニウムに可溶のP、0.6.20 %−Kt 
O1B、2o % −全1i11 g O2,20% −水  分                    
   1.50 グー活性指数           
      5゜粒状吻のケーク化、硬度および脆さ特
性は、在米の烏品質NPK肥料の各特性に匹敵した。
例  3 20、7.20  肥料を、次の傾き走絖作菜で製造し
た。(なお、その仕様量は最終生成物のメートルトンに
閃係する): ホルムウレア80の商用溶液145kg、N含分46%
の尿素255119および水140j9を均一に混合し
、これを開放反応器内で攪拌しながら20℃の温度にし
、それによって尿素/ホルムアルデヒドモル比がt73
:1、水/尿素モル比が1971であるptiao〜6
.1の溶液を得た。
このl@液を、別の開放反応器に攪拌下で移し入れ、そ
こでp2o、、含分4%のりん酸水溶液10〜を@創し
ながら加えて、反応混合物のpI(を30にした、 この第2反応器内で、尿素とホルムアルデヒドとの一合
反応から生じた熱故に、温度は52℃で安定になった。
この反応器内の浴液の平均滞留時間は2時間であった。
このようにして製せられた522kpのユレアホルム懸
濁刃をドラム式グラニユレータ−に、作動サイクルを止
めず而して連続態様で直接供給した。
このグラニユレータ−に、P、O,含糖36%のりん@
水浴液210へ、N含分21%の硫酸アンモニウム99
kg、尿素65!9、K、 O含分6o%の塩化ズリラ
ム344〜を先行プロセスで得た再循環化ffi?(水
分15%)4000に9と一緒cコ加えた。
粒状化の間、生成* p Hは4.6であり、温度は8
0°Cであった。
次いで、グラニユレータ−の末端部分において、アンモ
ニアガス32A9を加えることにより、pHの安定化が
生起した。グラニユレータ−の出口部分での生成=pH
ぜ;6.2であった。
次いで・この生成物を例1に記載の辺ぐ95 ”Cで乾
燥し、@夙した。
分析結果は次の如くであったニ ーアンモニア性窒素          4.80%−
尿S往窒素            9.20%−不、
溶性窒素                6.2 [
’%−全窒素             20.20%
−水およびくえん酊セアンモニウムに可溶のP、0,7
.20 %−Kto                
    2 α2 o%−水 分          
 tSO%−活性指数            50粒
状物のケーク化、硬度および−脆さ特性は、在来の高品
質NPK肥料の各特性に匹敵した。
例  4 に、 O不含の25.18.0  肥料を、次の如き連
続作業で製造した(なお、その仕様−量は最終生成物の
メートルトンに関係する): ホルムウレア80の溶液213119、N含分46%の
尿素372に9および水118119を均一に混合し、
これを開放反応器内で攪拌しながら20℃の温度にし、
それによって尿素/ホルムアルデヒドモル比が1.75
 : 1 、水/尿素モル比が127=1であるPH4
1の溶液を得た。この溶液を、別の開放反応−に攪拌下
で移し入れ、そこでP、0゜含分4%のH,PO4水溶
液9.5 kgを制御しながら加えて、反l1i6混合
物のpHrt五2にした。
尿素とホルムアルデヒドとの縮合反応から生じた熱故に
、温度は52°Cで安定になった。反応器内の溶液の平
均滞留時間は1時間15分であったこのようにして製せ
られた680kgのニーレアホルム懸濁物を連続態様で
直接グラニユレータ−に供給した。このグラニユレータ
−に、Pl O@ *分56%のH,PO4水溶PK2
66.7〜、りん酸ニアンモニウム(1B、 46.0
 )208に9、牝彫を物置(砂)114に9を先行プ
ロ七スで得た再循シJ組成物(水分15%)socok
gと一緒に加えた。
粒状化の間、生成物pHは4.5であり、温度は70’
Cであったっ 次いで、グラニユレータ−〇末りj一部分において1ア
ンモニアガス42に9を刀0えることにより、生成′吻
をアンモニア化した。
グラニユレータ−の出口部分での生M= 物p d!!
6.2であった。
グラニユレータ−から出てきた主成物を95°Cの温度
で乾燥し、次いで篩別した。1〜41k1.、部分が最
終製品である。
このようにして製せられた肥料は下記分析結果を示した
ニ ーアンモニア性窒素         6.60%−尿
素性窒@             9.50%−不溶
性窒素            9.10%−全覧累 
            25.20%−水およびくえ
ん酸アンモニウムに可溶のP、0゜1 &20 % 一水  分                    
  150 %−活性liI数           
 47粒状物のケーク化、佼友およO;脆さ特性&=、
在来の高品質NPKe料の各特性に1嫁した0代理人の
氏名 倉 内 基 弘

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t ユレアホルムと他の少くとも1種の土地肥沃剤とを
    含む、緩徐に窒薫を放出する肥料をm造する方法であっ
    て、 fil  尿素/ホルムアルデヒドモル比が12〜2、
    水/原案モル比がα7〜10になるように水性相におい
    て尿素とホルムアルデヒドとを、50〜60℃範囲の温
    度で反応させ、但し該反応を@物質の#X′MJにより
    2〜4範曲のpHで行ない、 (2)  このようにして得られたユレアホルム水性懸
    濁物と他の少くとも1檀の土地肥沃剤および、pHを8
    実に4〜5.5範囲とする知き、再循環される一部分の
    最終生成物とを混合し、この混合物を50〜85°C範
    曲の温度で粒状化し、 (3)粒状化の終了前、アルカリ物質t”加えることに
    よって、生成物のpHを5.8〜7範囲の値に高め、 (4)この生成?Iを乾燥し、その一部分を前記第二工
    程に再循環させる ことを’IIF黴とする方法。 2、 第一工程で加えられる酸@寅が、稀釈された水溶
    液形状で用いられるりん酸又は硫酸であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の方法。 6、 第三工程で加えられるアルカ!JI?I寅がアン
    モニア又は水酪化カルシウムであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は2項記載の方法。 4、 第三工程で加えられるアルカリ@實がアンモニア
    ガスであることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載
    の方法。 5、 第一工程での尿素/ホルムアルデヒドモル比が1
    4〜t8範囲であることを特徴とする特許−求の範囲第
    1項〜4項いずれか記載の方法。 & 第一工程での水/原票モル比がto−2,01 範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第1JJ〜
    5項いずれか記載の方法。 2 第一工程でのpHが3.0〜3,5範囲であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜6項いずれか記載
    の方法0 8、 第一工程での温度が40〜55℃範囲で菖ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜7項いずれか記載
    の方法。 9 第二工程でのpHが4.5〜5.5範囲であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜8項いずれか記載
    の方法。 1CL  第二工程での温度が70〜80℃範囲である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項〜9項しき゛ず
    れか記載の方法。 1t  第三工程において、生成物のPHが&口〜&5
    範曲の値に高められることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項〜10項いずれか記載の方法。 12、  予め調製せる、尿素とホルムアルデヒドとの
    水浴液仮第一工程に供給することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項〜11項いずれか記載の方法。 1′5.  第四工程に−おいて、生成物が85〜10
    0℃範囲の温度で乾燥されることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項〜12項いずれか記載の方法。
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