(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建材用石膏ボード製造工程における抄造工程水系に、有機ホスホン酸類、アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体から選ばれる一種以上を添加することを特徴とする建材用石膏ボード製造工程水系におけるスケールの抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建材用石膏ボード製造工程水系においてのスケール生成を抑制することにより、シャワーノズルの詰まりを防止し、抄造機のフェルト、網の脱水性を向上する方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建材用石膏ボードは、主要な原料であるセメント、珪酸カルシウム、石膏などのマトリックスと、さらに補強繊維、各種混和材剤等に水を加え混練し、これをフェルトや網の上に流し脱水して抄造原板とし、次の裁断、プレス、乾燥工程に送られ製品化される。抄造工程では該混練物をフェルトや網の上で自然脱水、さらに吸引（サクション）脱水され、分離された水は原料系に戻されるが、一部の水はフェルトや網の洗浄用シャワー水として抄造機に噴射されている。
【０００３】
この工程の概要を図１に示した。
【０００４】
シャワー水に用いる水は、通常抄造工程で分離された水から水中に残っているセメント、珪酸カルシウム、石膏など固形分を凝集沈降分離、フィルター分離等で除いて用いるが、それでも水中にはカルシウム分、硫酸根が多量に溶解している。この水をシャワー水として使用していると、空気中の炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムとなり、さらに水中の硫酸カルシウムも関与して、シャワーノズル、フェルトや網にスケールを生成する。シャワーノズルにスケールが付着するとシャワーノズルの目詰まりからシャワーが円滑にできなくなり、フェルト、網にスケールが付着すると脱水性を低下させるなど運転上の支障を来すという問題が生じていた。
【０００５】
シャワーノズルの詰まりは運転を中止し人手によって付着スケールを剥離する方法が採られ、フェルト、網の脱水性不良は煩雑な酸洗浄を行ったり、フェルトや網を頻繁に交換するなどにより対処してきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の人手によるスケール剥離、フェルトや網の酸洗浄、交換は煩雑であり、経済的に不利であった。そこで本発明は、シャワーノズルの詰まりや抄造機のフェルト、網の脱水を悪くする原因となるスケール生成を抑制する方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決する手段】
発明者らは、建材用石膏ボードの成形に悪影響を及ぼさず炭酸カルシウム、硫酸カルシウムのスケールや無機成分不純物の凝集物を効率良く抑制する方法を鋭意研究を重ねた結果、該水系に有機ホスホン酸類および／あるいは特定のカルボン酸系重合体を添加することにより解決できることを見出し本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は建材用石膏ボード製造工程における抄造工程水系に、有機ホスホン酸類、アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体から選ばれる一種以上を添加することを特徴とする建材用石膏ボード製造工程水系におけるスケールの抑制方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ホスホン酸類は、具体的にはエチルホスホン酸、イソプロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、メチレンジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、１，１−アミノエタンジホスホン酸、１，１−ヒドロキシプロパンジホスホン酸、１，１−ヒドロキシブタンジホスホン酸、１，１−アミノブタンジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、アミノトリエチレンホスホン酸、エチレンジアミン−テトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミン−ペンタメチレンホスホン酸、２−ホスホノ酢酸、２−ホスホノプロピオン酸、２−ホスホノスクシン酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、およびこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩である。特に好ましい例としては、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸又はアミノトリメチレンホスホン酸、およびこれらのナトリウム塩、カリウム塩である。
【００１０】
アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体は、アクリル酸、マレイン酸、それぞれの単独重合体、あるいはこれらの共重合体である。マレイン酸重合体は、無水マレイン酸を原料として重合し加水分解したものでもよい。アクリル酸とマレイン酸との共重合体の場合には、その構成比は限定するものでなく任意に決められる。
【００１１】
またこれら重合体に本発明の効果が損なわれない範囲において共重合可能な他のモノエチレン性不飽和単量体を共重合したものでもよい。共重合可能な他のモノエチレン性不飽和単量体としては、２−アクリルアミド−メチルプロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホアルキルアクリレートエステル類、スルホアルキルアリルエーテル類、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸等のモノエチレン性不飽和スルホン酸類、これらモノエチレン性不飽和スルホン酸の水溶性塩類、ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸等のモノエチレン性不飽和ホスホン酸類、これらモノエチレン性不飽和ホスホン酸の水溶性塩類、アクリルアミド、メタクリルアミド、アルキルアクリレートエステル類、アルキルメタクリルレートエステル類、アルキルアリルエーテル類、ヒドロキシ置換アクリレートエステル類等の非イオン性のモノエチレン性不飽和単量体が挙げられる。しかし好ましくは重合体中にアクリル酸および／あるいはマレイン酸単位を７５モル％以上含む重合体である。
【００１２】
アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体の分子量は、特に限定するものではないが、一般的には５００〜２００００である。
【００１３】
本発明においては、有機ホスホン酸類、アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体から選ばれる一種以上を添加するが、有機ホスホン酸類とアクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体を混合使用することはなんら制限するものではない。
【００１４】
有機ホスホン酸類、アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体から選ばれる一種以上の化合物の水系への添加量は、対象とする工程の状況、水質、スケール化度合、要求度などにより異なり一律に定義できないが、一般的には有効成分として５〜１００ｐｐｍである。添加量が５ｐｐｍより少ないとスケール抑制効果が充分大きくないことがあり、添加量１００ｐｐｍより多いと、スケール抑制効果は充分あるが添加量の割には効果が大きくならず経済的に不利になることが多い。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
実施例−１
窯業系外装材製造工場における抄造工程分離水を採取し、Ｎｏ．６定量ろ紙でろ過して試料水とした。その水質は次の通りであった。
水質      ｐＨ：１２．６
Ｍ−アルカリ度：２５００ｐｐｍ（ＣａＣＯ３として）
カルシウム硬度：７０００ｐｐｍ（ＣａＣＯ３として）
ＳＯ４イオン：８３００ｐｐｍ
【００１７】
（１）試験方法
マヨネーズ瓶中に試料水を１００ｍＬを採取し、スケールを抑制する薬品を所定量添加した後、栓をし５０℃で２４時間静置した。  次いで、試験液をＮｏ．６定量ろ紙定量ろ紙でろ過し、そのろ液のカルシウム濃度をＥＤＴＡ滴定法にて測定し残存カルシウム濃度を求めた。
【００１８】
次の式によりスケール析出防止率を算出した。
【数１】
0004421723.tif 000002
ここで、Ｉ（Ｃａ）は試験開始前の試験液初期カルシウム硬度 （ｐｐｍ、ＣａＣＯ３として）、Ｂ（Ｃａ）は薬品無添加試験後の残存カルシウム硬度 （ｐｐｍ、ＣａＣＯ３として）、Ｓ（Ｃａ）は薬品添加試験後の残存カルシウム硬度（ｐｐｍ、ＣａＣＯ３として）である。
【００１９】
（２）結果
この結果を表１に示す。
【表１】
0004421723.tif 000003
【００２０】
この結果より、本発明の有機ホスホン酸類、アクリル酸重合体、マレイン酸重合体の添加により、カルシウムの析出が抑制されていることが確認された。
【００２１】
実施例−２
窯業系外装材を製造している工場で、目詰まりによるフェルトの寿命低下、及びフェルト交換頻度が高いことによる生産性の低下、脱水性低下によるサクションボックスろ過圧の上昇、操業維持のためのフェルト酸洗作業の増加、シャワーノズル詰まり等の問題を生じていた。そこでポリアクリル酸ナトリウムを水に対し１０ｐｐｍとなるように添加し、１ヶ月間続けた。始めて１７日間の結果を表２、およびろ過圧の変化を図２の示した。
【００２２】
【表２】
0004421723.tif 000004
【００２３】
この結果より、本発明のポリアクリル酸ナトリウムの添加により、カルシウムの析出が抑制され、ストレーナー交換回数が減り、フェルトサクションろ過圧の上昇もなく安定した操業が可能となった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の有機ホスホン酸類、アクリル酸および／あるいはマレイン酸を主成分とする重合体から選ばれる一種以上を建材用石膏ボード工程水に添加することによりカルシウムスケールの生成を抑制することができる。これは、シャワーノズルの詰まりをなくし、抄造機のフェルト、網の脱水性を改善するもので、該工程の生産性を向上することから、実用上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  建材用石膏ボード製造工程の概念図
【図２】  実施例−２における窯業系外装材製造工場水系におけるろ過圧の変化
【符号の説明】
[図１中]
１    サクションボックス
２    フェルト
３    シャワーノズル
４    凝沈・ろ過回収工程
５    処理水ピット
６    回収ピット
７    ストレーナー
８    原料系へ
９    裁断工程
１０    プレス工程
１１    乾燥工程
【図１】
0004421723.tif 000005
【図２】
0004421723.tif 000006