(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維とセメントと水を含有する原料スラリーを抄造して繊維入りセメント製品を製造し、上記抄造工程から排出される繊維とセメントを含有するスラッジ水を、排水タンクに一次貯留し、次いでパルパーに移送し、パルパーで他の材料を加えて原料スラリーとして抄造工程で再使用する工程において、
任意の部位で全部又は一部が還元糖である凝結遅延剤を添加し、該還元糖と反応して１０分以内に視認できる呈色反応を示す試薬を用いて、スラッジ水中のセメントの活性度を測定し、凝結遅延剤の添加量を調節することを特徴とする繊維入りセメント製品の製造方法。
【請求項２】
抄造工程におけるローターの洗浄用水として凝結遅延剤を添加した新水を使用することを特徴とする請求項１記載の繊維入りセメント製品の製造方法。
【請求項３】
還元糖がブドウ糖であり、試薬がグルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ及びｏ−トリジンからなる試薬であることを特徴とする請求項１又は２に記載する繊維入りセメント製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、石綿スレート、スレート板等の繊維入りセメント製品の製造工程において、抄造機から排出する繊維とセメントを含有する白水を循環使用し、作業停止後もスラッジ水中のセメントの活性を維持し、翌日以降に使用する繊維入りセメント製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スレート板等の繊維入りセメント製品製造工場においては繊維とセメントを含有する白水が排出する。この白水をスレート抄造用スラリーの一部として使用する方法は従来から行われている。しかしながら、連続操業中に次第に製品が白っぽくなり品質が低下してくるため再使用できないスラッジ水は廃棄していた。また、夜間など作業を停止した後はセメントの水和が進行し、セメントの強熱減量が１５％以上となっているため、これを使用すると製品の品質が低下するため濃縮脱水して産業廃棄物として処理していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
作業の行われない期間もセメントの強熱減量を増加させずに保持するためには凝結遅延剤の使用が好ましい。可及的に少量の凝結遅延剤を使用して産業廃棄物の発生を抑制して、優れた製品を製造する技術が求められていた。そのためには、最も効率的な部位で凝結遅延剤を添加し、更に、現場で短時間にスラッジ水中のセメントの強熱減量を測定し、最低必要量の凝結遅延剤を過不足なく添加する技術が必要であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、その構成は、繊維とセメントと水を含有する原料スラリーを抄造して繊維入りセメント製品を製造し、上記抄造工程から排出される繊維とセメントを含有するスラッジ水を、排水タンクに一次貯留し、次いでパルパーに移送し、パルパーで他の材料を加えて原料スラリーとして抄造工程で再使用する工程において、抄造工程におけるローター洗浄用水として凝結遅延剤を添加した新水を使用することを特徴とする。更に、全部又は一部がグルコースである凝結遅延剤を添加し、グルコースと反応して１０分以内で視認できる呈色反応を示す試薬を吸着させたろ紙を用いて、製造工程の任意の部位のスラッジ水中のセメントの活性度を測定し、凝結遅延剤の添加量を調節することを特徴とする。
【０００５】
パルパーにおけるスラリーの調製−抄造工程−排水タンク貯蔵−再びパルパーにおけるスラリーの調製という１サイクルに要する時間は約２時間である。本発明者らはスラリーを網上に抄きあげて脱水する工程において発生する排水の強熱減量は原料スラリーの強熱減量と無関係にほぼ１％以下であることを見出した。これは抄造工程において、水和の進行した大型のセメント粒子は網や抄造中の高濃度のスラリー層等を通過する際に捕捉され、粒子の小さい水和比率の小さいセメントが排水中に放出されるものと考えられる。抄造装置の丸網型のローター列の両端に位置するローターの端部では、滓が溜まるため絶えず流水で洗浄しているが、本発明はこの洗浄水の中に凝結遅延剤を添加することにより排水の強熱減量を低下させて凝結遅延剤の使用効率を向上させようとするものである。
【０００６】
更に、スレート製造の全工程の任意の部位において、スラッジ水中のセメントの強熱減量を簡易に測定することができれば、凝結遅延剤を過不足なく添加することができ、最も少量で最大の効果を得ることができる。
本発明は凝結遅延剤の一部又は全部に還元糖を使用し、還元糖と反応して１０分以内で視認できる呈色反応を示す試薬を吸着させたろ紙を浸すことにより、セメントの活性度を測定し、過不足なく凝結遅延剤を添加することに成功したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における繊維は特に限定はなく、一般にビニロン、パルプ等の有機繊維や石綿等の無機繊維が使用される。同様に、セメントにも限定はなく普通ポルトランドセメントやシリカセメント等、一般に水硬性物質と呼ばれているものは使用できる。
本発明に使用する遅延剤とは、グルコン酸、クエン酸、酒石酸のようなオキシカルボン酸系化合物又はその塩、グルコース、蔗糖、乳糖のような糖類、アミノトリメチレンホスホン酸のようなアミノホスホン酸系化合物及びその塩、リグニンスルホン酸又はその塩系の減水剤で促進作用を有しないもの、ケイフッ化物等一般にセメントの凝結を遅延させる効果を有するものはすべて包含される。
【０００８】
繊維入りセメント製造工場におけるセメント含有スラッジ水の循環を示すフローシートは図１に示すように、パルパー１において適正比率の水とセメントと繊維及び混和剤をよく混合して得られたスラリーをチェスト２に送る。チェスト２内のスラリーは抄造機３に送られスレート板４が製造される。抄造機３内のスラリーはローター８により固形分を抄きあげられるため次第に希薄になり、連続的に排出される。排出されたスラッジ水はセメントと繊維を含有し、白く濁っているため白水とも呼ばれる。スラッジ水は排水タンク５に貯留され、再びパルパー１に送られ不足するセメント、繊維、水等の他の成分１３を補給し、適正な濃度に調整後チェスト２に送られる。セメントを含有するスラッジ水が１循環するのに要する時間は約２時間程度であり、一般には多少の品質の低下があっても循環使用している。
【０００９】
しかしながら、夜間は作業しないため、作業終了後に排水タンク５内のスラッジ水はスラッジ水タンク６内に保管する。スラッジ水タンク６中のセメントは水和して、翌朝の強熱減量は一般に１５〜２０％になっている。このように高い強熱減量であると、セメントとしての機能がほとんど失われ、製品の強度が顕著に悪化するため固形分を濃縮し産業廃棄物として廃棄せざるを得ない。スラッジ水タンク６に凝結遅延剤を添加して緩やかに撹拌していれば翌日以降の使用に耐えることができる。
【００１０】
抄造機３の型式は特に限定はないがいずれにしてもスラッジ水が発生する。図１においては丸網式抄造機を示した。スラリー槽７内にはスラリーが供給され、ローター８が回転している。図１には４個のローター８を示したがローターの数に限定はない。９は網素材からなる無端ベルトであり、更にフェルト等を敷くこともある。ローター８は回転してスラリー中の繊維やセメントを抄きあげ、無端ベルト９の外周に付着させる。無端ベルトはローターと接触する毎に付着するスラリー層の厚みを増し０．３〜０．７５ｍｍ程度に達する。
【００１１】
最後のローター８ｄと接触した後はメーキングロール１０に接触するまでの間、無端ベルト９上で次第にスラリー層１１の水分が減少していく。メーキングロール１０において成形できる程度の脱水されたスラリー層は無端ベルト９から離れてメーキングロール１０外周に複数層に巻きつき、一定の厚さに達したとき、メーキングロール１０から離れてスレート板９を形成する。したがって、メーキングロール１０から最初のローター８ａまでの間では無端ベルト９にはスラリー成分は付着していない。
【００１２】
一般に、最初のローター８ａのメーキングロール１０側と最後のローター８ｄのチェスト２側には滓が付着するため、矢印で示した方向からローター洗浄用水１２をノズルで吹付けて洗浄している。新水に凝結遅延剤を添加してローター洗浄用水とすることが好ましい。
脱水後、メーキングロール１０に所定の厚さに巻き取り、切断してシート状とし、波形製品は型付機により成形し、フレッキシブル板は１２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2 で加圧する。次いで養生、硬化させて製品とする。シート状とした後、耳を切断して形状を整えるが、切断された耳はパルパー１に戻して原料として再利用できる。
【００１３】
本発明者らは抄造機３から排出されるスラッジ水の強熱減量は原料スラリーの強熱減量に無関係にほぼ１％であることを見出した。したがって、最も凝結遅延剤消費の少ない新鮮な排水と合流するローター洗浄用水１２に０．０１〜０．１％（固形分換算）の凝結遅延剤を添加すれば、凝結遅延剤が最も有効に利用され、全工程を通じて均質で高強度の製品が得られ、作業終了後にスラッジ水タンク６に貯蔵したスラッジ水もそのまま原料の一部として使用することができる。或いは作業中には凝結遅延剤を添加せず、作業終了後にスラッジ水タンク６に凝結遅延剤を添加してもよい。
【００１４】
本発明で使用する還元糖とはグルコース、果糖、乳糖、麦芽糖、転化糖等、還元性を有する単糖類、二糖類或いはオリゴ糖である。これらの還元糖にはその還元性を利用して各種の検出方法がある。
例えば酵素法は、グルコースオキシダーゼやガラクトースオキシダーゼ等の酵素を用いて酸素吸収量や生成する過酸化水素を生化学的或いは化学的方法で検出する。中でも、グルコースはグルコースオキシダーゼの作用により過酸化水素を生じ、次いでペルオキシダーゼの作用によりｏ−トリジンを酸化し、グルコースの濃度に応じて黄色から青色に呈色する。この反応は鋭敏で短時間に検出することができ、グルコースに特異的である。
【００１５】
その他、検液にフェーリング液を加えて加熱し、還元糖の量に応じて沈澱するＣｕ2 ＯをＨ2 ＳＯ4 酸性過マンガン酸カリの標準液で滴定するベルトラン法、ＣｕＳＯ4 がアルカリ性で還元糖により還元されて生じたＣｕ2 Ｏは、酸性下でＫＩＯ3 ＋ＫＩで遊離するＩ2 を定量的に消費する。ここに残存したＩ2 をＮａ2 ＳＯ3 で滴定するか、澱粉液で呈色させるソモギー法、一定量の沸騰フェーリング液をメチレンブルーを内部指示薬として還元糖液で滴定し、レイン−エイノン糖類定量法を用いて糖量を算出するレイン−エイノン法或いは旋光度法等を利用することができる。
【００１６】
本発明における視認できるとは、特殊の器具を用いずに肉眼で判定できる方法を意味する。したがって、呈色反応は還元糖の存在を確実に判断できるので好ましい。しかしながら、呈色反応以外でも濁りの発生、透明性の増加、表面状態の変化等、肉眼で判定できる変化を伴う反応はすべて包含される。
試薬を予めろ紙など吸着させて、このろ紙をスラッジ水に浸漬すると、還元糖が存在する場合に呈色その他の変化により判定する方法は最も好ましい。視認できる変化は現場作業であるため煩雑なものは実用性がなく、１０分以内、好ましくは５分以内、より好ましくは３分以内で判定できるものである。
試験紙を浸漬する方法に限らず、例えば現場における残留塩素計のように、験水をガラス管に入れ、試薬を滴下することにより判定できる方法も好ましく使用できる。
【００１７】
【実施例】
グルコースの検出試薬としては、グルコースオキシダーゼ４５０単位、ベルオキシダーゼ１４単位及びｏ−トリジン８．４ｍｇの割合で混合した溶液を濾紙に含浸させて乾燥した尿中のグルコース検出用の試験紙を用いた。この試験紙の最小検知感度はグルコース３０ｍｇ／ｄｌであり、スラッジ水に浸漬して３０秒後に判定した。
強熱減量がセメントとして再使用可能な約５％以下であると試験紙が青色に変色して検知可能であった。強熱減量が１０を越えると全く反応せず検知不能であった。
【００１８】
スラッジ固形分の強熱減量は、繊維のみの強熱減量を予め測定し全体の強熱減量から差し引くことにより得られる。或いは酸不溶解分を測定し、繊維の比率を予め確認して数値修正することもできる。強熱減量の測定は、スラッジ水を吸引濾過後、濾過物をアセトンで洗浄・吸引濾過を繰返し、１０５℃で恒量になるまで乾燥した。この試料をＪＩＳ  Ｒ  ５２０２（ポルトランドセメントの化学分析方法）強熱減量の分析方法に準拠して測定した。
スラッジ固形分の強熱減量の測定は時間と熟練を要し、スレート工場での現場対応が不可能である。凝結遅延剤としてグルコースを配合し、グルコースの存否を検知してセメントの強熱減量を間接的に判定する方法は現場での実施にきわめて有効である。
【００１９】
実施例１
前夜スラッジ水タンク６に投入した固形分濃度１０重量％のスラッジ水に含水結晶グルコース（サンエイ糖化社製）１５重量％とグルコン酸ナトリウム（藤沢薬品工業社製）２０重量％に調整した凝結遅延剤溶液を、上記１０重量％スラッジ水に対し０．３容量％添加して緩やかに撹拌混合を続けた。翌朝、作業開始前に上記の試験紙で判定したところ、薄く青色に変色した。この場合の強熱減量は３．５％であった。
強熱減量５％以下ではわずかに青色に変色するため検知可能であり、この程度では製品の品質に悪影響を与えなかった。
一方、スラッジ水タンクに凝結遅延剤溶液を添加しなかった場合には、同様に撹拌しても翌朝、試験紙を変色せず、検知不可能であった。測定した強熱減量は１６．７％であった。
【００２０】
実施例２
図１における抄造機３の矢印から噴射しているローター洗浄用水１２に、実施例１の凝結遅延剤溶液を０．０５容量％添加した。この場合、全作業時間を通じて製品の品質が悪化しなかった。作業終了後、スラッジ水をスラッジ水タンク６に移し、そのまま緩やかに撹拌を続けた。翌朝、実施例１の試験紙で試験したところ、かすかに青色に変色したのでこのままパルパー１に送り、原料の一部として使用した。この時の強熱減量は４．９％であった。
一方、ローター洗浄用水に凝結遅延剤を添加しなかった場合には、作業中に品質がやや低下したが、そのまま作業を続けた。作業終了後、スラッジ水タンク６にスラッジ水を移し、同様に撹拌したが、翌朝の強熱減量は１６．８であり、固形分を沈降させ、脱水して廃棄した。
【００２１】
実施例３
ローター洗浄用水１２に添加する実施例１の凝結遅延剤の量を０．０２容量％とした以外は実施例２と同様にして作業を開始した。間欠的にチェスト内のスラリーのグルコース量を実施例１の試験紙で検知し、全く呈色を検出できなくなった時点で徐々に凝結遅延剤の添加量を増していった。その結果、作業中は製品の品質低下が全く認められなかった。作業終了後もスラッジ水タンク６内のスラッジ水に凝結遅延剤を添加せずにゆっくりと撹拌するのみで翌日の原料の一部として使用することができた。同時に凝結遅延剤の使用量も顕著に削減することができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、繊維入りセメント製品のスラッジ水循環工程の任意の部位において、セメントの活性を把握し、添加すべき凝結遅延剤の必要最小量を算出することによりプラントの維持管理が容易になると共に原料のセメント及び繊維の全てを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は繊維入りセメント製造工場におけるセメント含有スラッジ水の循環を示すフローシートである。
【符号の説明】
１  パルパー
２  チェスト
３  抄造機
４  スレート板
５  排水タンク
６  スラッジ水タンク
７  スラリー槽
８  ローター
９  無端ベルト
１０  メーキングロール
１１  スラリー層
１２  ローター洗浄用水
１３  他の成分
【図１】
0004063963.tif 000002