クラフト紙
【課題】嵩高であるにもかかわらず、製袋用包装用紙として加工適性及び強度を備える、針葉樹未晒パルプを主原料とするクラフト紙提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、片面に水溶性樹脂が塗工され、フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下で、密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙である。上記エステル化合物のＨＬＢ値が３以上１１以下であり、上記クラフトパルプの重量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、平均ルンケル比が０．９以上１．１以下であることが好ましい。
【解決手段】本発明は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、片面に水溶性樹脂が塗工され、フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下で、密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙である。上記エステル化合物のＨＬＢ値が３以上１１以下であり、上記クラフトパルプの重量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、平均ルンケル比が０．９以上１．１以下であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙に関し、詳細には、製袋用の包装用紙として好適な加工適性を備え、軽量かつ嵩高なクラフト紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、環境保護、循環型社会の観点から、包装用紙のリサイクル、削減が進められている。スーパー等で使用されている石油原料由来のレジ袋などは削減傾向にあり、紙素材へのシフトも進んでいる。また、ショッピングバック等の手提げ袋についても米坪を一規格低減するなど、軽量化の方向に進んでいる。製袋用の紙においては、一規格米坪がダウンしても、製袋用途として使用可能な加工適性、強度を有することが望まれている。
【０００３】
製袋用途（重量物用袋や、角底袋や手提げ袋等の軽包装用途）に用いられる紙種としては 未晒クラフト紙が多く使用されている。製袋用途においては、いずれの場合も強い紙力が求められるため、重袋用途の未晒クラフト紙は針葉樹未晒クラフトパルプのみから作られ、軽包装用途の未晒クラフト紙は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とし、一部で広葉樹未晒クラフトパルプを使用する未晒クラフトパルプのみから作られる。
【０００４】
一方、環境対応型の包装用未晒包装用紙としては、古紙パルプを配合しているものが広く知られている。しかし軽量化を実現し、原材料の使用を抑えることができ、嵩高な製袋用の包装用紙の例はあまりなく、未だ製袋用として加工適性を満足できるものはない。
【０００５】
この包装用紙の普及により、包装用紙に対しては、例えば（１）嵩高性を有していること（軽量化が可能なこと）、（２）印刷適性が高いこと、（３）製袋適性にすぐれていること、等が要求される。これらの中でも、嵩高性、製袋適性（角割れ、破袋等がないこと）に優れていることの要求は特に高い。
【０００６】
高い強度を要求される包装用紙には、強度の強い未晒クラフト紙が用いられるが、逆に未晒クラフト紙では、高い嵩高さを備えることができない。包装用紙の嵩高性の向上策としては、剛直で繊維間に空隙を作り易い機械パルプを高配合することや、嵩高剤の使用が検討されている。しかしながら、機械パルプの配合については、安価に嵩高性を得ることが可能になるものの、クラフト紙としての紙質強度を低下させるという不都合を有している。また嵩高剤は高価であり、繊維間の結合を阻害したり離間させたりする性質を有しているため、表面強度のみならず、Ｚ軸（厚み）方向における紙質強度をも低下させる不都合を有する。
【０００７】
そこで、嵩高性の向上が図られ、なおかつ破れや罫線割れがなく、製袋加工適性や印刷適性に優れた包装用紙や嵩高紙を提供すべく、種々の技術が開発されている。
【０００８】
例えば特許文献１には、クラフト包装紙において、古紙パルプ配合によるサイズ不足、印刷時の紙粉トラブル、吸湿による原紙のぼこつき等のトラブルを解消するため、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを添加し、酸化澱粉及び／又はポリアクリルアミドからなる表面処理剤が塗布されたクラフト包装紙が開示されている。光学的特性を維持しかつ嵩高で印刷適性に優れた印刷用紙を得ようとしたものである。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示のクラフト紙では、ＪＩＳ−Ｐ４３０１（２０００）で定められたクラフト紙３種の規格を満足するものの、一規格下の坪量に軽量化をおこなっても、当初のランクの強度を満足するものではない。
【００１０】
また特許文献２には、クラフトパルプからなる基紙表面に重質炭酸カルシウム及び毬栗状顔料を含有した塗工剤を塗布してなる、滑り傾斜角が２０度以上で、パーカー・プリント・サーフ粗さが２．０〜５．０μｍのクラフト紙が開示されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示のクラフト紙では、単に同坪量においてクラフト３種の規格を満足し、印刷適性、製袋適性を備えた塗工タイプのクラフト紙を提供するに過ぎず、軽量化することができない。
【００１２】
さらに特許文献３には、特定の広葉樹パルプの繊維系を１５μｍ以上とし、ルンケル比を１．０以上のパルプを用いることで、書籍、文庫やその他の用途の印刷用紙に適した低密度紙が開示されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献３に開示の低密度紙は、書籍、文庫本の用途の印刷用紙としての品質を満足するものであり、製袋用包装紙として十分な加工性及び強度を有するものではなく、加工性及び強度の向上という課題を解決できる技術思想の開示もない。
【００１４】
更に、特許文献４には、針葉樹化学パルプを乾燥し、含水率を１０％以下とした後に、機械粉砕することにより、平均繊維長を０．５ｍｍ以下とした粉砕パルプを１０〜５０質量％配合した嵩高（低密度）であり、平滑性及び強度に優れる嵩高紙の製造方法の開示がある。
【００１５】
しかしながら、特許文献４に開示の方法で製造された嵩高紙は、印刷用紙、記録用紙や塗工用原紙としては満足しえるものの、製袋用包装紙としての加工性及び強度を有するものではない。
【００１６】
高い強度が要求される製袋用包装紙には、パルプ原料として強度の強い針葉樹未晒パルプを主原料に用いられる。しかしながら、このように高い強度を維持しながら、軽量化及び嵩高性を付与し、かつ製袋用の包装用紙としての加工適正を満たす針葉樹未晒パルプを用いたクラフト紙の発明には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−８３４８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９７６３５号公報
【特許文献３】特開２００４−１６９１９３号公報
【特許文献４】特開２００８−２４８４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は前記背景技術に鑑みてなされたものであり、嵩高であるにもかかわらず、製袋用包装用紙としての加工適性及び強度を備える、針葉樹未晒パルプを主原料とするクラフト紙提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するための発明は、
針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解したクラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠して測定したフリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下であり、ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙である。
【００２０】
当該クラフト紙によれば、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有することにより嵩高さを付与することができる。また、当該クラフト紙は、嵩高になることによって生じうる強度の低下を、表面に水溶性樹脂を塗工することによって防ぐことができる。更には、当該クラフト紙は、エステル化合物を含有し、表面に水溶性樹脂が塗工されていることにより製袋用包装紙として好適な加工適正を有する。
【００２１】
上記エステル化合物のＨＬＢ値は、３以上１１以下であるとよい。ＨＬＢ値は界面活性剤の親水性の尺度であり、当該範囲のＨＬＢ値を有するエステル化合物は、その適度な疎水性によってパルプ繊維間の水素結合を弱めて嵩高さを増し、未晒パルプ中に比較的多量に残存するリグニンを一部溶解することができる。また、適度な親水基の存在により表面に塗布される水溶性樹脂とも溶解性を有するため、当該クラフト紙の嵩高さ、強度及び加工性をともに向上させることができる。
【００２２】
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した上記クラフトパルプの質量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、上記クラフトパルプの平均ルンケル比が０．９以上１．１以下であることが好ましい。当該クラフトパルプの質量平均繊維長及び平均ルンケル比を上記範囲とした当該クラフト紙によれば、嵩高さ及び強度を保ちかつクラフト紙として適当なコシを備えることができる。
【００２３】
上記クラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８２１１（１９９８）に準拠して測定したカッパー価が５０以上７０以下であり、上記クラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１５０（２００４）に準じて測定した明度が５４以上６０以下であることが好ましい。パルプのカッパー値及び明度を上記範囲とすることで、」当該クラフト紙の強度及び加工適正を更に高めることができる。
【００２４】
当該クラフト紙は、填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスから得られる白色度が７５％以上８５％以下の再生粒子を含有し、ＪＩＳ−Ｐ８２５１（２００３）に準拠して測定した灰分率が０．５質量％以上３．０質量％以下であるとよい。当該クラフト紙によれば、このような再生粒子を灰分率が上記範囲となるように含有することで加工適正を維持しつつ、嵩高さを更に向上させ、高不透明度を実現させることができる。
【００２５】
なお、本発明におけるフリーネスとは、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解したクラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠してカナダ標準ろ水度試験器で測定したろ水度をいう。また、密度とは、ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した紙の坪量及び単一シートの厚さから計算する単位容積あたりの質量をいう。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、針葉樹未晒パルプを主原料とし、嵩高であるにもかかわらず、製袋用包装用紙としての加工適性及び強度を備え、軽量化が図れる製袋用包装用紙に最適なクラフト紙を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】再生粒子の製造設備フロー図
【図２】第２次燃焼炉の概念図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のクラフト紙を詳細に説明する。
【００２９】
本発明のクラフト紙は、主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）と、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、表面に水溶性樹脂が塗工されている。
【００３０】
〔パルプ〕
本発明におけるパルプの原料としては、主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）に加えて、例えば広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹半晒クラフトパルプ（ＬＳＢＫＰ）、針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプが用いられる。本発明において、主原料パルプとは、全パルプ原料の５０質量％以上を占めることをいう。
【００３１】
主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）としては、カッパー値が５０〜７０更に好ましくは５５〜６５に調整されたものが好ましい。一般に市販の針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）のカッパー価は２０〜４０で調整されている。カッパー価が５０未満であると、パルプ中の残リグニン量が減少する傾向にあり、製袋用として使用できるパルプの品質（特に剛性）を満足することが難しくなり、機械パルプ配合による引張強度や引裂強度の低下を補うことが出来ず、製袋用途に使用することが難しくなる。またカッパー価が７０を超えると、パルプ中の残リグニン量が多くなる傾向にあり、パルプ繊維のしなやかさを得ることが出来ず、製袋時の角割れが発生し、製袋用途には適しない。また木材由来の樹脂分が多く残るため、製袋時に加工機の汚れの要因となる。
【００３２】
カッパー価とは、パルプ製造時におけるリグニンの含有量の指標であり、チップ蒸解工程の温度や時間などの条件により増減する。カッパー価が低いほどパルプが漂白されていることを意味し、明度も上昇する。
【００３３】
本発明に使用する針葉樹未晒クラフトパルプの明度（Ｌ値）としては、５４〜６０であることが好ましい。明度が５４未満であると、木材由来の樹脂分やリグニンが減少する傾向にあり、不透明度が低下する傾向があるとともに強度が低下する。また、明度が６０を超えると、木材由来の樹脂分やリグニンの残留量が多い傾向にあり、製袋時に加工機の汚れ原因となる傾向にあると共に、リグニンの影響で嵩高さが低下する。また、光により、変色する傾向があるので、製品としての色調を安定させることが難しくなる。
【００３４】
本発明は、上述した針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）を主原料パルプとして配合して抄紙する。その際、本発明のクラフト紙のＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した離解パルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠して測定したフリーネスは、５５０〜７００ｃｃＣＳＦ、好ましくは６００〜６５０ｃｃＣＳＦであるとよい。離解フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ未満であると、パルプの繊維長が短くなり、パルプの繊維径自体も細くなるので、製袋用のクラフト紙として剛性を保つことができず引裂強度が低下するので、本発明の目的を達成することができない。また、離解フリーネスが７００ｃｃＣＳＦを超えると、パルプの繊維長が長くなり、パルプの繊維径も太くなるので、製袋用のクラフト紙として必要な引張強度が低下する。フリーネスは、使用するパルプの叩解度を適宜設定することで容易に調整可能である。
【００３５】
紙コシ（嵩）に寄与する要素としては、紙自体の坪量、緊度のほかに、パルプ繊維自体の物理的構造がある。パルプ繊維にはルーメン（内腔）が存在し、それ自体が潰れることによって、紙全体としてのクッション機能に繋がる。内腔と外環（細胞壁）の厚みとの比率がクッション性にとって重要となる。また、クッション性の高い紙ほどマシン各所での圧力に対する嵩の復元効果が高いため、嵩高で紙コシのある製袋作業性に優れたクラフト紙を得ることが出来る。そこで、当該クラフト紙においては、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した離解パルプの平均ルンケル比を調節して、クッション性を好適化するのが好ましい。ここで、ルンケル比Ｒとは、繊維の内腔の幅（径）Ｌと細胞壁の厚さｔによって求められる値であり、Ｒ＝２・ｔ／Ｌによって表される。このルンケル比は、数値が１．０に近いほど同じ径に対して繊維壁の厚みが厚いことを意味し、繊維の剛性をあらわす指数となる。本発明の目的を効率良く達成するには、平均ルンケル比は０．９〜１．１が好ましく、０．９２〜１．００がより好ましい。平均ルンケル比が０．９未満であるとパルプ繊維の剛性が低下する傾向となり、本発明の目的である嵩を確保することが難しくなる。平均ルンケル比が１．１を超えると、パルプ繊維の剛性が増加する傾向になり、繊維どうしの絡み合いが少なくなる傾向になり、製袋用のクラフト紙として必要な強度を満足することが難しくなる。
【００３６】
平均ルンケル比が０．９〜１．１付近になるように、前述原料パルプの選択、分級、叩解処理を最低限施すことで、より好ましいクラフト紙となる。なお、選択とは、例えば、自然林から得られた原木や植林木を原料としたパルプから、ルンケル比が比較的大きいパルプ繊維が得られる等の条件を基に、原料パルプの選択を行うことを意味する。分級とはシックナー、スクリーン、クリーナー等を使用して分級すること、その他一般的に紙・パルプ工場で使用されている、公知のＳＰフィルター、ウオッシャー、エキストラクター、フィルタープレス等により、大量の水を用いて希釈しながら分級すること等を意味する。叩解とはコニカルリファイナー、円筒型リファイナー、ディスクリファイナー等による叩解を行うことを意味する。
【００３７】
当該クラフト紙では、ＪＩＳ−Ｐ８２２０に準拠して離解した離解パルプの質量平均繊維長が２．０〜３．５ｍｍであることが好ましい。これにより、本発明に係る装用紙の強度をより高めることができる。より具体的には、離解パルプの質量平均繊維長が２．０ｍｍ未満であると、緊度が上がるため、十分な紙コシが得られず、製袋作業性が悪化する傾向がある。他方、離解パルプの質量平均繊維長が３．５ｍｍを超えると、長繊維であるがゆえに、パルプ繊維同士の絡み合いが多くなり地合ムラが発生し、包装用紙としての見た目が悪くなるとともに紙コシが不十分なものとなる。更に質量平均繊維長を、２．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満とすることで、本発明の目的を効果的に達成する紙力、密度を確保することができる。
【００３８】
本発明で云う重量平均繊維長は、ＪＩＳ−Ｐ８２２０に準拠して離解した後の離解パルプについて、カヤニオートメーション社製繊維長測定機ファイバーラボを用いて測定した重量平均繊維長の値であり、単位はｍｍである。
【００３９】
以上の範囲に繊維長を調節する方法は、特に限定されず、シングルディスクリファイナー（ＳＤＲ）、ダブルディスクリファイナー（ＤＤＲ）、分級スクリーン等の公知の方法により調整することが出来るが、植林木から得られる原料パルプは、本発明の目的を効果的に達成できるルンケル比を得ることができ、好適に本発明に利用できる。
【００４０】
本形態の原料パルプには、サイズ剤や、紙力増強剤、紙厚向上剤、歩留向上剤等の通常クラフト紙に配合される種々の添加剤を、その種類及び配合量を適宜調整して用いることができる。
【００４１】
〔エステル化合物〕
当該クラフト紙には、嵩高剤として脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物が含有される。従来、原料パルプスラリーに嵩高剤を添加し、得られる印刷用紙の嵩高さを向上させる方法も試みられてきたが、嵩高剤は、用紙のＺ軸強度を主体に紙質強度を低下させるため、クラフト紙においては、その使用が控えられていた。本発明においては、特定した嵩高剤を選定し、特定の水溶性樹脂と組み合わせることで、さらに効果的に本発明の目的を達成できたのである。当該クラフト紙に含有する嵩高剤は、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物であるために、親水基と疎水基とを有す。そのため、嵩高剤がパルプ繊維の強度を保つリグニン樹脂及び表面に塗工される水溶性樹脂及びパルプ中に残存するリグニン樹脂との相溶性を備えるため、リグニン樹脂と水溶性樹脂及びエステルとの密着性が向上し、用紙の紙質強度低下を防ぐことができ、嵩高さを保ちつつ、優れた加工適正及び強度を発揮させることができる。
【００４２】
特にこのＨＬＢ値と紙強度との関係は、針葉樹未晒パルプの場合に好適に因果関係が現れる。これは、針葉樹未晒パルプ中に残存するリグニン量との関係があると考えられる。すなわち、通常リグニンが他のパルプと比して多量に残存する当該未晒パルプは、強度は強いものの、嵩高さが低く、通常の嵩高剤を添加した場合は、当該パルプの強みの強度が低下するという不都合がある。これはパルプ繊維間及びリグニン樹脂間に嵩高剤が混入することにより、嵩高さを高めるとともに、強度が弱まることが原因であると考えられる。一方、所定の範囲のＨＬＢ値を有するエステルを含有させることによれば、強度が低下しないのは、当該エステルがリグニン樹脂とも相溶性を有し、リグニン樹脂と密着に接着するからであると考えられる。
【００４３】
本発明のエステル化合物を構成する脂肪酸は、炭素数１〜２４、好ましくは炭素数１０〜２２、特に好ましくは炭素数１６〜２２の脂肪酸が挙げられ、飽和、不飽和、直鎖、分岐鎖のいずれでもよい。嵩高効果が大きく、サイズ性に影響を及ぼさない観点から、特に直鎖飽和脂肪酸が好ましい。好ましい脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、アラキジン酸であり、特に、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アラキジン酸が好ましい。
【００４４】
本発明のエステル化合物を構成する多価アルコールとしては、エーテル基を含んでもよい総炭素数２〜２４の２〜１４価アルコールが好ましい。２価アルコールとしては、エーテル基を含んでいてもよい総炭素数２〜１０のもの、例えば、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ジブチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。３価以上のアルコールとしては、エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜２４のアルコールで、例えばグリセリン、ポリ（ｎ＝２〜５）グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、アラビトール、ソルビトール、スタキオース、エリトリッと、アラビット、マンニット、グルコース、ショ糖等が挙げられる。嵩高効果が大きいこと及び入手製の観点から、好ましくはグリセリン、ポリ（ｎ＝２〜４）グリセリン、ペンタエリスリトールなどが好ましい。
【００４５】
本発明のエステル化合物は従来公知のエステル化反応を行うことで得ることができる。例えば、脂肪酸と多価アルコールをエステル化触媒の存在下、１５０〜２５０℃で反応させることにより得ることができる。
【００４６】
本発明のエステル化合物のＨＬＢ値は、３以上１１以下であることが好ましく、３以上８以下であることが特に好ましい。ＨＬＢ値は、界面活性剤の親水性の尺度であり、値が大きいほど親水性が高くなる。エステル化合物のＨＬＢ値が上記範囲未満であると親水性が低すぎ、表面に塗工される水溶性樹脂との溶解性が低くなり、水溶性樹脂の表面をコーティングする作用が弱くなるために強度が低下する。また、エステル化合物のＨＬＢ値が上記範囲を超えると親水性が高くなり、水溶性樹脂との溶解性は高くなるものの、パルプ繊維間の水素結合を弱める力が弱く、嵩高さが増さない。当該クラフト紙は、このようなＨＬＢ値を有するエステル化合物を含有することで、パルプ繊維中の繊維間強度を弱めつつ表面に塗工された水溶性樹脂との親和性を高めることにより密着性を高めることができるので、嵩高さを維持したままクラフト紙の強度を高めることを可能とする。
【００４７】
本発明において、グリフェインの方法に準じて各化合物のＨＬＢ値を下記の式で算出する。
【００４８】
ＨＬＢ＝（親水基部分の分子量／エステル化合物の分子量）×２０
ただし、本発明において親水基とは、エステル化合物中の以下の基をいう。
（１）−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−
（２）−（ＡＯ）ｎ−
〔Ａ：炭素数３〜４のアルキレン基、
ｎ＜２．０（但しｎは１分子中のＡＯの付加モル数の合計）〕
（３）エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜２４の３価以上のアルコールであって１分子中の総水酸基数／総炭素数＝０．４〜１であるアルコールと脂肪酸とのエステル化合物のアシル基及び上記（２）におけるｎ≧２の部分を除いた残部
（４）カルボニル基に隣接する酸素原子
【００４９】
当該エステル化合物の含有量としては、パルプ固形分に対して０．４〜３．０質量％が好ましく、０．５〜１．８質量％が特に好ましい。含有量が上記範囲未満であると、十分な嵩高さが得られず、一方上記範囲を超えるとパルプ繊維間の水素結合が低下しすぎ、クラフト紙の強度が低下する。
【００５０】
〔水溶性樹脂〕
さらに、本発明では、基紙の片面又は両面、好ましくは両面に水溶性樹脂を塗布することで、機械パルプ配合等に伴う紙の腰や強度の劣化を補い、より効果的に本発明のクラフト紙を達成できる。
【００５１】
上記水溶性樹脂としては、例えば、澱粉、変性デンプン、ポリビニルアルコール、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂、アクリルアミド、ポリエステル等が挙げられる。
【００５２】
澱粉としては、例えば、酸化澱粉、カチオン化澱粉、カルボキシメチル化澱粉、α化澱粉、リン酸エステル化澱粉、エステル変性澱粉、尿素リン酸変性澱粉、未変性澱粉等、公知の種々のものを単独で又は２種以上を混合して用いることができる。カルボキシメチルデンプン（アニオン性）、燐酸澱粉（アニオン性）等の変性澱粉は、紙中に浸透しながら引張り強度や表面強度を向上させる効果を発揮する。水溶性樹脂のうち酸化澱粉は、取扱いが容易であり、本発明の目的とする引張強度及び腰を提供することができ、本発明の目的を効果的に達成することができるため好ましい。
【００５３】
酸化澱粉の場合、塗布量は固形量で０．８〜３．５ｇ／ｍ２が好ましい。塗布量が上記未満であると十分な強度が得られない。逆に塗布量が上記範囲を超えると、強度は十分であるものの、加工適正が低下する。
【００５４】
本発明のクラフト紙は、坪量５０〜１２０ｇ／ｍ２であることが好ましい。より良好な製袋適性を得るには、坪量６０ｇ／ｍ２以上、更には７０ｇ／ｍ２以上が好ましい。ここで、坪量とは１平方メートル当たりの用紙の質量であって、用紙の厚さと密度によって変化する場合がある。
【００５５】
特に、近年の製袋用包装用紙においては、省資源と環境により優しい製品ニーズに対応して、従来の手肉感よりも劣るものの、一規格下の米坪に下げる軽量化が進められている場合が見られるようになってきている。
【００５６】
従って、手肉感を犠牲にしながら軽量化する傾向にあるものの、本発明においては、製袋用包装用紙として公知の製袋機に好適に適合できる坪量５０〜１２０ｇ／ｍ２の製袋用包装用紙において、クラフト３種の規格における坪量を１ランク引下げても、従来坪量の嵩高性（厚さ）と強度を満足することができる製袋用クラフト紙を提供することができる。
【００５７】
本実施形態に係る印刷用紙を得るには、上記原料パルプからなるパルプスラリーに、必要に応じて填料、内添サイズ剤、定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を適宜添加し、例えばｐＨ値などの条件を調整して長網型抄紙機、ツインワイヤー型抄紙機等の通常の抄紙機にて抄紙する方法を採用することができる。
【００５８】
〔填料〕
当該クラフト紙に含有する填料としては、例えば、再生粒子、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料；スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等があげられる。これらの中でも、嵩高効果及び表面強度の向上の点から再生粒子が好ましい。
【００５９】
本発明で使用できる再生粒子とは、以下の製造方法で製造した再生粒子である。すなわち、この方法とは、紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程において、パルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、上記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕の各工程を経て、再生粒子を得るものであって、上記乾燥と燃焼工程が、上記脱水後の原料の乾燥と燃焼を一連で行う先の第１燃焼炉（内熱キルン炉）と、第１燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する後の第２燃焼炉（外熱キルン炉）を有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、その後に粉砕し、再生粒子を得るものである。
【００６０】
以下に本発明に係る再生粒子の製造方法の一例を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００６１】
図１は、本発明の一実施形態に係る再生粒子の製造設備フロー図である。なお、以下に説明するように、この再生粒子の製造工程は、脱水工程、乾燥・燃焼工程、粉砕工程を有するが、さらに、脱墨フロスの凝集工程又は造粒工程、各工程間に分級工程等を設けてもよい。本設備には、各種センサーが備わっており、被燃焼物や設備の状態、処理速度のコントロール等を行っている。
【００６２】
図示しない古紙パルプを製造する脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスは、種々の操作を経て、同じく図示しない公知の脱水設備により脱水される。脱水後の原料は、好ましくは４０％〜９０％、より好ましくは４５％〜７０％、最も好ましくは５０％〜６０％の高含水状態とすることが望ましい。
【００６３】
かかる脱水後の原料１０は、望ましくは、粉砕機（または解砕機）により４０ｍｍ以下の粒子径に粉砕しておくことが望ましい。かかる原料１０が貯槽１２から切り出されて、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉である第１燃焼炉１４の一方側から装入機１５により装入される。第１燃焼炉１４の一方側には、排ガスチャンバー１６が、他方側には排出チャンバー１８が設けられている。排出チャンバー１８を貫通して、熱風が第１燃焼炉１４の他方側から吹き込まれ、上記一方側から装入され、第１燃焼炉１４の回転に伴って上記他方側に順次移送される原料の乾燥及び燃焼を行うようになっている。
【００６４】
ここで、第１燃焼炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度が０．２％〜２０％となるようにするのが望ましい。炉内温度としては、好ましくは３００℃〜５００℃、より好ましくは４００℃〜５００℃、最も好ましくは４００℃〜４５０℃である。熱風は、バーナー２０Ａを備える熱風発生炉２０から吹き込まれる。
【００６５】
排ガスチャンバー１６からは、乾燥・燃焼に供した排ガスが再燃焼室２２に送り込まれる。排ガス中に含まれる燃焼物の微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再利用される。排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に、熱風発生炉２０に送られ、第１燃焼炉１４から吹き込まれる熱風の用に供せられ、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようにしてある。排ガスの処理は、排ガス中に含まれる有害物質の除去に有効である。
【００６６】
第１燃焼炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱キルン炉である第２燃焼炉３２に装入される。この装入される燃焼物の粒径としては、４０ｍｍ以下が好適である。第２燃焼炉３２での熱源としては、第２燃焼炉３２内の温度コントロールが容易で長手方向の温度制御が容易な電気による調整が好適であり、したがって、電気ヒーターにより間接的に第１燃焼炉１４から得られる燃焼物を再び燃焼させる外熱式の燃焼炉であることが望ましい。
【００６７】
第２燃焼炉３２においては、酸素濃度を調整する空気あるいは酸素の供給機構（図示せず）にて酸素濃度が、好ましくは５％〜２０％、より好ましくは１０％〜２０％、最も好ましくは１０％〜１５％となるようにして燃焼する。温度としては、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。また、第２燃焼炉３２内での滞留時間は、好ましくは６０分〜２４０分、より好ましくは９０分〜１５０分、最も好ましくは１２０分〜１５０分で残カーボンを完全に燃焼させる。
【００６８】
燃焼が終了した再生粒子は、冷却機３４により冷却された後、振動篩機などの粒径選別機３６により選別され、湿式粉砕機等を用いた粉砕工程で目的の粒子径に調整された燃焼物が燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【００６９】
なお、脱墨フロスを原料として用いた場合を例示したが、脱墨フロスを主原料に、抄紙工程における製紙スラッジ等の他製紙スラッジを適宜混入させたものを原料とした燃焼物であってもよい。
【００７０】
以上、再生粒子の製造工程の概要を説明したがその詳細及び応用例を以下に説明する。
【００７１】
〔原料〕
古紙パルプ製造工程では、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産する目的から、使用する古紙の選定、選別を行い、一定品質の古紙を使用する。そのため、古紙パルプ製造工程に持ち込まれる無機物の種類やその比率、量が基本的に一定になる。しかも、再生粒子の製造方法において未燃物の変動要因となるビニールやフィルムなどのプラスチック類が古紙中に含まれていた場合においても、これらの異物は脱墨フロスを得る脱墨工程に至る前段階で除去することができる。従って、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等、他の工程で発生する製紙スラッジと比べ、極めて安定した品質の再生粒子を製造するための原料となる。
【００７２】
本発明でいう脱墨フロスとは、古紙パルプを製造する古紙処理工程において、主に、古紙に付着したインクを取り除く脱墨工程で、パルプ繊維から分離されるものをいう。
【００７３】
〔脱水工程〕
脱墨フロスの更なる脱水は、公知の脱水手段を適宜に使用できる。本形態における一例では、脱墨フロスは、脱水手段たる例えばスクリーンによって、脱墨フロスから水を分離して脱水する。スクリーンにおいて、水分を９０％〜９７％に脱水した脱墨フロスは、例えばスクリュープレスに送り、さらに所定の水分に脱水することが好適である。
【００７４】
脱水後の原料１０の水分率が７０％を超えると、第１燃焼炉１４における乾燥・燃焼処理温度の低下を招き、加熱のためのエネルギーロスが多大になるとともに、原料１０の燃焼ムラが生じやすくなり均一な燃焼を進めにくくなる。さらに、排出される排ガス中の水分が多くなり、ダイオキシン対策における再燃焼処理効率の低下と、排ガス処理設備の負荷が大きくな問題を有する。また、脱水後の原料１０の水分率が４０％未満と低いと、脱墨フロスの過剰燃焼の原因となる。また、脱水処理エネルギーの削減にも寄与する。
【００７５】
以上の説明で明らかにしたように、脱墨フロスの脱水を多段工程で行い急激な脱水を避けると、無機物の流出が抑制でき脱墨フロスのフロックが硬くなりすぎるおそれがない。脱水処理においては、脱墨フロスを凝集させる凝集剤等の脱水効率を向上させる助剤を添加しても良いが、凝集剤には、鉄分を含まないものを使用することが好ましい。鉄分が含有されると、鉄分の酸化により再生粒子の白色度を下げる問題を惹き起こす。
【００７６】
脱墨フロスの脱水工程は、本発明における再生粒子の製造工程に隣接することが生産効率の面で好ましいが、予め古紙パルプ製造工程に隣接して設備を設け、脱水を行った物を搬送することも可能であり、トラックやベルトコンベア等の搬送手段によって定量供給機まで搬送し、この定量供給機から乾燥・燃焼工程に供給する。
【００７７】
かかる脱水後の原料１０は、第１燃焼炉１４に供給する操作において粉砕機（または解砕機）により平均粒子径が好ましくは４０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ〜３０ｍｍ、最も好ましくは５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲になるように調整される。さらに平均粒子径が５０ｍｍ以下の割合が、７０質量％以上に成るように粉砕しておくことがより好ましい。脱墨フロス中に含まれる炭酸カルシウムの熱変化をきたさない燃焼処理を図るため、原料の粒子径は均一であることが好ましいところ、平均粒子径が３ｍｍ未満では過燃焼になりやすく、４０ｍｍを超える平均粒子径では、原料芯部まで均一に燃焼を図ることが困難な問題を有するためである。
【００７８】
上記平均粒子径と粒子径の割合は、攪拌式の分散機で充分分散させた試料溶液を用いて測定した。各燃焼工程における粒子径は、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−２：２０００に基づき、金属製の板ふるいにて測定した。
【００７９】
〔第１燃焼工程〕（乾燥、燃焼工程）
かかる原料１０が貯槽１２から切り出されて、第１燃焼炉１４に供給される。第１燃焼炉１４は本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉方式からなり、第１燃焼炉１４の一方側から装入機１５により装入される。内熱キルン炉加熱手段は、熱風発生炉２０にて生成された熱風を第１燃焼炉１４の排出口側から、脱水物の流れと向流するように送り込まれる。第１燃焼炉１４の一方側には、排ガスチャンバー１６が、他方側には排出チャンバー１８が設けられている。排出チャンバー１８を貫通して、熱風が第１燃焼炉１４の他方側から吹き込まれ、上記一方側から装入され、第１燃焼炉１４の回転に伴って上記他方側に順次移送される原料１０の乾燥及び燃焼を行うようになっている。
【００８０】
すなわち、本乾燥・燃焼工程は、脱水物を、本体が横置きで中心軸周りに回転する第１燃焼炉１４によって乾燥・燃焼することにより、供給口から排出口に至るまで、緩やかに乾燥と有機分の燃焼が行え、燃焼物の微粉化が抑制され、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。また、乾燥を別工程に分割し吹き上げ式の乾燥機を入れることもできる。
【００８１】
ここで、第１燃焼炉１４内に吹き込む熱風の酸素濃度が好ましくは０．２％〜２０％、より好ましくは１％〜１７％、最も好ましくは７％〜１５％となるようにされている。
【００８２】
酸素濃度は、原料１０の燃焼（酸化）により消費されるため、燃焼の状況により酸素濃度に変動を生じる。酸素濃度が過度に低いと、十分な燃焼を図ることが困難である。第１燃焼炉１４内の酸素は、原料１０の燃焼等によって消費され酸素濃度が低下するが、燃焼させるための熱風発生装置等により、空気などの酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、酸素濃度を維持、調節可能であり、さらに酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、第１燃焼炉１４内の温度を細かく調節可能になり、原料１０をムラなく万遍に燃焼することができる。
【００８３】
第１燃焼炉１４の炉内温度としては、好ましくは３００℃〜５００℃より好ましくは４００℃〜５００℃、最も好ましくは４００℃〜４５０℃である。第１燃焼炉１４においては、容易に燃焼可能な有機物を緩やかに燃焼させ、燃焼しがたい残カーボンの生成を抑える目的から燃焼温度３００℃〜５００℃の温度範囲で燃焼することが好ましい。過度に温度が低いと、有機物の燃焼が不十分であり、過度に温度が高いと過燃焼が生じ、炭酸カルシウムの分解による酸化カルシウムが生成し易くなる。さらに、熱風の温度が５００℃以上の場合は、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する燃焼物の粒揃えが進行するよりも早く乾燥・燃焼が局部的に進むため、粒子表面と内部の未燃率の差を少なく均一にすることが困難になる。
【００８４】
熱風は、バーナー２０Ａを備える熱風発生炉２０から吹き込まれる。
【００８５】
排ガスチャンバー１６からは、乾燥・燃焼に供した排ガスが再燃焼室２２に送り込まれる。微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再び原料に配合され再利用される。
【００８６】
排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に熱風発生炉２０に送り、第１燃焼炉１４から吹き込まれる熱風の用に供せられて排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようになっている。
【００８７】
第１燃焼炉１４は、脱墨フロス中に含有される燃焼容易な有機物を緩慢に燃焼させ、残カーボンの生成を抑制するため、好適には上記条件で３０分〜９０分の滞留時間で燃焼させることが好ましい。また、有機物の燃焼と生産効率の面で４０分〜８０分がより好ましく、さらに恒常的な品質を確保する面から５０分〜７０分が最も好ましい。燃焼時間が３０分未満では、十分な燃焼が行われず残カーボンの割合が多くなる。燃焼時間が９０分を超えると、原料１０の過燃焼による炭酸カルシウムの熱分解が生じ、得られる再生粒子が極めて硬くなる。
【００８８】
特に、次工程の第２燃焼工程内に供給する燃焼物の未燃率を、２質量％〜２０質量％に乾燥・燃焼することが好ましく、より好ましくは５〜１７質量％、最も好ましくは７質量％〜１２質量％である。
【００８９】
未燃率を、２質量％〜２０質量％にすることで、第２燃焼工程での燃焼を短時間に効率よく行うことができるとともに、外熱炉における安定した加熱により、硬度が低く白色度が８０％以上、少なくとも７０％以上の高白色度の燃焼物を得ることができる。未燃物が２質量％未満では、先の第１燃焼炉１４におけるエネルギーコストが高いものとなるとともに、燃焼物の硬度が比較的高くなっている場合があり、第２燃焼炉３２出口における白色度の低下等の品質低下をきたす場合がある。
【００９０】
〔第２燃焼工程〕
第１燃焼炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、移送流路を通して、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱ジャケット３１を有する、外熱キルン炉である第２燃焼炉３２に装入される。
【００９１】
この第２燃焼炉３２では、燃焼物を、外熱で加温しながらキルン炉内壁に設けたリフターにより、原料１０の炉内での搬送を制御し、緩慢に燃焼させることで、さらに均一に未燃分を燃焼する。
【００９２】
第２燃焼炉３２における燃焼においては、第１燃焼炉１４で燃焼しきれなかった残留有機物、例えば残カーボンを燃焼させるため、第１燃焼炉１４において供給される原料１０の粒子径よりも小さい粒子径に調整された燃焼物を用いることが好ましい。乾燥・燃焼工程後の燃焼物の粒揃えは、平均粒子径が好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ、最も好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍとなるように調整される。
【００９３】
第２燃焼炉３２入り口での平均粒子径が１ｍｍ未満では、過燃焼の危惧があり、平均粒子径が１０ｍｍを超える粒子径では、残カーボンの燃焼が困難であり、芯部まで燃焼が進まず得られる再生粒子の白色度が低下する問題を惹き起こす。第２燃焼炉３２での安定生産を確保するためには、平均粒子径が１ｍｍ〜８ｍｍの燃焼物が７０％以上になるように粒子径を調整することが好ましい。従って、得られる再生粒子の品質を均一にするという観点における実用化の可能性の面で有益である。さらに、本実施形態のように、分級を乾燥後とすると、小径な粒子の燃焼物を確実に除去することができ、また、処理効率も向上する。
【００９４】
第２燃焼炉３２での外熱源としては、第２燃焼炉３２内の温度コントロールが容易で長手方向の温度制御が容易な電気加熱方式の電気炉が好適であり、したがって、電気ヒーターによる第２燃焼炉３２であることが望ましい。
【００９５】
外熱に電気を使用することにより、温度の調整を細かくかつ内部の温度を均一にコントロール可能になり、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。
【００９６】
さらに電気炉は、電気ヒーターを炉の流れ方向に複数設けることで、任意に温度勾配を設けることが可能であると共に、燃焼物の温度を一定時間、一定温度保持することが可能であり、第１燃焼炉１４を経た燃焼物中の残留有機分、特に残カーボンを第２燃焼炉３２で炭酸カルシウムの分解をきたすことなく未燃分を限りなくゼロに近づけることができ、低いワイヤー摩耗度で、高白色度の再生粒子を得ることができる。
【００９７】
第２燃焼炉３２においては、酸素濃度が好ましくは５％〜２０％、より好ましくは１０％〜２０％、最も好ましくは、１０％〜１５％となるように設定される。酸素濃度は、第２焼成炉（外熱キルン炉）３２に適宜の手段により酸素または空気投入量のコントロールによって行うことができる（具体的な実施形態の図示は省略してある）。第２燃焼炉３２内の酸素濃度が、５％未満では、燃焼困難な残カーボンの燃焼が進まない問題を生じる。温度としては、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。
【００９８】
第２燃焼炉３２は、先に述べたように、第１燃焼炉１４で燃焼しきれなかった残留有機物、特に残カーボンを燃焼させる必要があるため、第１燃焼炉１４よりも高温で燃焼させることが好ましく、燃焼温度が５５０℃未満では、十分に残留有機物の燃焼を図ることが困難であり、燃焼温度が７８０℃を超える場合は、燃焼物中の炭酸カルシウムの酸化が進行し、粒子が硬くなる問題が生じる。
【００９９】
また、滞留時間は好ましくは６０分〜２４０分、より好ましくは９０分〜１５０分、最も好ましくは１２０分〜１５０分である。特に残カーボンの燃焼は炭酸カルシウムの分解をできる限り生じさせない高温で、緩慢に燃焼させる必要があり、滞留時間が６０分未満では、残カーボンの燃焼には短時間で不十分であり、２４０分を超えると、炭酸カルシウムが分解する問題が生じる。
【０１００】
さらに、燃焼物の安定生産を行うにおいて滞留時間を６０分以上、過燃焼の防止、生産の確保のため２４０分以下で燃焼させることが好適である。
【０１０１】
この第２燃焼炉３２から排出される燃焼物の平均粒子径としては、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ以下、最も好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍに調整されるとよい。
【０１０２】
燃焼が終了した再生粒子は好適には凝集体（再生粒子凝集体）であり、冷却機３４により冷却された後、振動篩機などの粒径選別機３６により目的の粒子径のものが燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【０１０３】
なお、脱墨フロスを原料１０として用いた場合を例示したが、脱墨フロスを主原料に、抄紙工程における製紙スラッジ等の他製紙スラッジを適宜混入させたものの燃焼品であってもよい。
【０１０４】
〔粉砕工程〕
本実施形態に基づく再生粒子の製造方法においては、必要に応じ、さらに公知の分散・粉砕工程を設け、適宜必要な粒子径に微細粒化することで塗工用の顔料、内添用の填料として使用できる。
【０１０５】
一例では、燃焼後に得られた粒子は、ジェットミルや高速回転式ミル等の乾式粉砕機、あるいは、アトライター、サンドグラインダー、ボールミル等の湿式粉砕機を用いて粉砕する。填料、顔料用途等への最適な粒子径については、本実施形態の再生粒子は、平均粒子径２〜５μｍであるのが好ましい。
【０１０６】
これは、従来の炭酸カルシウムよりも平均粒子径が大きいため、嵩高効果が向上するためと考えられる。タルクやクレーは再生填料より平均粒子径が大きく、嵩高効果が期待できるが、酸性抄紙となるために黄変化しやすくなり、実用的ではない。
【０１０７】
粉砕工程後における再生粒子の粒子径は、粒径分布測定装置（レーザー方式のマイクロトラック粒径分析計：日機装株式会社製）により体積平均粒子径を測定した。
【０１０８】
〔付帯工程〕
本製造設備において、より品質の安定化を求めるためには、再生粒子の粒子径を、各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大や微小粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。
【０１０９】
また、乾燥工程の前段階において、脱水処理を行った脱墨フロスを造粒することが好ましく、さらには、造粒物の粒子径を均一に揃えるための分級を行うことがより好ましく、粗大や微小の造粒粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。造粒においては、公知の造粒設備を使用でき、回転式、攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。
【０１１０】
本製造方法の原料１０としては、再生粒子の原料となり得るもの以外は予め除去しておくことが好ましく、例えば古紙パルプ製造工程の脱墨工程に至る前段階のパルパーやスクリーン、クリーナー等で砂、プラスチック異物、金属等を除去することが、除去効率の面で好ましい。特に鉄分の混入は、鉄分が酸化により微粒子の白色度低下の起因物質になるため、鉄分の混入を避け、選択的に取り除くことが推奨され、各工程を鉄以外の素材で設計またはライニングし、摩滅等により鉄分が系内に混入することを防止するとともに、さらに、乾燥・分級設備内等に磁石等の高磁性体を設置し選択的に鉄分を除去することが好ましい。
【０１１１】
さらに、本実施形態に基づく再生粒子の製造方法による再生粒子は、Ｘ線マイクロアナライザーによる微細粒子の元素分析において、カルシウム、シリカ及びアルミニウムの比率が酸化物換算で好ましくは３０〜８２：９〜３５：９〜３５、より好ましくは、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合、最も好ましくは、６０〜８２：９〜２０：９〜２０である。
【０１１２】
カルシウム、シリカ及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含ませることで、比重が軽く、過度の水溶液吸収が抑えられるため、脱水工程のおける脱水性が良好であり、乾燥・燃焼工程における未燃物の割合や、燃焼工程における焼結による過度の硬さを生じる恐れを低減できる。
【０１１３】
本実施形態の割合に調整するための方法としては、脱墨フロスにおける原料構成を調整することが本筋ではあるが、乾燥・燃焼工程、燃焼工程において、出所が明確な塗工フロスや調成工程フロスをスプレー等で工程内に含有させる手段や、焼却炉スクラバー石灰を含有させる手段にて調整することも可能である。
【０１１４】
例えば、脱墨フロスを主原料に、再生粒子中のカルシウムの調整には、中性抄紙系の排水スラッジや、塗工紙製造工程の排水スラッジを用い、シリカの調整には、不透明度向上剤としてホワイトカーボンが多量添加されている新聞用紙製造系の排水スラッジを、アルミニウムの調整には酸性抄紙系等の硫酸バンドの使用がある抄紙系の排水スラッジや、クレーの使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを用いることができる。
【０１１５】
また、本製造方法で得られる再生粒子は、示差熱熱質量同時測定装置による示差熱分析において、７００℃近傍で生じる炭酸カルシウムの分解（酸化カルシウムへの変化）における減量（率）が５０％以上となるように、本実施形態に基づいて脱墨フロスを燃焼制御することで、より正確にカルシウム成分の酸化の進行を抑制し、粒子が硬くなることを防止することができるので好ましい。
【０１１６】
〔第２燃焼炉（外熱キルン炉）のリフターについて〕
先に採用理由と共に述べたように、第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２内の内壁に、その一端側から他端側に向けて、螺旋状リフター及び／又は軸心と平行な平行リフターを配設することで、原料１０の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
【０１１７】
この第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２には、図２（ａ）にその内部構造を、図２（ｂ）にその内面の展開図で示すような公知の回転式燃焼装置が好適に用いられる。
【０１１８】
すなわち、この第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２は、回転駆動手段（図示せず）にて回転駆動可能に構成されるとともに、一端部に投入部３２ａが、他端部に排出部（図示せず）が設けられ、他端には筒状本体３２ｂ内に燃焼ガスを導入する燃焼バーナー（図示せず）が配設されている。筒状本体３２ｂの投入部３２ａ側における耐火壁３２ｃの内面には、筒状本体３２ｂの軸心に対して４５°〜７０°の傾斜角で傾斜した複数条の螺旋状リフター３２ｄがブラケット３２ｅを介して等間隔に突設されており、この他端側には、筒状本体３２ｂの軸心に対して平行な適当な長さの平行リフター３２ｆが周方向に等間隔置きに複数、軸心方向に複数列ブラケット３２ｇを介して突設されている。
【０１１９】
なお、耐火壁３２ｃは、耐火キャスタブルあるいは耐火レンガで構成することが好ましく、また、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆを、例えば耐熱性を有するステンレス鋼板などの金属製とすることにより、比較的温度が低いので高価な耐熱材料を用いなくても十分に耐久性と強度を確保できるとともに、耐火物製のリフターなどに比して伝熱効率が高いので、一層熱効率を向上することができる。特に、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆとは、上記のとおり、被燃焼物の投入部３２ａ側から排出側に向けてこの順で配設するのが望ましい。
【０１２０】
上記のとおり構成されたこの第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２によれば、投入部３２ａ側から投入された内容物が、まず螺旋状リフター３２ｄにて他端側に向けて適正量ずつ送り込まれながら持ち上げられて落下する間に、原料１０に起因する有機成分がガス化し発生する燃焼ガス（可燃焼ガス）と効率的に接触し、さらに引き続いて平行リフター３２ｆにて持ち上げられて落下する動作を繰り返すことで燃焼ガス（可燃焼ガス）と効率的に接触するため、熱交換効率よく内容物を燃焼させることができる。特に、螺旋状リフター３２ｄにて平行リフター３２ｆに送り込まれる内容物の量がコントロールされることで、平行リフター３２ｆ部分における内容物の持ち上げ・落下が適正に行われ、内容物の燃焼を均一かつ効率的に行うことができる。また、耐火物の損傷の恐れがないことから、焼成物の純度の低下がなく、その生産能力も向上できる。
【０１２１】
なお、上記の実施形態では、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆとを並設したが、必要に応じ、いずれか一方のみを設けることでもよい。
【０１２２】
以上のようにして得られた再生粒子は白色度が好ましくは７５〜８５％、さらに好ましくは８０〜８５％と高く、白色度の変動が少ない。また、以上に記載の製造方法によって得られた再生粒子を本件製袋用包装用紙に用いると、従来公知の再生粒子および市販填料である炭酸カルシウムを用いた場合と比較して、紙力低下が少なく、嵩高であり、製袋用のクラフト紙として使用できる包装用紙を得ることができる。
【０１２３】
なお、本発明に係る製造方法によって得られた再生粒子は、平均粒子径が従来既知の炭酸カルシウムの平均粒子径（０．３〜２．０μｍ）より大きく、再生粒子が繊維間に定着することで嵩高効果が向上し、また、再生粒子中のアルミニウムがカチオン性であるために繊維への定着性が強く、嵩高効果及び表面強度が向上し、その結果、紙力低下の少ない包装用紙を提供することができる。
【０１２４】
再生粒子から持ち込まれる無機物を合わせた全無機物の内、酸化アルミニウムの含有率は、好ましくは１０〜３５質量％、より好ましくは１５〜２５質量％とすることが、本発明のクラフト紙において望ましい。アルミニウムの含有量が１０％未満の場合、定着性の向上が少なくなる。一方でアルミニウムの含有率が３５％を超えると、カチオン性が強くなりすぎて抄紙薬品と反応し、凝集物が発生したり、ピッチなどの黒色異物が発生したりすることがあるため、望ましくない。
【０１２５】
本実施形態においては、上記のように再生粒子を単独で使用することもできるし、かかる再生粒子と内添用填料として、通常使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、二酸化チタン、合成シリカ、水酸化アルミニウム等の無機填料、ポリスチレン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の合成高分子微粒子等から選ばれる少なくとも１種の填料を併用することもできる。もちろん、これらの２種以上と併用することもできる。
【０１２６】
再生粒子の含有量としては、ＪＩＳ−Ｐ８２５１（２００３）に準じて測定した本クラフト紙の灰分率が０．４〜３．０質量％、好ましくは０．５〜３．０質量％、より好ましくは０．５〜１．８質量％となるように含有させることが望ましい。灰分率が３．０質量％を超えると本発明の目的である嵩高で製袋用途として加工適性、強度の優れた製袋用包装用紙を得ることが難しくなる。また、灰分率が０．５質量％未満となると、白色度が低下し、また加工適性が低下するおそれがある。
【０１２７】
内添サイズ剤としては、例えば酸性抄紙用ロジンサイズ剤、中性抄紙用変性ロジンサイズ剤、アルケニルコハク酸系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ワックス系サイズ剤、スチレン樹脂系サイズ剤、オレフィン樹脂系サイズ剤、スチレン−アクリル樹脂系サイズ剤、高級脂肪酸系サイズ剤、カチオンポリマー型サイズ剤、酸化澱粉等があげられる。
【０１２８】
なお本実施形態に係るクラフト紙を、例えば特にオフセット印刷に適用する場合、かかるオフセット印刷にて湿し水が用いられることから、本発明のクラフト紙に適宜、サイズ性（吸水抵抗性）を付与することが好ましい。かかるサイズ性を良好に保持することにより、湿し水転移量の上昇、紙伸び、ウェット着肉不良、色ずれ等の恐れをより充分に抑えることができる。
【０１２９】
サイズ性をコントロールするには、上記のごとき内添サイズ剤を原料パルプスラリーに添加し、抄紙と同時に本発明のクラフト紙の内部に内添サイズ剤を含有させるか、又は抄紙後、２本ロールサイズプレス、ゲートロールコーター等の塗工機を用い、表面サイズ剤を本発明のクラフト紙表面に塗工するか、少なくとも、いずれか一方を行うことが好ましい。なお該表面サイズ剤としては、例えば内添サイズ剤として例示したものを用いることが可能である。
【０１３０】
例えば上記内添サイズ剤を用いる場合、得られる本発明の包装紙に充分なサイズ性を付与し、耐湿し水性をより向上させるには、原料パルプ１００質量部に対して０．１質量部以上、さらには０．３質量部以上を配合することが好ましく、本発明の包装紙表面でのインクの吸収乾燥性が低下せず、印刷操業性が悪化する恐れがないようにするには、原料パルプ１００質量部に対して１質量部以下、さらには０．８質量部以下とすることが好ましい。
【０１３１】
また、例えば上記表面サイズ剤を用いる場合、得られる本発明の包装紙に充分なサイズ性を付与し、耐湿し水性をより向上させるには、本発明の包装紙への塗工量を片面あたりで０．０４ｇ／ｍ２以上、さらには０．０６ｇ／ｍ２以上とすることが好ましく、本発明の包装紙表面でのインクの吸収乾燥性が低下せず、印刷操業性が悪化する恐れがないようにするには、印刷用紙への塗工量を片面あたりで０．２０ｇ／ｍ２以下、さらには０．１８ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。
【０１３２】
本実施形態に係る本発明のクラフト紙の、ＪＩＳ−Ｐ８１１８に記載の「厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定した密度は０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３であるが、かかる密度は印刷適性と相俟って必要であり、密度が上記範囲外となると印刷適正が低下する。ＪＩＳ−Ｐ８１４３に記載の「紙のクラークこわさ試験機によるこわさ試験方法」に準拠して測定した剛度（縦）は、良好な印刷作業性や手触り感を付与し、また充分な印刷適性を維持するという点から、７０〜１８０ｃｍ３／１００程度であることが好ましい。
【０１３３】
このように、本実施形態に係るクラフト紙は、軽量で嵩高であるにもかかわらず強度が強く、かつ加工性及び印刷適性に優れたものである。
【実施例１】
【０１３４】
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１３５】
（実施例１）
離解後の離解パルプフリーネスがＣＳＦ５５０ｃｃになるように調整された針葉樹未晒クラフトパルプのパルプスラリーに、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を主成分とした薬品を固形分として１．６質量％、硫酸アルミニウム（硫酸バンド、昭和化学工業（株）社製）を固形分で０．２８質量％、中性ロジンサイズ剤（品番：ＮＳ７４、ハリマ化成（株）製）を固形分で０．１質量％、及び紙力増強剤（品番：アミロファックスＴＳ２６００、ＡＶＥＢＥｂ．a．社製）を固形分で０．５質量％内添し、さらに表２に示す填料を添加した後、ワイヤーパート、プレスパート、プレドライヤーパート、サイズパート、アフタードライヤーパート、カレンダーパート、リールパート及びワインダーパートを含む製紙システムを用いて抄紙した。
【０１３６】
得られた紙の両面に、ゲートロールコーターにて、片面当り、サイズ剤（品番：ＳＥ２０６４、星光ＰＭＣ（株）社製）を０．１５ｇ／ｍ２、酸化澱粉（品番：ＭＳ３８００、日本食品加工（株）社製）を固形分で０．８ｇ／ｍ２になるよう塗布して実施例１のクラフト紙を得た。
【０１３７】
フリーネスや繊維長、ルンケル比については、市販の離解機、叩解機等を用いて調整した。灰分率は再生粒子の添加量を変更することで調整した。
【０１３８】
（実施例２〜４９）
各パルプ、添加剤等を表１中に記載の条件とした以外は実施例１と同様にして実施例２〜４９のクラフト紙を得た。
【０１３９】
なお、表１のエステル等種類においては、以下のものを使用した（括弧内の数値はＨＬＢ値）。
Ａ：プロピレングリコールセスキルパルミテート（２．４）、
Ｂ：ソルビトールトリラウレート（３．１）、
Ｃ：ステアリン酸モノグリセライド（３．８）、
Ｄ：ジグリセリンモノミリステート（５．９）、
Ｅ：ソルビタンモノミリステート（７．６）、
Ｆ：サッカロースモノオレエート（１０．８）、
Ｇ：ソルビタンモノラウレートＥＯ平均６モル付加物（１３．３）
Ｈ：水溶性ウレタン樹脂系嵩高剤（非エステル化合物）
Ｉ：脂肪酸ポリアミドアミン系嵩高剤（非エステル化合物）
【０１４０】
また、各実施例で水溶性樹脂としては以下のものを使用した
タピオカ澱粉：ＳＢ ＧＵＭ−ＥＶＯＳＢガム、三晶株式会社
ＰＶＡ：ＪＦ−０４、日本酢ビポバール株式会社性
ＰＡＭ：ハリコートＧ−５１、ハリマ化成株式会社
コーンスターチ：ＣＨＡＲＧＥＭＡＳＴＥＲ Ｒ４６２チャージマスター、三晶株式会社
馬鈴薯澱粉：マーメイドＭ−３５０Ｂ、三晶株式会社
ラテックス：ナルスターＳＲ−１０３、日本エイアンドエル株式会社
【０１４１】
なお内添した填料は、原料として脱墨フロス（古紙パルプを製造する古紙処理工程より得られた脱墨フロス）を用い、表２に示す条件にて脱水工程、第１燃焼工程（乾燥・燃焼工程）第２燃焼工程を経て、湿式粉砕処理を施して填料としての再生粒子を得た。
【０１４２】
（比較例）
比較例として、表１に示す条件にて比較例１、２に係るクラフト紙を得た。表に示されない他の条件は実施例と同様のものである。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
評価結果を表３に示す。なお、測定方法は、以下のとおりである。
【０１４６】
（カッパー価）
ＪＩＳ−Ｐ８２１１（１９９８）「パルプ−カッパー価試験方法」に準拠して、測定した。
【０１４７】
（明度）
分光白色光度計「ＳＣ−１０ＷＴ」（スガ試験機株式会社製）で測定したＬ（明度）の値
【０１４８】
（フリーネス）
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）「パルプ−離解方法」に準拠した方法で離解した離解パルプのフリーネスをＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）「パルプのろ水度試験方法」に記載の方法に準拠してカナダ標準ろ水度試験器で測定した離解パルプのフリーネス値。
【０１４９】
（重量平均繊維長）
得られた試験紙を、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、Ｊ．ＴＡＰＰＩ ＮＯ．５２に準拠し、カヤニオートメーション社製繊維長測定器ファイバーラボにて測定した重量平均繊維長の値。
【０１５０】
（平均ルンケル比）
得られた試験紙を、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、カヤニオートメーション社製繊維長測定機ファイバーラボにて測定し、繊維内径、繊維外径から算出した。
【０１５１】
（密度）
ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した。
【０１５２】
（比引張強さ）
ＪＩＳ−Ｐ８１１３に準拠して測定した。
【０１５３】
（比引裂強さ）
ＪＩＳ−Ｐ８１１６に準拠して測定した。
【０１５４】
（製袋適性＜紙のコシ＞）
自動製袋機（型番：１３６Ｔ＋５０４ＴＨ、ニューロング工業（株）製）を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して加工速度の状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎：加工状態が全体的に均一で、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
○：加工状態がやや劣るものの、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
△：加工状態が低下する傾向が見られるため従来の未晒クラフト紙と比べ、加工速度を低下させる必要がある。糊付け部分に波打ちが認められる。
×：加工状態が均一でなく、加工速度を大幅に落としても改善が見られない。
【０１５５】
（製袋適性＜角割れ＞）
前述の自動製袋機を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して、角底袋の折り部での角割れの状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙以下。
○：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等。
△：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等だが１袋に複数箇所角割れが見られる場合、又は角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍未満で１袋の程度が軽い場合。
×：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍以上
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
表３に示された結果から、実施例１〜４９のクラフト紙は、密度、比引っ張り強さ、比引裂度のいずれも特定の値を満足するもので、嵩高さ、強度及び製袋適正を備えたものであることがわかる。
【符号の説明】
【０１５８】
１０ 原料
１２ 貯槽
１４ 第１燃焼炉
１５ 装入機
１６ 排ガスチャンバー
１８ 排出チャンバー
２０ 熱風発生炉
２０Ａ バーナー
２２ 再燃焼室
２４ 予冷器
２６ 熱交換器
２８ 誘引ファン
３０ 煙突
３２ 第２燃焼炉
３４ 冷却機
３６ 粒径選別機
３８ 燃焼品サイロ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙に関し、詳細には、製袋用の包装用紙として好適な加工適性を備え、軽量かつ嵩高なクラフト紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、環境保護、循環型社会の観点から、包装用紙のリサイクル、削減が進められている。スーパー等で使用されている石油原料由来のレジ袋などは削減傾向にあり、紙素材へのシフトも進んでいる。また、ショッピングバック等の手提げ袋についても米坪を一規格低減するなど、軽量化の方向に進んでいる。製袋用の紙においては、一規格米坪がダウンしても、製袋用途として使用可能な加工適性、強度を有することが望まれている。
【０００３】
製袋用途（重量物用袋や、角底袋や手提げ袋等の軽包装用途）に用いられる紙種としては 未晒クラフト紙が多く使用されている。製袋用途においては、いずれの場合も強い紙力が求められるため、重袋用途の未晒クラフト紙は針葉樹未晒クラフトパルプのみから作られ、軽包装用途の未晒クラフト紙は、針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とし、一部で広葉樹未晒クラフトパルプを使用する未晒クラフトパルプのみから作られる。
【０００４】
一方、環境対応型の包装用未晒包装用紙としては、古紙パルプを配合しているものが広く知られている。しかし軽量化を実現し、原材料の使用を抑えることができ、嵩高な製袋用の包装用紙の例はあまりなく、未だ製袋用として加工適性を満足できるものはない。
【０００５】
この包装用紙の普及により、包装用紙に対しては、例えば（１）嵩高性を有していること（軽量化が可能なこと）、（２）印刷適性が高いこと、（３）製袋適性にすぐれていること、等が要求される。これらの中でも、嵩高性、製袋適性（角割れ、破袋等がないこと）に優れていることの要求は特に高い。
【０００６】
高い強度を要求される包装用紙には、強度の強い未晒クラフト紙が用いられるが、逆に未晒クラフト紙では、高い嵩高さを備えることができない。包装用紙の嵩高性の向上策としては、剛直で繊維間に空隙を作り易い機械パルプを高配合することや、嵩高剤の使用が検討されている。しかしながら、機械パルプの配合については、安価に嵩高性を得ることが可能になるものの、クラフト紙としての紙質強度を低下させるという不都合を有している。また嵩高剤は高価であり、繊維間の結合を阻害したり離間させたりする性質を有しているため、表面強度のみならず、Ｚ軸（厚み）方向における紙質強度をも低下させる不都合を有する。
【０００７】
そこで、嵩高性の向上が図られ、なおかつ破れや罫線割れがなく、製袋加工適性や印刷適性に優れた包装用紙や嵩高紙を提供すべく、種々の技術が開発されている。
【０００８】
例えば特許文献１には、クラフト包装紙において、古紙パルプ配合によるサイズ不足、印刷時の紙粉トラブル、吸湿による原紙のぼこつき等のトラブルを解消するため、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを添加し、酸化澱粉及び／又はポリアクリルアミドからなる表面処理剤が塗布されたクラフト包装紙が開示されている。光学的特性を維持しかつ嵩高で印刷適性に優れた印刷用紙を得ようとしたものである。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示のクラフト紙では、ＪＩＳ−Ｐ４３０１（２０００）で定められたクラフト紙３種の規格を満足するものの、一規格下の坪量に軽量化をおこなっても、当初のランクの強度を満足するものではない。
【００１０】
また特許文献２には、クラフトパルプからなる基紙表面に重質炭酸カルシウム及び毬栗状顔料を含有した塗工剤を塗布してなる、滑り傾斜角が２０度以上で、パーカー・プリント・サーフ粗さが２．０〜５．０μｍのクラフト紙が開示されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示のクラフト紙では、単に同坪量においてクラフト３種の規格を満足し、印刷適性、製袋適性を備えた塗工タイプのクラフト紙を提供するに過ぎず、軽量化することができない。
【００１２】
さらに特許文献３には、特定の広葉樹パルプの繊維系を１５μｍ以上とし、ルンケル比を１．０以上のパルプを用いることで、書籍、文庫やその他の用途の印刷用紙に適した低密度紙が開示されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献３に開示の低密度紙は、書籍、文庫本の用途の印刷用紙としての品質を満足するものであり、製袋用包装紙として十分な加工性及び強度を有するものではなく、加工性及び強度の向上という課題を解決できる技術思想の開示もない。
【００１４】
更に、特許文献４には、針葉樹化学パルプを乾燥し、含水率を１０％以下とした後に、機械粉砕することにより、平均繊維長を０．５ｍｍ以下とした粉砕パルプを１０〜５０質量％配合した嵩高（低密度）であり、平滑性及び強度に優れる嵩高紙の製造方法の開示がある。
【００１５】
しかしながら、特許文献４に開示の方法で製造された嵩高紙は、印刷用紙、記録用紙や塗工用原紙としては満足しえるものの、製袋用包装紙としての加工性及び強度を有するものではない。
【００１６】
高い強度が要求される製袋用包装紙には、パルプ原料として強度の強い針葉樹未晒パルプを主原料に用いられる。しかしながら、このように高い強度を維持しながら、軽量化及び嵩高性を付与し、かつ製袋用の包装用紙としての加工適正を満たす針葉樹未晒パルプを用いたクラフト紙の発明には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−８３４８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９７６３５号公報
【特許文献３】特開２００４−１６９１９３号公報
【特許文献４】特開２００８−２４８４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は前記背景技術に鑑みてなされたものであり、嵩高であるにもかかわらず、製袋用包装用紙としての加工適性及び強度を備える、針葉樹未晒パルプを主原料とするクラフト紙提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するための発明は、
針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解したクラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠して測定したフリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下であり、ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙である。
【００２０】
当該クラフト紙によれば、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有することにより嵩高さを付与することができる。また、当該クラフト紙は、嵩高になることによって生じうる強度の低下を、表面に水溶性樹脂を塗工することによって防ぐことができる。更には、当該クラフト紙は、エステル化合物を含有し、表面に水溶性樹脂が塗工されていることにより製袋用包装紙として好適な加工適正を有する。
【００２１】
上記エステル化合物のＨＬＢ値は、３以上１１以下であるとよい。ＨＬＢ値は界面活性剤の親水性の尺度であり、当該範囲のＨＬＢ値を有するエステル化合物は、その適度な疎水性によってパルプ繊維間の水素結合を弱めて嵩高さを増し、未晒パルプ中に比較的多量に残存するリグニンを一部溶解することができる。また、適度な親水基の存在により表面に塗布される水溶性樹脂とも溶解性を有するため、当該クラフト紙の嵩高さ、強度及び加工性をともに向上させることができる。
【００２２】
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した上記クラフトパルプの質量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、上記クラフトパルプの平均ルンケル比が０．９以上１．１以下であることが好ましい。当該クラフトパルプの質量平均繊維長及び平均ルンケル比を上記範囲とした当該クラフト紙によれば、嵩高さ及び強度を保ちかつクラフト紙として適当なコシを備えることができる。
【００２３】
上記クラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８２１１（１９９８）に準拠して測定したカッパー価が５０以上７０以下であり、上記クラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１５０（２００４）に準じて測定した明度が５４以上６０以下であることが好ましい。パルプのカッパー値及び明度を上記範囲とすることで、」当該クラフト紙の強度及び加工適正を更に高めることができる。
【００２４】
当該クラフト紙は、填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスから得られる白色度が７５％以上８５％以下の再生粒子を含有し、ＪＩＳ−Ｐ８２５１（２００３）に準拠して測定した灰分率が０．５質量％以上３．０質量％以下であるとよい。当該クラフト紙によれば、このような再生粒子を灰分率が上記範囲となるように含有することで加工適正を維持しつつ、嵩高さを更に向上させ、高不透明度を実現させることができる。
【００２５】
なお、本発明におけるフリーネスとは、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解したクラフトパルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠してカナダ標準ろ水度試験器で測定したろ水度をいう。また、密度とは、ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した紙の坪量及び単一シートの厚さから計算する単位容積あたりの質量をいう。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、針葉樹未晒パルプを主原料とし、嵩高であるにもかかわらず、製袋用包装用紙としての加工適性及び強度を備え、軽量化が図れる製袋用包装用紙に最適なクラフト紙を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】再生粒子の製造設備フロー図
【図２】第２次燃焼炉の概念図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のクラフト紙を詳細に説明する。
【００２９】
本発明のクラフト紙は、主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）と、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、表面に水溶性樹脂が塗工されている。
【００３０】
〔パルプ〕
本発明におけるパルプの原料としては、主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）に加えて、例えば広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹半晒クラフトパルプ（ＬＳＢＫＰ）、針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプが用いられる。本発明において、主原料パルプとは、全パルプ原料の５０質量％以上を占めることをいう。
【００３１】
主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）としては、カッパー値が５０〜７０更に好ましくは５５〜６５に調整されたものが好ましい。一般に市販の針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）のカッパー価は２０〜４０で調整されている。カッパー価が５０未満であると、パルプ中の残リグニン量が減少する傾向にあり、製袋用として使用できるパルプの品質（特に剛性）を満足することが難しくなり、機械パルプ配合による引張強度や引裂強度の低下を補うことが出来ず、製袋用途に使用することが難しくなる。またカッパー価が７０を超えると、パルプ中の残リグニン量が多くなる傾向にあり、パルプ繊維のしなやかさを得ることが出来ず、製袋時の角割れが発生し、製袋用途には適しない。また木材由来の樹脂分が多く残るため、製袋時に加工機の汚れの要因となる。
【００３２】
カッパー価とは、パルプ製造時におけるリグニンの含有量の指標であり、チップ蒸解工程の温度や時間などの条件により増減する。カッパー価が低いほどパルプが漂白されていることを意味し、明度も上昇する。
【００３３】
本発明に使用する針葉樹未晒クラフトパルプの明度（Ｌ値）としては、５４〜６０であることが好ましい。明度が５４未満であると、木材由来の樹脂分やリグニンが減少する傾向にあり、不透明度が低下する傾向があるとともに強度が低下する。また、明度が６０を超えると、木材由来の樹脂分やリグニンの残留量が多い傾向にあり、製袋時に加工機の汚れ原因となる傾向にあると共に、リグニンの影響で嵩高さが低下する。また、光により、変色する傾向があるので、製品としての色調を安定させることが難しくなる。
【００３４】
本発明は、上述した針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）を主原料パルプとして配合して抄紙する。その際、本発明のクラフト紙のＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した離解パルプのＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）に準拠して測定したフリーネスは、５５０〜７００ｃｃＣＳＦ、好ましくは６００〜６５０ｃｃＣＳＦであるとよい。離解フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ未満であると、パルプの繊維長が短くなり、パルプの繊維径自体も細くなるので、製袋用のクラフト紙として剛性を保つことができず引裂強度が低下するので、本発明の目的を達成することができない。また、離解フリーネスが７００ｃｃＣＳＦを超えると、パルプの繊維長が長くなり、パルプの繊維径も太くなるので、製袋用のクラフト紙として必要な引張強度が低下する。フリーネスは、使用するパルプの叩解度を適宜設定することで容易に調整可能である。
【００３５】
紙コシ（嵩）に寄与する要素としては、紙自体の坪量、緊度のほかに、パルプ繊維自体の物理的構造がある。パルプ繊維にはルーメン（内腔）が存在し、それ自体が潰れることによって、紙全体としてのクッション機能に繋がる。内腔と外環（細胞壁）の厚みとの比率がクッション性にとって重要となる。また、クッション性の高い紙ほどマシン各所での圧力に対する嵩の復元効果が高いため、嵩高で紙コシのある製袋作業性に優れたクラフト紙を得ることが出来る。そこで、当該クラフト紙においては、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解した離解パルプの平均ルンケル比を調節して、クッション性を好適化するのが好ましい。ここで、ルンケル比Ｒとは、繊維の内腔の幅（径）Ｌと細胞壁の厚さｔによって求められる値であり、Ｒ＝２・ｔ／Ｌによって表される。このルンケル比は、数値が１．０に近いほど同じ径に対して繊維壁の厚みが厚いことを意味し、繊維の剛性をあらわす指数となる。本発明の目的を効率良く達成するには、平均ルンケル比は０．９〜１．１が好ましく、０．９２〜１．００がより好ましい。平均ルンケル比が０．９未満であるとパルプ繊維の剛性が低下する傾向となり、本発明の目的である嵩を確保することが難しくなる。平均ルンケル比が１．１を超えると、パルプ繊維の剛性が増加する傾向になり、繊維どうしの絡み合いが少なくなる傾向になり、製袋用のクラフト紙として必要な強度を満足することが難しくなる。
【００３６】
平均ルンケル比が０．９〜１．１付近になるように、前述原料パルプの選択、分級、叩解処理を最低限施すことで、より好ましいクラフト紙となる。なお、選択とは、例えば、自然林から得られた原木や植林木を原料としたパルプから、ルンケル比が比較的大きいパルプ繊維が得られる等の条件を基に、原料パルプの選択を行うことを意味する。分級とはシックナー、スクリーン、クリーナー等を使用して分級すること、その他一般的に紙・パルプ工場で使用されている、公知のＳＰフィルター、ウオッシャー、エキストラクター、フィルタープレス等により、大量の水を用いて希釈しながら分級すること等を意味する。叩解とはコニカルリファイナー、円筒型リファイナー、ディスクリファイナー等による叩解を行うことを意味する。
【００３７】
当該クラフト紙では、ＪＩＳ−Ｐ８２２０に準拠して離解した離解パルプの質量平均繊維長が２．０〜３．５ｍｍであることが好ましい。これにより、本発明に係る装用紙の強度をより高めることができる。より具体的には、離解パルプの質量平均繊維長が２．０ｍｍ未満であると、緊度が上がるため、十分な紙コシが得られず、製袋作業性が悪化する傾向がある。他方、離解パルプの質量平均繊維長が３．５ｍｍを超えると、長繊維であるがゆえに、パルプ繊維同士の絡み合いが多くなり地合ムラが発生し、包装用紙としての見た目が悪くなるとともに紙コシが不十分なものとなる。更に質量平均繊維長を、２．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満とすることで、本発明の目的を効果的に達成する紙力、密度を確保することができる。
【００３８】
本発明で云う重量平均繊維長は、ＪＩＳ−Ｐ８２２０に準拠して離解した後の離解パルプについて、カヤニオートメーション社製繊維長測定機ファイバーラボを用いて測定した重量平均繊維長の値であり、単位はｍｍである。
【００３９】
以上の範囲に繊維長を調節する方法は、特に限定されず、シングルディスクリファイナー（ＳＤＲ）、ダブルディスクリファイナー（ＤＤＲ）、分級スクリーン等の公知の方法により調整することが出来るが、植林木から得られる原料パルプは、本発明の目的を効果的に達成できるルンケル比を得ることができ、好適に本発明に利用できる。
【００４０】
本形態の原料パルプには、サイズ剤や、紙力増強剤、紙厚向上剤、歩留向上剤等の通常クラフト紙に配合される種々の添加剤を、その種類及び配合量を適宜調整して用いることができる。
【００４１】
〔エステル化合物〕
当該クラフト紙には、嵩高剤として脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物が含有される。従来、原料パルプスラリーに嵩高剤を添加し、得られる印刷用紙の嵩高さを向上させる方法も試みられてきたが、嵩高剤は、用紙のＺ軸強度を主体に紙質強度を低下させるため、クラフト紙においては、その使用が控えられていた。本発明においては、特定した嵩高剤を選定し、特定の水溶性樹脂と組み合わせることで、さらに効果的に本発明の目的を達成できたのである。当該クラフト紙に含有する嵩高剤は、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物であるために、親水基と疎水基とを有す。そのため、嵩高剤がパルプ繊維の強度を保つリグニン樹脂及び表面に塗工される水溶性樹脂及びパルプ中に残存するリグニン樹脂との相溶性を備えるため、リグニン樹脂と水溶性樹脂及びエステルとの密着性が向上し、用紙の紙質強度低下を防ぐことができ、嵩高さを保ちつつ、優れた加工適正及び強度を発揮させることができる。
【００４２】
特にこのＨＬＢ値と紙強度との関係は、針葉樹未晒パルプの場合に好適に因果関係が現れる。これは、針葉樹未晒パルプ中に残存するリグニン量との関係があると考えられる。すなわち、通常リグニンが他のパルプと比して多量に残存する当該未晒パルプは、強度は強いものの、嵩高さが低く、通常の嵩高剤を添加した場合は、当該パルプの強みの強度が低下するという不都合がある。これはパルプ繊維間及びリグニン樹脂間に嵩高剤が混入することにより、嵩高さを高めるとともに、強度が弱まることが原因であると考えられる。一方、所定の範囲のＨＬＢ値を有するエステルを含有させることによれば、強度が低下しないのは、当該エステルがリグニン樹脂とも相溶性を有し、リグニン樹脂と密着に接着するからであると考えられる。
【００４３】
本発明のエステル化合物を構成する脂肪酸は、炭素数１〜２４、好ましくは炭素数１０〜２２、特に好ましくは炭素数１６〜２２の脂肪酸が挙げられ、飽和、不飽和、直鎖、分岐鎖のいずれでもよい。嵩高効果が大きく、サイズ性に影響を及ぼさない観点から、特に直鎖飽和脂肪酸が好ましい。好ましい脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、アラキジン酸であり、特に、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アラキジン酸が好ましい。
【００４４】
本発明のエステル化合物を構成する多価アルコールとしては、エーテル基を含んでもよい総炭素数２〜２４の２〜１４価アルコールが好ましい。２価アルコールとしては、エーテル基を含んでいてもよい総炭素数２〜１０のもの、例えば、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ジブチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。３価以上のアルコールとしては、エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜２４のアルコールで、例えばグリセリン、ポリ（ｎ＝２〜５）グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、アラビトール、ソルビトール、スタキオース、エリトリッと、アラビット、マンニット、グルコース、ショ糖等が挙げられる。嵩高効果が大きいこと及び入手製の観点から、好ましくはグリセリン、ポリ（ｎ＝２〜４）グリセリン、ペンタエリスリトールなどが好ましい。
【００４５】
本発明のエステル化合物は従来公知のエステル化反応を行うことで得ることができる。例えば、脂肪酸と多価アルコールをエステル化触媒の存在下、１５０〜２５０℃で反応させることにより得ることができる。
【００４６】
本発明のエステル化合物のＨＬＢ値は、３以上１１以下であることが好ましく、３以上８以下であることが特に好ましい。ＨＬＢ値は、界面活性剤の親水性の尺度であり、値が大きいほど親水性が高くなる。エステル化合物のＨＬＢ値が上記範囲未満であると親水性が低すぎ、表面に塗工される水溶性樹脂との溶解性が低くなり、水溶性樹脂の表面をコーティングする作用が弱くなるために強度が低下する。また、エステル化合物のＨＬＢ値が上記範囲を超えると親水性が高くなり、水溶性樹脂との溶解性は高くなるものの、パルプ繊維間の水素結合を弱める力が弱く、嵩高さが増さない。当該クラフト紙は、このようなＨＬＢ値を有するエステル化合物を含有することで、パルプ繊維中の繊維間強度を弱めつつ表面に塗工された水溶性樹脂との親和性を高めることにより密着性を高めることができるので、嵩高さを維持したままクラフト紙の強度を高めることを可能とする。
【００４７】
本発明において、グリフェインの方法に準じて各化合物のＨＬＢ値を下記の式で算出する。
【００４８】
ＨＬＢ＝（親水基部分の分子量／エステル化合物の分子量）×２０
ただし、本発明において親水基とは、エステル化合物中の以下の基をいう。
（１）−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）−
（２）−（ＡＯ）ｎ−
〔Ａ：炭素数３〜４のアルキレン基、
ｎ＜２．０（但しｎは１分子中のＡＯの付加モル数の合計）〕
（３）エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜２４の３価以上のアルコールであって１分子中の総水酸基数／総炭素数＝０．４〜１であるアルコールと脂肪酸とのエステル化合物のアシル基及び上記（２）におけるｎ≧２の部分を除いた残部
（４）カルボニル基に隣接する酸素原子
【００４９】
当該エステル化合物の含有量としては、パルプ固形分に対して０．４〜３．０質量％が好ましく、０．５〜１．８質量％が特に好ましい。含有量が上記範囲未満であると、十分な嵩高さが得られず、一方上記範囲を超えるとパルプ繊維間の水素結合が低下しすぎ、クラフト紙の強度が低下する。
【００５０】
〔水溶性樹脂〕
さらに、本発明では、基紙の片面又は両面、好ましくは両面に水溶性樹脂を塗布することで、機械パルプ配合等に伴う紙の腰や強度の劣化を補い、より効果的に本発明のクラフト紙を達成できる。
【００５１】
上記水溶性樹脂としては、例えば、澱粉、変性デンプン、ポリビニルアルコール、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂、アクリルアミド、ポリエステル等が挙げられる。
【００５２】
澱粉としては、例えば、酸化澱粉、カチオン化澱粉、カルボキシメチル化澱粉、α化澱粉、リン酸エステル化澱粉、エステル変性澱粉、尿素リン酸変性澱粉、未変性澱粉等、公知の種々のものを単独で又は２種以上を混合して用いることができる。カルボキシメチルデンプン（アニオン性）、燐酸澱粉（アニオン性）等の変性澱粉は、紙中に浸透しながら引張り強度や表面強度を向上させる効果を発揮する。水溶性樹脂のうち酸化澱粉は、取扱いが容易であり、本発明の目的とする引張強度及び腰を提供することができ、本発明の目的を効果的に達成することができるため好ましい。
【００５３】
酸化澱粉の場合、塗布量は固形量で０．８〜３．５ｇ／ｍ２が好ましい。塗布量が上記未満であると十分な強度が得られない。逆に塗布量が上記範囲を超えると、強度は十分であるものの、加工適正が低下する。
【００５４】
本発明のクラフト紙は、坪量５０〜１２０ｇ／ｍ２であることが好ましい。より良好な製袋適性を得るには、坪量６０ｇ／ｍ２以上、更には７０ｇ／ｍ２以上が好ましい。ここで、坪量とは１平方メートル当たりの用紙の質量であって、用紙の厚さと密度によって変化する場合がある。
【００５５】
特に、近年の製袋用包装用紙においては、省資源と環境により優しい製品ニーズに対応して、従来の手肉感よりも劣るものの、一規格下の米坪に下げる軽量化が進められている場合が見られるようになってきている。
【００５６】
従って、手肉感を犠牲にしながら軽量化する傾向にあるものの、本発明においては、製袋用包装用紙として公知の製袋機に好適に適合できる坪量５０〜１２０ｇ／ｍ２の製袋用包装用紙において、クラフト３種の規格における坪量を１ランク引下げても、従来坪量の嵩高性（厚さ）と強度を満足することができる製袋用クラフト紙を提供することができる。
【００５７】
本実施形態に係る印刷用紙を得るには、上記原料パルプからなるパルプスラリーに、必要に応じて填料、内添サイズ剤、定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を適宜添加し、例えばｐＨ値などの条件を調整して長網型抄紙機、ツインワイヤー型抄紙機等の通常の抄紙機にて抄紙する方法を採用することができる。
【００５８】
〔填料〕
当該クラフト紙に含有する填料としては、例えば、再生粒子、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料；スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等があげられる。これらの中でも、嵩高効果及び表面強度の向上の点から再生粒子が好ましい。
【００５９】
本発明で使用できる再生粒子とは、以下の製造方法で製造した再生粒子である。すなわち、この方法とは、紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程において、パルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、上記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕の各工程を経て、再生粒子を得るものであって、上記乾燥と燃焼工程が、上記脱水後の原料の乾燥と燃焼を一連で行う先の第１燃焼炉（内熱キルン炉）と、第１燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する後の第２燃焼炉（外熱キルン炉）を有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、その後に粉砕し、再生粒子を得るものである。
【００６０】
以下に本発明に係る再生粒子の製造方法の一例を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００６１】
図１は、本発明の一実施形態に係る再生粒子の製造設備フロー図である。なお、以下に説明するように、この再生粒子の製造工程は、脱水工程、乾燥・燃焼工程、粉砕工程を有するが、さらに、脱墨フロスの凝集工程又は造粒工程、各工程間に分級工程等を設けてもよい。本設備には、各種センサーが備わっており、被燃焼物や設備の状態、処理速度のコントロール等を行っている。
【００６２】
図示しない古紙パルプを製造する脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスは、種々の操作を経て、同じく図示しない公知の脱水設備により脱水される。脱水後の原料は、好ましくは４０％〜９０％、より好ましくは４５％〜７０％、最も好ましくは５０％〜６０％の高含水状態とすることが望ましい。
【００６３】
かかる脱水後の原料１０は、望ましくは、粉砕機（または解砕機）により４０ｍｍ以下の粒子径に粉砕しておくことが望ましい。かかる原料１０が貯槽１２から切り出されて、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉である第１燃焼炉１４の一方側から装入機１５により装入される。第１燃焼炉１４の一方側には、排ガスチャンバー１６が、他方側には排出チャンバー１８が設けられている。排出チャンバー１８を貫通して、熱風が第１燃焼炉１４の他方側から吹き込まれ、上記一方側から装入され、第１燃焼炉１４の回転に伴って上記他方側に順次移送される原料の乾燥及び燃焼を行うようになっている。
【００６４】
ここで、第１燃焼炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度が０．２％〜２０％となるようにするのが望ましい。炉内温度としては、好ましくは３００℃〜５００℃、より好ましくは４００℃〜５００℃、最も好ましくは４００℃〜４５０℃である。熱風は、バーナー２０Ａを備える熱風発生炉２０から吹き込まれる。
【００６５】
排ガスチャンバー１６からは、乾燥・燃焼に供した排ガスが再燃焼室２２に送り込まれる。排ガス中に含まれる燃焼物の微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再利用される。排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に、熱風発生炉２０に送られ、第１燃焼炉１４から吹き込まれる熱風の用に供せられ、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようにしてある。排ガスの処理は、排ガス中に含まれる有害物質の除去に有効である。
【００６６】
第１燃焼炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱キルン炉である第２燃焼炉３２に装入される。この装入される燃焼物の粒径としては、４０ｍｍ以下が好適である。第２燃焼炉３２での熱源としては、第２燃焼炉３２内の温度コントロールが容易で長手方向の温度制御が容易な電気による調整が好適であり、したがって、電気ヒーターにより間接的に第１燃焼炉１４から得られる燃焼物を再び燃焼させる外熱式の燃焼炉であることが望ましい。
【００６７】
第２燃焼炉３２においては、酸素濃度を調整する空気あるいは酸素の供給機構（図示せず）にて酸素濃度が、好ましくは５％〜２０％、より好ましくは１０％〜２０％、最も好ましくは１０％〜１５％となるようにして燃焼する。温度としては、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。また、第２燃焼炉３２内での滞留時間は、好ましくは６０分〜２４０分、より好ましくは９０分〜１５０分、最も好ましくは１２０分〜１５０分で残カーボンを完全に燃焼させる。
【００６８】
燃焼が終了した再生粒子は、冷却機３４により冷却された後、振動篩機などの粒径選別機３６により選別され、湿式粉砕機等を用いた粉砕工程で目的の粒子径に調整された燃焼物が燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【００６９】
なお、脱墨フロスを原料として用いた場合を例示したが、脱墨フロスを主原料に、抄紙工程における製紙スラッジ等の他製紙スラッジを適宜混入させたものを原料とした燃焼物であってもよい。
【００７０】
以上、再生粒子の製造工程の概要を説明したがその詳細及び応用例を以下に説明する。
【００７１】
〔原料〕
古紙パルプ製造工程では、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産する目的から、使用する古紙の選定、選別を行い、一定品質の古紙を使用する。そのため、古紙パルプ製造工程に持ち込まれる無機物の種類やその比率、量が基本的に一定になる。しかも、再生粒子の製造方法において未燃物の変動要因となるビニールやフィルムなどのプラスチック類が古紙中に含まれていた場合においても、これらの異物は脱墨フロスを得る脱墨工程に至る前段階で除去することができる。従って、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等、他の工程で発生する製紙スラッジと比べ、極めて安定した品質の再生粒子を製造するための原料となる。
【００７２】
本発明でいう脱墨フロスとは、古紙パルプを製造する古紙処理工程において、主に、古紙に付着したインクを取り除く脱墨工程で、パルプ繊維から分離されるものをいう。
【００７３】
〔脱水工程〕
脱墨フロスの更なる脱水は、公知の脱水手段を適宜に使用できる。本形態における一例では、脱墨フロスは、脱水手段たる例えばスクリーンによって、脱墨フロスから水を分離して脱水する。スクリーンにおいて、水分を９０％〜９７％に脱水した脱墨フロスは、例えばスクリュープレスに送り、さらに所定の水分に脱水することが好適である。
【００７４】
脱水後の原料１０の水分率が７０％を超えると、第１燃焼炉１４における乾燥・燃焼処理温度の低下を招き、加熱のためのエネルギーロスが多大になるとともに、原料１０の燃焼ムラが生じやすくなり均一な燃焼を進めにくくなる。さらに、排出される排ガス中の水分が多くなり、ダイオキシン対策における再燃焼処理効率の低下と、排ガス処理設備の負荷が大きくな問題を有する。また、脱水後の原料１０の水分率が４０％未満と低いと、脱墨フロスの過剰燃焼の原因となる。また、脱水処理エネルギーの削減にも寄与する。
【００７５】
以上の説明で明らかにしたように、脱墨フロスの脱水を多段工程で行い急激な脱水を避けると、無機物の流出が抑制でき脱墨フロスのフロックが硬くなりすぎるおそれがない。脱水処理においては、脱墨フロスを凝集させる凝集剤等の脱水効率を向上させる助剤を添加しても良いが、凝集剤には、鉄分を含まないものを使用することが好ましい。鉄分が含有されると、鉄分の酸化により再生粒子の白色度を下げる問題を惹き起こす。
【００７６】
脱墨フロスの脱水工程は、本発明における再生粒子の製造工程に隣接することが生産効率の面で好ましいが、予め古紙パルプ製造工程に隣接して設備を設け、脱水を行った物を搬送することも可能であり、トラックやベルトコンベア等の搬送手段によって定量供給機まで搬送し、この定量供給機から乾燥・燃焼工程に供給する。
【００７７】
かかる脱水後の原料１０は、第１燃焼炉１４に供給する操作において粉砕機（または解砕機）により平均粒子径が好ましくは４０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ〜３０ｍｍ、最も好ましくは５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲になるように調整される。さらに平均粒子径が５０ｍｍ以下の割合が、７０質量％以上に成るように粉砕しておくことがより好ましい。脱墨フロス中に含まれる炭酸カルシウムの熱変化をきたさない燃焼処理を図るため、原料の粒子径は均一であることが好ましいところ、平均粒子径が３ｍｍ未満では過燃焼になりやすく、４０ｍｍを超える平均粒子径では、原料芯部まで均一に燃焼を図ることが困難な問題を有するためである。
【００７８】
上記平均粒子径と粒子径の割合は、攪拌式の分散機で充分分散させた試料溶液を用いて測定した。各燃焼工程における粒子径は、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−２：２０００に基づき、金属製の板ふるいにて測定した。
【００７９】
〔第１燃焼工程〕（乾燥、燃焼工程）
かかる原料１０が貯槽１２から切り出されて、第１燃焼炉１４に供給される。第１燃焼炉１４は本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉方式からなり、第１燃焼炉１４の一方側から装入機１５により装入される。内熱キルン炉加熱手段は、熱風発生炉２０にて生成された熱風を第１燃焼炉１４の排出口側から、脱水物の流れと向流するように送り込まれる。第１燃焼炉１４の一方側には、排ガスチャンバー１６が、他方側には排出チャンバー１８が設けられている。排出チャンバー１８を貫通して、熱風が第１燃焼炉１４の他方側から吹き込まれ、上記一方側から装入され、第１燃焼炉１４の回転に伴って上記他方側に順次移送される原料１０の乾燥及び燃焼を行うようになっている。
【００８０】
すなわち、本乾燥・燃焼工程は、脱水物を、本体が横置きで中心軸周りに回転する第１燃焼炉１４によって乾燥・燃焼することにより、供給口から排出口に至るまで、緩やかに乾燥と有機分の燃焼が行え、燃焼物の微粉化が抑制され、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。また、乾燥を別工程に分割し吹き上げ式の乾燥機を入れることもできる。
【００８１】
ここで、第１燃焼炉１４内に吹き込む熱風の酸素濃度が好ましくは０．２％〜２０％、より好ましくは１％〜１７％、最も好ましくは７％〜１５％となるようにされている。
【００８２】
酸素濃度は、原料１０の燃焼（酸化）により消費されるため、燃焼の状況により酸素濃度に変動を生じる。酸素濃度が過度に低いと、十分な燃焼を図ることが困難である。第１燃焼炉１４内の酸素は、原料１０の燃焼等によって消費され酸素濃度が低下するが、燃焼させるための熱風発生装置等により、空気などの酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、酸素濃度を維持、調節可能であり、さらに酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、第１燃焼炉１４内の温度を細かく調節可能になり、原料１０をムラなく万遍に燃焼することができる。
【００８３】
第１燃焼炉１４の炉内温度としては、好ましくは３００℃〜５００℃より好ましくは４００℃〜５００℃、最も好ましくは４００℃〜４５０℃である。第１燃焼炉１４においては、容易に燃焼可能な有機物を緩やかに燃焼させ、燃焼しがたい残カーボンの生成を抑える目的から燃焼温度３００℃〜５００℃の温度範囲で燃焼することが好ましい。過度に温度が低いと、有機物の燃焼が不十分であり、過度に温度が高いと過燃焼が生じ、炭酸カルシウムの分解による酸化カルシウムが生成し易くなる。さらに、熱風の温度が５００℃以上の場合は、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する燃焼物の粒揃えが進行するよりも早く乾燥・燃焼が局部的に進むため、粒子表面と内部の未燃率の差を少なく均一にすることが困難になる。
【００８４】
熱風は、バーナー２０Ａを備える熱風発生炉２０から吹き込まれる。
【００８５】
排ガスチャンバー１６からは、乾燥・燃焼に供した排ガスが再燃焼室２２に送り込まれる。微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再び原料に配合され再利用される。
【００８６】
排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に熱風発生炉２０に送り、第１燃焼炉１４から吹き込まれる熱風の用に供せられて排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようになっている。
【００８７】
第１燃焼炉１４は、脱墨フロス中に含有される燃焼容易な有機物を緩慢に燃焼させ、残カーボンの生成を抑制するため、好適には上記条件で３０分〜９０分の滞留時間で燃焼させることが好ましい。また、有機物の燃焼と生産効率の面で４０分〜８０分がより好ましく、さらに恒常的な品質を確保する面から５０分〜７０分が最も好ましい。燃焼時間が３０分未満では、十分な燃焼が行われず残カーボンの割合が多くなる。燃焼時間が９０分を超えると、原料１０の過燃焼による炭酸カルシウムの熱分解が生じ、得られる再生粒子が極めて硬くなる。
【００８８】
特に、次工程の第２燃焼工程内に供給する燃焼物の未燃率を、２質量％〜２０質量％に乾燥・燃焼することが好ましく、より好ましくは５〜１７質量％、最も好ましくは７質量％〜１２質量％である。
【００８９】
未燃率を、２質量％〜２０質量％にすることで、第２燃焼工程での燃焼を短時間に効率よく行うことができるとともに、外熱炉における安定した加熱により、硬度が低く白色度が８０％以上、少なくとも７０％以上の高白色度の燃焼物を得ることができる。未燃物が２質量％未満では、先の第１燃焼炉１４におけるエネルギーコストが高いものとなるとともに、燃焼物の硬度が比較的高くなっている場合があり、第２燃焼炉３２出口における白色度の低下等の品質低下をきたす場合がある。
【００９０】
〔第２燃焼工程〕
第１燃焼炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、移送流路を通して、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱ジャケット３１を有する、外熱キルン炉である第２燃焼炉３２に装入される。
【００９１】
この第２燃焼炉３２では、燃焼物を、外熱で加温しながらキルン炉内壁に設けたリフターにより、原料１０の炉内での搬送を制御し、緩慢に燃焼させることで、さらに均一に未燃分を燃焼する。
【００９２】
第２燃焼炉３２における燃焼においては、第１燃焼炉１４で燃焼しきれなかった残留有機物、例えば残カーボンを燃焼させるため、第１燃焼炉１４において供給される原料１０の粒子径よりも小さい粒子径に調整された燃焼物を用いることが好ましい。乾燥・燃焼工程後の燃焼物の粒揃えは、平均粒子径が好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ、最も好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍとなるように調整される。
【００９３】
第２燃焼炉３２入り口での平均粒子径が１ｍｍ未満では、過燃焼の危惧があり、平均粒子径が１０ｍｍを超える粒子径では、残カーボンの燃焼が困難であり、芯部まで燃焼が進まず得られる再生粒子の白色度が低下する問題を惹き起こす。第２燃焼炉３２での安定生産を確保するためには、平均粒子径が１ｍｍ〜８ｍｍの燃焼物が７０％以上になるように粒子径を調整することが好ましい。従って、得られる再生粒子の品質を均一にするという観点における実用化の可能性の面で有益である。さらに、本実施形態のように、分級を乾燥後とすると、小径な粒子の燃焼物を確実に除去することができ、また、処理効率も向上する。
【００９４】
第２燃焼炉３２での外熱源としては、第２燃焼炉３２内の温度コントロールが容易で長手方向の温度制御が容易な電気加熱方式の電気炉が好適であり、したがって、電気ヒーターによる第２燃焼炉３２であることが望ましい。
【００９５】
外熱に電気を使用することにより、温度の調整を細かくかつ内部の温度を均一にコントロール可能になり、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。
【００９６】
さらに電気炉は、電気ヒーターを炉の流れ方向に複数設けることで、任意に温度勾配を設けることが可能であると共に、燃焼物の温度を一定時間、一定温度保持することが可能であり、第１燃焼炉１４を経た燃焼物中の残留有機分、特に残カーボンを第２燃焼炉３２で炭酸カルシウムの分解をきたすことなく未燃分を限りなくゼロに近づけることができ、低いワイヤー摩耗度で、高白色度の再生粒子を得ることができる。
【００９７】
第２燃焼炉３２においては、酸素濃度が好ましくは５％〜２０％、より好ましくは１０％〜２０％、最も好ましくは、１０％〜１５％となるように設定される。酸素濃度は、第２焼成炉（外熱キルン炉）３２に適宜の手段により酸素または空気投入量のコントロールによって行うことができる（具体的な実施形態の図示は省略してある）。第２燃焼炉３２内の酸素濃度が、５％未満では、燃焼困難な残カーボンの燃焼が進まない問題を生じる。温度としては、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。
【００９８】
第２燃焼炉３２は、先に述べたように、第１燃焼炉１４で燃焼しきれなかった残留有機物、特に残カーボンを燃焼させる必要があるため、第１燃焼炉１４よりも高温で燃焼させることが好ましく、燃焼温度が５５０℃未満では、十分に残留有機物の燃焼を図ることが困難であり、燃焼温度が７８０℃を超える場合は、燃焼物中の炭酸カルシウムの酸化が進行し、粒子が硬くなる問題が生じる。
【００９９】
また、滞留時間は好ましくは６０分〜２４０分、より好ましくは９０分〜１５０分、最も好ましくは１２０分〜１５０分である。特に残カーボンの燃焼は炭酸カルシウムの分解をできる限り生じさせない高温で、緩慢に燃焼させる必要があり、滞留時間が６０分未満では、残カーボンの燃焼には短時間で不十分であり、２４０分を超えると、炭酸カルシウムが分解する問題が生じる。
【０１００】
さらに、燃焼物の安定生産を行うにおいて滞留時間を６０分以上、過燃焼の防止、生産の確保のため２４０分以下で燃焼させることが好適である。
【０１０１】
この第２燃焼炉３２から排出される燃焼物の平均粒子径としては、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ以下、最も好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍに調整されるとよい。
【０１０２】
燃焼が終了した再生粒子は好適には凝集体（再生粒子凝集体）であり、冷却機３４により冷却された後、振動篩機などの粒径選別機３６により目的の粒子径のものが燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【０１０３】
なお、脱墨フロスを原料１０として用いた場合を例示したが、脱墨フロスを主原料に、抄紙工程における製紙スラッジ等の他製紙スラッジを適宜混入させたものの燃焼品であってもよい。
【０１０４】
〔粉砕工程〕
本実施形態に基づく再生粒子の製造方法においては、必要に応じ、さらに公知の分散・粉砕工程を設け、適宜必要な粒子径に微細粒化することで塗工用の顔料、内添用の填料として使用できる。
【０１０５】
一例では、燃焼後に得られた粒子は、ジェットミルや高速回転式ミル等の乾式粉砕機、あるいは、アトライター、サンドグラインダー、ボールミル等の湿式粉砕機を用いて粉砕する。填料、顔料用途等への最適な粒子径については、本実施形態の再生粒子は、平均粒子径２〜５μｍであるのが好ましい。
【０１０６】
これは、従来の炭酸カルシウムよりも平均粒子径が大きいため、嵩高効果が向上するためと考えられる。タルクやクレーは再生填料より平均粒子径が大きく、嵩高効果が期待できるが、酸性抄紙となるために黄変化しやすくなり、実用的ではない。
【０１０７】
粉砕工程後における再生粒子の粒子径は、粒径分布測定装置（レーザー方式のマイクロトラック粒径分析計：日機装株式会社製）により体積平均粒子径を測定した。
【０１０８】
〔付帯工程〕
本製造設備において、より品質の安定化を求めるためには、再生粒子の粒子径を、各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大や微小粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。
【０１０９】
また、乾燥工程の前段階において、脱水処理を行った脱墨フロスを造粒することが好ましく、さらには、造粒物の粒子径を均一に揃えるための分級を行うことがより好ましく、粗大や微小の造粒粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。造粒においては、公知の造粒設備を使用でき、回転式、攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。
【０１１０】
本製造方法の原料１０としては、再生粒子の原料となり得るもの以外は予め除去しておくことが好ましく、例えば古紙パルプ製造工程の脱墨工程に至る前段階のパルパーやスクリーン、クリーナー等で砂、プラスチック異物、金属等を除去することが、除去効率の面で好ましい。特に鉄分の混入は、鉄分が酸化により微粒子の白色度低下の起因物質になるため、鉄分の混入を避け、選択的に取り除くことが推奨され、各工程を鉄以外の素材で設計またはライニングし、摩滅等により鉄分が系内に混入することを防止するとともに、さらに、乾燥・分級設備内等に磁石等の高磁性体を設置し選択的に鉄分を除去することが好ましい。
【０１１１】
さらに、本実施形態に基づく再生粒子の製造方法による再生粒子は、Ｘ線マイクロアナライザーによる微細粒子の元素分析において、カルシウム、シリカ及びアルミニウムの比率が酸化物換算で好ましくは３０〜８２：９〜３５：９〜３５、より好ましくは、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合、最も好ましくは、６０〜８２：９〜２０：９〜２０である。
【０１１２】
カルシウム、シリカ及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含ませることで、比重が軽く、過度の水溶液吸収が抑えられるため、脱水工程のおける脱水性が良好であり、乾燥・燃焼工程における未燃物の割合や、燃焼工程における焼結による過度の硬さを生じる恐れを低減できる。
【０１１３】
本実施形態の割合に調整するための方法としては、脱墨フロスにおける原料構成を調整することが本筋ではあるが、乾燥・燃焼工程、燃焼工程において、出所が明確な塗工フロスや調成工程フロスをスプレー等で工程内に含有させる手段や、焼却炉スクラバー石灰を含有させる手段にて調整することも可能である。
【０１１４】
例えば、脱墨フロスを主原料に、再生粒子中のカルシウムの調整には、中性抄紙系の排水スラッジや、塗工紙製造工程の排水スラッジを用い、シリカの調整には、不透明度向上剤としてホワイトカーボンが多量添加されている新聞用紙製造系の排水スラッジを、アルミニウムの調整には酸性抄紙系等の硫酸バンドの使用がある抄紙系の排水スラッジや、クレーの使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを用いることができる。
【０１１５】
また、本製造方法で得られる再生粒子は、示差熱熱質量同時測定装置による示差熱分析において、７００℃近傍で生じる炭酸カルシウムの分解（酸化カルシウムへの変化）における減量（率）が５０％以上となるように、本実施形態に基づいて脱墨フロスを燃焼制御することで、より正確にカルシウム成分の酸化の進行を抑制し、粒子が硬くなることを防止することができるので好ましい。
【０１１６】
〔第２燃焼炉（外熱キルン炉）のリフターについて〕
先に採用理由と共に述べたように、第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２内の内壁に、その一端側から他端側に向けて、螺旋状リフター及び／又は軸心と平行な平行リフターを配設することで、原料１０の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
【０１１７】
この第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２には、図２（ａ）にその内部構造を、図２（ｂ）にその内面の展開図で示すような公知の回転式燃焼装置が好適に用いられる。
【０１１８】
すなわち、この第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２は、回転駆動手段（図示せず）にて回転駆動可能に構成されるとともに、一端部に投入部３２ａが、他端部に排出部（図示せず）が設けられ、他端には筒状本体３２ｂ内に燃焼ガスを導入する燃焼バーナー（図示せず）が配設されている。筒状本体３２ｂの投入部３２ａ側における耐火壁３２ｃの内面には、筒状本体３２ｂの軸心に対して４５°〜７０°の傾斜角で傾斜した複数条の螺旋状リフター３２ｄがブラケット３２ｅを介して等間隔に突設されており、この他端側には、筒状本体３２ｂの軸心に対して平行な適当な長さの平行リフター３２ｆが周方向に等間隔置きに複数、軸心方向に複数列ブラケット３２ｇを介して突設されている。
【０１１９】
なお、耐火壁３２ｃは、耐火キャスタブルあるいは耐火レンガで構成することが好ましく、また、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆを、例えば耐熱性を有するステンレス鋼板などの金属製とすることにより、比較的温度が低いので高価な耐熱材料を用いなくても十分に耐久性と強度を確保できるとともに、耐火物製のリフターなどに比して伝熱効率が高いので、一層熱効率を向上することができる。特に、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆとは、上記のとおり、被燃焼物の投入部３２ａ側から排出側に向けてこの順で配設するのが望ましい。
【０１２０】
上記のとおり構成されたこの第２次燃焼炉（外熱キルン炉）３２によれば、投入部３２ａ側から投入された内容物が、まず螺旋状リフター３２ｄにて他端側に向けて適正量ずつ送り込まれながら持ち上げられて落下する間に、原料１０に起因する有機成分がガス化し発生する燃焼ガス（可燃焼ガス）と効率的に接触し、さらに引き続いて平行リフター３２ｆにて持ち上げられて落下する動作を繰り返すことで燃焼ガス（可燃焼ガス）と効率的に接触するため、熱交換効率よく内容物を燃焼させることができる。特に、螺旋状リフター３２ｄにて平行リフター３２ｆに送り込まれる内容物の量がコントロールされることで、平行リフター３２ｆ部分における内容物の持ち上げ・落下が適正に行われ、内容物の燃焼を均一かつ効率的に行うことができる。また、耐火物の損傷の恐れがないことから、焼成物の純度の低下がなく、その生産能力も向上できる。
【０１２１】
なお、上記の実施形態では、螺旋状リフター３２ｄと平行リフター３２ｆとを並設したが、必要に応じ、いずれか一方のみを設けることでもよい。
【０１２２】
以上のようにして得られた再生粒子は白色度が好ましくは７５〜８５％、さらに好ましくは８０〜８５％と高く、白色度の変動が少ない。また、以上に記載の製造方法によって得られた再生粒子を本件製袋用包装用紙に用いると、従来公知の再生粒子および市販填料である炭酸カルシウムを用いた場合と比較して、紙力低下が少なく、嵩高であり、製袋用のクラフト紙として使用できる包装用紙を得ることができる。
【０１２３】
なお、本発明に係る製造方法によって得られた再生粒子は、平均粒子径が従来既知の炭酸カルシウムの平均粒子径（０．３〜２．０μｍ）より大きく、再生粒子が繊維間に定着することで嵩高効果が向上し、また、再生粒子中のアルミニウムがカチオン性であるために繊維への定着性が強く、嵩高効果及び表面強度が向上し、その結果、紙力低下の少ない包装用紙を提供することができる。
【０１２４】
再生粒子から持ち込まれる無機物を合わせた全無機物の内、酸化アルミニウムの含有率は、好ましくは１０〜３５質量％、より好ましくは１５〜２５質量％とすることが、本発明のクラフト紙において望ましい。アルミニウムの含有量が１０％未満の場合、定着性の向上が少なくなる。一方でアルミニウムの含有率が３５％を超えると、カチオン性が強くなりすぎて抄紙薬品と反応し、凝集物が発生したり、ピッチなどの黒色異物が発生したりすることがあるため、望ましくない。
【０１２５】
本実施形態においては、上記のように再生粒子を単独で使用することもできるし、かかる再生粒子と内添用填料として、通常使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、二酸化チタン、合成シリカ、水酸化アルミニウム等の無機填料、ポリスチレン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の合成高分子微粒子等から選ばれる少なくとも１種の填料を併用することもできる。もちろん、これらの２種以上と併用することもできる。
【０１２６】
再生粒子の含有量としては、ＪＩＳ−Ｐ８２５１（２００３）に準じて測定した本クラフト紙の灰分率が０．４〜３．０質量％、好ましくは０．５〜３．０質量％、より好ましくは０．５〜１．８質量％となるように含有させることが望ましい。灰分率が３．０質量％を超えると本発明の目的である嵩高で製袋用途として加工適性、強度の優れた製袋用包装用紙を得ることが難しくなる。また、灰分率が０．５質量％未満となると、白色度が低下し、また加工適性が低下するおそれがある。
【０１２７】
内添サイズ剤としては、例えば酸性抄紙用ロジンサイズ剤、中性抄紙用変性ロジンサイズ剤、アルケニルコハク酸系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ワックス系サイズ剤、スチレン樹脂系サイズ剤、オレフィン樹脂系サイズ剤、スチレン−アクリル樹脂系サイズ剤、高級脂肪酸系サイズ剤、カチオンポリマー型サイズ剤、酸化澱粉等があげられる。
【０１２８】
なお本実施形態に係るクラフト紙を、例えば特にオフセット印刷に適用する場合、かかるオフセット印刷にて湿し水が用いられることから、本発明のクラフト紙に適宜、サイズ性（吸水抵抗性）を付与することが好ましい。かかるサイズ性を良好に保持することにより、湿し水転移量の上昇、紙伸び、ウェット着肉不良、色ずれ等の恐れをより充分に抑えることができる。
【０１２９】
サイズ性をコントロールするには、上記のごとき内添サイズ剤を原料パルプスラリーに添加し、抄紙と同時に本発明のクラフト紙の内部に内添サイズ剤を含有させるか、又は抄紙後、２本ロールサイズプレス、ゲートロールコーター等の塗工機を用い、表面サイズ剤を本発明のクラフト紙表面に塗工するか、少なくとも、いずれか一方を行うことが好ましい。なお該表面サイズ剤としては、例えば内添サイズ剤として例示したものを用いることが可能である。
【０１３０】
例えば上記内添サイズ剤を用いる場合、得られる本発明の包装紙に充分なサイズ性を付与し、耐湿し水性をより向上させるには、原料パルプ１００質量部に対して０．１質量部以上、さらには０．３質量部以上を配合することが好ましく、本発明の包装紙表面でのインクの吸収乾燥性が低下せず、印刷操業性が悪化する恐れがないようにするには、原料パルプ１００質量部に対して１質量部以下、さらには０．８質量部以下とすることが好ましい。
【０１３１】
また、例えば上記表面サイズ剤を用いる場合、得られる本発明の包装紙に充分なサイズ性を付与し、耐湿し水性をより向上させるには、本発明の包装紙への塗工量を片面あたりで０．０４ｇ／ｍ２以上、さらには０．０６ｇ／ｍ２以上とすることが好ましく、本発明の包装紙表面でのインクの吸収乾燥性が低下せず、印刷操業性が悪化する恐れがないようにするには、印刷用紙への塗工量を片面あたりで０．２０ｇ／ｍ２以下、さらには０．１８ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。
【０１３２】
本実施形態に係る本発明のクラフト紙の、ＪＩＳ−Ｐ８１１８に記載の「厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定した密度は０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３であるが、かかる密度は印刷適性と相俟って必要であり、密度が上記範囲外となると印刷適正が低下する。ＪＩＳ−Ｐ８１４３に記載の「紙のクラークこわさ試験機によるこわさ試験方法」に準拠して測定した剛度（縦）は、良好な印刷作業性や手触り感を付与し、また充分な印刷適性を維持するという点から、７０〜１８０ｃｍ３／１００程度であることが好ましい。
【０１３３】
このように、本実施形態に係るクラフト紙は、軽量で嵩高であるにもかかわらず強度が強く、かつ加工性及び印刷適性に優れたものである。
【実施例１】
【０１３４】
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１３５】
（実施例１）
離解後の離解パルプフリーネスがＣＳＦ５５０ｃｃになるように調整された針葉樹未晒クラフトパルプのパルプスラリーに、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を主成分とした薬品を固形分として１．６質量％、硫酸アルミニウム（硫酸バンド、昭和化学工業（株）社製）を固形分で０．２８質量％、中性ロジンサイズ剤（品番：ＮＳ７４、ハリマ化成（株）製）を固形分で０．１質量％、及び紙力増強剤（品番：アミロファックスＴＳ２６００、ＡＶＥＢＥｂ．a．社製）を固形分で０．５質量％内添し、さらに表２に示す填料を添加した後、ワイヤーパート、プレスパート、プレドライヤーパート、サイズパート、アフタードライヤーパート、カレンダーパート、リールパート及びワインダーパートを含む製紙システムを用いて抄紙した。
【０１３６】
得られた紙の両面に、ゲートロールコーターにて、片面当り、サイズ剤（品番：ＳＥ２０６４、星光ＰＭＣ（株）社製）を０．１５ｇ／ｍ２、酸化澱粉（品番：ＭＳ３８００、日本食品加工（株）社製）を固形分で０．８ｇ／ｍ２になるよう塗布して実施例１のクラフト紙を得た。
【０１３７】
フリーネスや繊維長、ルンケル比については、市販の離解機、叩解機等を用いて調整した。灰分率は再生粒子の添加量を変更することで調整した。
【０１３８】
（実施例２〜４９）
各パルプ、添加剤等を表１中に記載の条件とした以外は実施例１と同様にして実施例２〜４９のクラフト紙を得た。
【０１３９】
なお、表１のエステル等種類においては、以下のものを使用した（括弧内の数値はＨＬＢ値）。
Ａ：プロピレングリコールセスキルパルミテート（２．４）、
Ｂ：ソルビトールトリラウレート（３．１）、
Ｃ：ステアリン酸モノグリセライド（３．８）、
Ｄ：ジグリセリンモノミリステート（５．９）、
Ｅ：ソルビタンモノミリステート（７．６）、
Ｆ：サッカロースモノオレエート（１０．８）、
Ｇ：ソルビタンモノラウレートＥＯ平均６モル付加物（１３．３）
Ｈ：水溶性ウレタン樹脂系嵩高剤（非エステル化合物）
Ｉ：脂肪酸ポリアミドアミン系嵩高剤（非エステル化合物）
【０１４０】
また、各実施例で水溶性樹脂としては以下のものを使用した
タピオカ澱粉：ＳＢ ＧＵＭ−ＥＶＯＳＢガム、三晶株式会社
ＰＶＡ：ＪＦ−０４、日本酢ビポバール株式会社性
ＰＡＭ：ハリコートＧ−５１、ハリマ化成株式会社
コーンスターチ：ＣＨＡＲＧＥＭＡＳＴＥＲ Ｒ４６２チャージマスター、三晶株式会社
馬鈴薯澱粉：マーメイドＭ−３５０Ｂ、三晶株式会社
ラテックス：ナルスターＳＲ−１０３、日本エイアンドエル株式会社
【０１４１】
なお内添した填料は、原料として脱墨フロス（古紙パルプを製造する古紙処理工程より得られた脱墨フロス）を用い、表２に示す条件にて脱水工程、第１燃焼工程（乾燥・燃焼工程）第２燃焼工程を経て、湿式粉砕処理を施して填料としての再生粒子を得た。
【０１４２】
（比較例）
比較例として、表１に示す条件にて比較例１、２に係るクラフト紙を得た。表に示されない他の条件は実施例と同様のものである。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
評価結果を表３に示す。なお、測定方法は、以下のとおりである。
【０１４６】
（カッパー価）
ＪＩＳ−Ｐ８２１１（１９９８）「パルプ−カッパー価試験方法」に準拠して、測定した。
【０１４７】
（明度）
分光白色光度計「ＳＣ−１０ＷＴ」（スガ試験機株式会社製）で測定したＬ（明度）の値
【０１４８】
（フリーネス）
ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）「パルプ−離解方法」に準拠した方法で離解した離解パルプのフリーネスをＪＩＳ−Ｐ８１２１（１９９５）「パルプのろ水度試験方法」に記載の方法に準拠してカナダ標準ろ水度試験器で測定した離解パルプのフリーネス値。
【０１４９】
（重量平均繊維長）
得られた試験紙を、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、Ｊ．ＴＡＰＰＩ ＮＯ．５２に準拠し、カヤニオートメーション社製繊維長測定器ファイバーラボにて測定した重量平均繊維長の値。
【０１５０】
（平均ルンケル比）
得られた試験紙を、ＪＩＳ−Ｐ８２２０（１９９８）に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、カヤニオートメーション社製繊維長測定機ファイバーラボにて測定し、繊維内径、繊維外径から算出した。
【０１５１】
（密度）
ＪＩＳ−Ｐ８１１８（１９９８）に準拠して測定した。
【０１５２】
（比引張強さ）
ＪＩＳ−Ｐ８１１３に準拠して測定した。
【０１５３】
（比引裂強さ）
ＪＩＳ−Ｐ８１１６に準拠して測定した。
【０１５４】
（製袋適性＜紙のコシ＞）
自動製袋機（型番：１３６Ｔ＋５０４ＴＨ、ニューロング工業（株）製）を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して加工速度の状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎：加工状態が全体的に均一で、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
○：加工状態がやや劣るものの、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
△：加工状態が低下する傾向が見られるため従来の未晒クラフト紙と比べ、加工速度を低下させる必要がある。糊付け部分に波打ちが認められる。
×：加工状態が均一でなく、加工速度を大幅に落としても改善が見られない。
【０１５５】
（製袋適性＜角割れ＞）
前述の自動製袋機を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して、角底袋の折り部での角割れの状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙以下。
○：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等。
△：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等だが１袋に複数箇所角割れが見られる場合、又は角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍未満で１袋の程度が軽い場合。
×：加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍以上
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
表３に示された結果から、実施例１〜４９のクラフト紙は、密度、比引っ張り強さ、比引裂度のいずれも特定の値を満足するもので、嵩高さ、強度及び製袋適正を備えたものであることがわかる。
【符号の説明】
【０１５８】
１０ 原料
１２ 貯槽
１４ 第１燃焼炉
１５ 装入機
１６ 排ガスチャンバー
１８ 排出チャンバー
２０ 熱風発生炉
２０Ａ バーナー
２２ 再燃焼室
２４ 予冷器
２６ 熱交換器
２８ 誘引ファン
３０ 煙突
３２ 第２燃焼炉
３４ 冷却機
３６ 粒径選別機
３８ 燃焼品サイロ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下で、密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙。
【請求項２】
上記エステル化合物のＨＬＢ値が３以上１１以下である請求項１に記載のクラフト紙。
【請求項３】
上記クラフトパルプの重量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、平均ルンケル比が０．９以上１．１以下である請求項１又は請求項２に記載のクラフト紙。
【請求項４】
上記クラフトパルプのカッパー価が５０以上７０以下であり、明度が５４以上６０以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のクラフト紙。
【請求項５】
填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスから得られる白色度が７５％以上８５％以下の再生粒子を含有し、
灰分率が０．５質量％以上３質量％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクラフト紙。
【請求項１】
針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
フリーネスが５５０ｃｃＣＳＦ以上７００ｃｃＣＳＦ以下で、密度が０．４ｇ／ｍ３以上０．６ｇ／ｍ３以下であることを特徴とするクラフト紙。
【請求項２】
上記エステル化合物のＨＬＢ値が３以上１１以下である請求項１に記載のクラフト紙。
【請求項３】
上記クラフトパルプの重量平均繊維長が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、平均ルンケル比が０．９以上１．１以下である請求項１又は請求項２に記載のクラフト紙。
【請求項４】
上記クラフトパルプのカッパー価が５０以上７０以下であり、明度が５４以上６０以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のクラフト紙。
【請求項５】
填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスから得られる白色度が７５％以上８５％以下の再生粒子を含有し、
灰分率が０．５質量％以上３質量％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクラフト紙。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２２９５６４（Ｐ２０１０−２２９５６４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５０４７（Ｐ２００９−７５０４７）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（３９００２９１４８）大王製紙株式会社 (2,041)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（３９００２９１４８）大王製紙株式会社 (2,041)
【Ｆターム（参考）】
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