再生粒子内添紙
【課題】紙の摩擦抵抗が低く搬送性に優れ、電子写真記録やインクジェット記録適性にも優れ、しかも資源が有効に活用された再生粒子内添とする。
【解決手段】古紙の処理工程から排出される脱墨フロス１０を主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、前記燃焼工程が、第１燃焼炉１４と第１燃焼炉１４にて燃焼された脱墨フロス１０を再度燃焼する後の第２燃焼炉３２とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、前記第１燃焼炉１４において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている。
【解決手段】古紙の処理工程から排出される脱墨フロス１０を主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、前記燃焼工程が、第１燃焼炉１４と第１燃焼炉１４にて燃焼された脱墨フロス１０を再度燃焼する後の第２燃焼炉３２とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、前記第１燃焼炉１４において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を経て再生させた再生粒子からなる製紙用の填料を循環使用する、再生粒子内添紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護、資源保護、ゴミ減少の観点から、古紙を再生することに関心が強まっている。これら再生紙の原料となる古紙源としては、現在のところ主として新聞紙、雑誌、段ボール古紙等が使用されている。また最近では、オフィスから発生する廃事務用紙をビル全体で回収しようとする動きも見られ、古紙の再生は益々重要な技術になってきている。
【０００３】
一方、紙パルプ工場の各種工程から排出される製紙スラッジは、無機充填剤及び無機顔料粒子をかなりの割合で含み、これらの製紙スラッジは、回収され、流動床炉やストーカー炉などの焼却炉で製紙スラッジ中の有機物を燃焼して製紙スラッジの減容化を図るとともに、エネルギーとして回収されている。
【０００４】
しかしながら、製紙スラッジには、多量の無機物が含有されているため、燃焼しても多量の焼却灰（無機物）が残り、減容化にも限度がある。そこで、この焼却灰をセメント原料の助剤として活用することや、土壌改良材として活用すること等の努力もなされている。しかし、これらセメント原料の助剤や、土壌改良材としての焼却灰の使用量はわずかなものであり、結局、大部分の焼却灰は埋立て処分されているのが実情である。
【０００５】
そこで、焼却によって熱エネルギーとして回収するだけでなく、製紙スラッジ中の無機物を製紙用填料、顔料、プラスチック用充填剤等として再利用することは、製紙業界において古紙利用率の向上とともに環境問題に関わる重要な改善課題である。
【０００６】
しかしながら、製紙スラッジの焼却灰には燃焼されずに残った有機物がカーボンとして含まれるため白色度が低く、更には燃焼により無機物の焼結が進み、硬質化や粒子径が不揃いで大きくなっており、そのままの状態では製紙用の填料や塗工用顔料として使用するのに適さない。
【０００７】
そこで、特許文献１には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、前記主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を経て得られた、再生粒子であって、前記再生粒子の表面に、さらにシリカを析出させて得られた、特定の組成とするシリカ被覆再生粒子を、紙灰分として４〜１０質量％内添した再生粒子内添紙が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１において用いられる再生粒子は、第１燃焼炉における燃焼温度範囲が５１０〜７５０℃の範囲で行う方法によるものであり、得られた再生粒子中には硬質化された再生粒子が混在しており、粉砕工程で例えば湿式粉砕における粉砕手法を試みても、粉砕時間がかかり、得られた再生粒子の粒度分布がブロードな物になり、摩擦抵抗を引き上げる極大な粒径の再生粒子が混在する場合が生じ、電子写真方式などの複写機内で重送等の搬送性の問題や感光ドラムを汚損する懸念が生じるとともに、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下の原因となっている。
【０００９】
特許文献２では、パルプと填料を主構成原料とし、パルプが古紙パルプ５０〜１００質量％で、少なくとも填料をパルプに内添し、填料が古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料として脱水、乾燥、燃焼、粉砕し、粉砕後に凝集させずに得られる粒子からの再生粒子が少なくとも内添填料として用いられ、紙中に紙灰分として４〜３５質量％含まれ、白紙不透明度が９１〜９５％、熱水抽出ｐＨが６．０〜９．５であり、再生粒子がＣａ、Ｓｉ及びＡｌを含有し、再生粒子の構成成分が、元素分析によりＣａ、Ｓｉ及びＡｌを酸化物換算で４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合で含有し、Ｃａ、Ｓｉ及びＡｌの合計含有割合が再生粒子の構成成分中の９３質量％以上である再生粒子内添紙が提案されている。
【００１０】
しかしながら、この特許文献記載の再生粒子内添紙は、特許文献１と同様に、用いられる再生粒子内添紙の燃焼温度が本願実施例表１から明らかなように、５５０〜７００度の範囲で行う方法によるものであり、特許文献１と同様の問題が生じる。
【００１１】
特許文献３では、古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、この主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経ることにより得られ、前記燃焼工程で凝集させ、粒子中にカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの３成分を含有する再生粒子が、内添用填料とされ、アニオン性凝集剤の存在下で抄紙された再生粒子内添紙が開示されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献３において開示されている再生粒子も、先の特許文献１〜２と同様に、１次燃焼を５１０〜７５０℃の高温で行なう方法により得られた再生粒子を用いた再生粒子内添紙であり、先の特許文献１〜２と同様の問題が生じる。また、特許文献３においては、アニオン性凝集剤を用いて凝集させた再生粒子を内添させた用紙が提案されているが、硬質化された再生粒子や内在する極大な粒径の再生粒子による摩擦係数の更なる増大や、粉落ちの問題を顕在化させる恐れが高く、特許文献３においても更なる改善が求められる。
【００１３】
特許文献４では、製紙スラッジを成形し、次いで焼却し、この焼却により得た焼却灰を粉砕することによって、白色顔料を得る方法が開示されている。特許文献４の方法によると、予め所定の大きさに成形することで均質な燃焼を進め、安定した品質の再生粒子を得る効果は期待できるものの、特許文献４において開示されている再生粒子も、先の特許文献１〜３と同様に、燃焼を５００〜１０００℃の高温で、且つ１段の燃焼手段で行なう方法により得られた再生粒子を用いた再生粒子内添紙であり、得られた紙は先の特許文献１〜３と同様に、硬質化された再生粒子が混在しており、湿式粉砕における粉砕手法を試みても、粉砕時間がかかり、得られた再生粒子の粒度分布がブロードな物になり、極大な粒径の再生粒子が混在する場合が有り、摩擦係数が高くなる問題を有し、電子写真方式などの複写機内で重送等の搬送性の問題や感光ドラムを汚損する懸念が生じるとともに、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下の原因となっている。
【００１４】
先行する特許文献１〜４に記載の製紙スラッジや脱墨フロスを原料とし、高温で燃焼することを基本とする燃焼方法により得られた再生粒子の最も大きな問題点は、高温燃焼により硬質物質を生じていること、高温燃焼で得られた再生粒子は硬く、湿式粉砕などの手段を用いて粒度の調整を行なっても、なだらかな粒度勾配をもつため、得られる紙は、摩擦抵抗が大きく、例えば電子写真記録用紙に用いた場合に搬送不良や感光ドラム等の装置の毀損を生じ易く、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下が生じ易い紙になる。
【００１５】
すなわち、再生粒子を填料として用いても、摩擦係数が低く、例えば電子写真記録適性、インクジェット記録適性を満足する紙が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１４６３５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１８６８００号公報
【特許文献３】特開２００８−１６３５１５号公報
【特許文献４】特開２００２−１６７５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記背景技術に鑑みてなされたものであり、紙の摩擦抵抗が低く搬送性に優れ、電子写真記録やインクジェット記録適性にも優れ、しかも資源が有効に活用された再生粒子内添の紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、
前記燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、
前記第１燃焼炉において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている、
ことを特徴とする再生粒子内添紙。
【００１９】
〔請求項２記載の発明〕
前記再生粒子内添紙表面の、
静摩擦係数が０．４０〜０．６５、動摩擦係数が０．３５〜０．６０、ベック平滑度が２０〜５０秒である、
請求項１記載の再生粒子内添紙。
【００２０】
〔請求項３記載の発明〕
ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分が３〜２０％である、
請求項１又は請求項２記載の再生粒子内添紙。
【００２１】
〔請求項４記載の発明〕
前記脱水後の原料の水分率が３５％以上で、
前記第１燃焼炉は、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り、
この内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、当該内熱キルン炉内に３００℃以上５００℃未満の熱風が吹き込まれている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の再生粒子内添紙。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、紙の摩擦抵抗が低く搬送性に優れ、電子写真記録やインクジェット記録適性にも優れ、しかも資源が有効に活用された再生粒子内添の紙となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】製造設備の概要図である。
【図２】第２燃焼炉の概要図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内面の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の再生粒子を内添した紙として、摩擦抵抗が低く搬送性に優れる性質から、電子写真記録やインクジェット記録に供される紙を例に挙げ説明する。なお、本発明に係る再生粒子内添紙は、パルプと填料として再生粒子を主原料としており、まず、本発明に用いるパルプについて説明する。
【００２５】
パルプの種類には特に限定がないが、例えば、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙、オフィス古紙、液体容器古紙、乗車券古紙、クラフト古紙等の古紙パルプ；針葉樹材、広葉樹材からのバージンパルプ等があげられ、これらの中から１種以上を適宜選択して用いることができる。また木材のパルプ化法にも特に限定がなく、クラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）といった、蒸解液によって脱リグニンされる化学的パルプ化法によるパルプや、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナー砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）といった、機械的パルプ化法によるパルプ等を適宜用いることができる。これらのパルプと再生粒子を混合して、再生粒子内添紙を製造することができる。
【００２６】
本形態において、例えば前記古紙パルプ１００質量％からなるパルプを原料としても、バージンパルプを適宜配合しても、電子写真記録適性やインクジェット記録適性といった印刷適性及び搬送性に優れた記録用紙を得ることができるが、資源の有効活用と環境保護にも貢献することができ、低コスト化が達成されるという点から、古紙パルプを多く用いることが望ましい。
【００２７】
特に、古紙パルプを５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上配合したパルプに、後述する再生粒子を填料として内添した記録用紙の場合は、該再生粒子が本来持つ多孔質で、パルプ繊維との親和性が高いという事項に加え、得られた再生粒子中に高温燃焼により生じる硬質物質の含有が見られず、湿式粉砕においてシャープな粒度分布の再生粒子が得られ、過大な粒径の再生粒子が生じないことから、古紙パルプに由来した、嵩高になり難く、クッション性が低いという特性の改善効果を有し、クッション性を確保し、同一坪量で比較した際により高い嵩高性が発現されるとともに、硬質物質による摩擦抵抗が高くなる問題が改善され、電子写真記録やインクジェット記録への適応性に優れるとい利点がある。
【００２８】
前記パルプには、填料が内添される。本形態においては、該填料のうち、特定の再生粒子が内添填料として少なくとも内添されることが大きな特徴の１つである。該特定の再生粒子は、多孔性の凝集体で、均質な粒度分布を有し、原料パルプ繊維との親和性も高いことから、特に、トナー定着性の向上による優れた電子写真記録適性と、インク乾燥性の向上による優れたインクジェット記録適性とが同時に発現され、所謂マルチペーパーとしての特性を得る。
【００２９】
前記再生粒子は、古紙パルプ製造工程の脱墨処理工程において排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程及び粉砕工程に供し、該燃焼工程において燃焼凝集させたものであり、その粒子構成成分として、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを含有し、該カルシウム、ケイ素及びアルミニウムの質量割合（カルシウム：ケイ素：アルミニウム）が、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５であり、かつ該粒子構成成分中の、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムの合計含有割合が、酸化物換算で９０質量％以上のものである。
【００３０】
前記したように、本形態に用いられる再生粒子は、古紙パルプ製造工程の脱墨処理工程において排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程及び粉砕工程に供し、該燃焼工程において燃焼凝集させたものである。なおこれら４工程の他にも、後述するように、凝集工程、造粒工程、各工程間に設けられる分級工程等が設けられていてもよい。また該再生粒子の製造設備には、各種センサーを設け、被処理物や設備の状態、処理速度のコントロール等を行うことが望ましい。以下の具体的説明で示す移送流路、給送流路、排送流路、循環流路、返送流路等の各種流路は、例えば管、ダクト等で構成することができる。
【００３１】
以下に、古紙処理工程（古紙パルプの製造工程）から排出される脱墨フロスを原料とした、本形態に用いられる再生粒子の製造方法を例示する。該脱墨フロスは再生粒子の原料として最適な例であるが、該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併用することもできる。また、以下の方法は再生粒子の製造方法の一例であり、該方法のみに限定されるものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
本発明においては、主原料の温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理を行うことで、過燃焼を防止でき、原料（被燃焼物）中の有機成分を順次燃焼及び揮発させ、もって、製品の白色度が高く、かつムラがなく、硬質物質の発生も抑制できるなどの利点がもたらされる。
【００３４】
次に、本発明の位置付けについて説明する。
【００３５】
例えば、製紙用スラッジを燃焼する場合、（１）特開２００３−１１９６９５号公報記載の発明では、乾燥物を炉内の酸素濃度が０．１体積％以下となる実質的に酸素が存在しない貧酸素状態で、具体的には間接加熱炉（外熱燃焼炉）によって乾燥及び炭化処理する。次に炭化物に含まれる有機物由来の炭素を酸化させて脱炭素する、具体的には間接加熱炉によって白化処理する方法が提案されている。また、同発明は、後者の白化処理については内熱ロータリーキルン炉を使用することも教示している。
【００３６】
他方、本出願人は、（２）特開２００２−２７５７８５号として、炭化後に再燃焼のためにロータリーキルン炉を使用することも教示している。
【００３７】
さらに、本出願人は、（３）特許３８０８８５２号として、「原料スラッジとして脱墨スラッジを用い、これを乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥させた脱墨スラッジをサイクロン型燃焼炉の炉上部から炉内に供給し、旋回下降させつつ燃焼させ未燃分を含む一次燃焼物を得る一次燃焼工程と、前記サイクロン型燃焼炉に連通し、その下端からの未燃分を含む一次燃焼物を受けて、機械的な攪拌により酸素との接触を促進させながら、前記一次燃焼工程の燃焼熱を利用して所定の白色度となるまで燃焼させる二次燃焼工程とを含む、ことを特徴とする脱墨スラッジからの白色顔料または白色填料の製造方法。」を提案した。
【００３８】
また、（４）特開２００４−１７６２０８号においては、「塗工紙製造工程の排水処理汚泥」から填料を製造するに際し、成形汚泥を「一つのロータリーキルン炉内で乾燥、炭化、燃焼」を行うことを提案している。
【００３９】
上記（１）（２）及び（４）は、古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するものではなく、前述の製紙スラッジを主原料とするものである。そして、得られる再生粒子は、本発明のような、再生粒子「凝集体」とは異なるものと考えられる。
【００４０】
一方、（３）の方法によれば、本発明によって得られるものと同様な再生粒子を得ることができると思えた。同方法ではサイクロン式流動燃焼炉を使用し、乾燥物を燃焼し、次いで二次燃焼を行っている。しかしながら、サイクロン式流動燃焼炉自体の形式に由来するものと考えられるが、サイクロン式は数十〜数百ミクロンの原料と空気を旋回流として供給口から供給し、空気の旋回作用により空気と効果的に混合されながら燃焼させるため、原料に含有される微粒子が、排ガスとともに系外に排出され製品歩留りが低下する問題、主原料である脱墨フロスの燃焼時間（加熱時間）が短時間であることにより未燃焼分が生じやすい問題、最終的に得られる燃焼物の品質（特に形状）が一定でなく、燃焼物の白色度もバラツキが生じる場合があることが知見された。
【００４１】
そこで、本発明者等は、過剰燃焼させないで、品質の安定した再生粒子を得る手段について検討を重ね、燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉を有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、前記第１燃焼炉が、３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理を行うことで、品質の安定した再生粒子を製造できることを見出している。
【００４２】
更に好適な態様としては、脱水後の原料の乾燥と燃焼が一連で行われ、内熱による第１次燃焼炉における燃焼時間（滞留時間）が３０分を超え９０分以下、より好適には４０分〜８０分の、最適には５０分〜７０分、好ましくは本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱（直接加熱）キルン炉により、前記脱水後の原料の乾燥及び燃焼を行い、次に、第１燃焼炉から得られる燃焼物を再度燃焼する燃焼時間（滞留時間）が、６０分以上の、より好適には６０分〜２４０分、特には９０分〜１５０分、最適には１２０分〜１５０分の、外熱による第２燃焼炉を用い、好ましくは本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱（間接加熱）キルン炉、特に燃焼温度を容易に調整可能な外熱電気炉により、燃焼する方法を採用するものである。
【００４３】
また、後に図面と共に説明する実施の形態では、第１燃焼炉として内熱キルン炉、第２燃焼炉として外熱キルン炉を選択し詳説するが、これらのキルン炉としは公知の燃焼炉を使用できる。また、キルン炉に限定されることなく、流動床炉、ストーカー炉、サイクロン炉、半乾留・負圧燃焼式炉等、公知の装置を用いることができるが、本形態においては、先の第１燃焼炉を内熱で行い、後の第２燃焼炉を外熱で行う少なくとも２段階の燃焼炉であれば公知の燃焼炉を使用できる。さらに、この外熱第２燃焼炉としては重油等を熱源にした間接加熱方式の燃焼炉等の公知の燃焼方法、更には、外熱と内熱の併用による燃焼方法を採用することもできる。
【００４４】
第１燃焼炉として好適に用いることができる内熱キルン炉によれば、乾燥及び燃焼を一つの炉で行うことができ、供給口から排出口に至るまで、緩やかに安定的に乾燥及び燃焼が進行し、かつ燃焼物の微粉化が抑制される。また、第２燃焼炉として好適に用いることができる外熱キルン炉により燃焼すると、その端部から燃焼物を所定の滞留時間をもって、他端部の排出口から排出でき、さらに外熱により燃焼物に均一な熱が加わるので、燃焼が均一なものとなり、燃焼のバラツキを生じさせないものとなる。内熱による燃焼手段を併用することで前記燃焼のバラツキの更なる改善作用も認められる。さらに、キルン炉内壁の回転による摩擦によって燃焼物が緩やかに攪拌されるため、微粉化を生じにくい。その結果、最終的な燃焼物の品質及び形状が安定したものとなるのである。
【００４５】
従来の第１燃焼炉においては、原料中の微細繊維や塗工紙に多用される有機高分子であるラテックス、印刷により付与されたインキ成分等を効率よく燃焼させるために、水分率を３５％未満に脱水乾燥させ、高温で燃焼させる方法が先に述べた公知文献にも記載されているものの、本発明者等の知見では、第１燃焼炉においては３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃の従来に比して低温で加温操作することにより、原料中から、原料に含有される有機物が燃焼ガス化し、燃焼ガスを燃焼（酸化）させることが、得られる再生粒子の品質安定化、白色度向上に対する寄与が大きいことを見出している。
【００４６】
上記のとおり、乾燥、燃焼の工程を、好適には内熱キルン炉と外熱キルン炉にて、少なくとも２段階の燃焼炉により行うことで、均一で安定的な再生粒子が得られる。
【００４７】
好適な燃焼炉として用いられる内熱または外熱キルン炉は、内部耐火物を円周状でなく、六角形や八角形とすることで燃焼物を滑らすことなく持ち上げて攪拌することができるが、現実には、キルン炉として円筒形であり、燃焼物攪拌用のリフターを設けることが、原料の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる点で最適である。これは、第１燃焼炉において、本発明が低温でじっくり原料全体を燃焼することを意図することとも関係すると考えられる。
【００４８】
ここで、本発明者らが好適な再生粒子を得るに当り、最も注力した燃焼炉の選択について説明する。
【００４９】
従来から慣用的に用いられてきた燃焼炉は、ストーカー炉（固定床）、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉の４種に大別でき、本発明者らは、それぞれの焼却炉で再生粒子の製造の検討を重ねたところ、次記の事項が明らかとなった。
【００５０】
・ ストーカー炉（固定床）については、脱墨フロスの燃焼度合い調整が困難であり、燃焼物が不均一である上に、灰分の多い脱墨フロスの燃焼では火格子間のクリアランスから落塵を生じるため適さない。火格子を通し燃焼物の下に空気を吹上げ燃焼させるため、炭酸カルシウムなどが飛灰となり排ガスとともに排ガス設備へ送られるため、歩留の低下が問題となる。
【００５１】
・ 流動床炉については、炉内の流動媒体に珪砂のような粒子状の流動媒体を使用するため、珪砂が再生粒子へ混入し品質の低下を招く問題を有する。均一な攪拌ができない。硅砂を流動層混合して燃焼させた後、硅砂と燃焼物を分離し、硅砂は燃焼炉へ戻し燃焼物のみを取り出すが、燃焼物も硅砂と同程度の粒径が生じるため分離できない。硅砂と浮遊した状態で燃焼させているため、燃焼の度合い調整が困難であり、品質のばらつきが発生する。燃焼炉のストーカ（階段状）を、所定幅で、燃焼物が通過しながら燃焼するため灰の攪拌が不十分で幅方向で燃焼にバラツキが発生する。また、硬度の高い珪砂との摩擦、衝突により燃焼物が微粉化され飛灰となって系外へ排出され歩留りが低下する。
【００５２】
・ サイクロン炉については、炉内を一瞬で通過するため燃焼物中の固定炭素を十分に燃焼できず白色度の低下に繋がる、さらに、風送により細かい粒子はサイクロンで分離されず排ガスと一緒に排ガス処理工程に回るため歩留が低下する。
【００５３】
前記諸問題について鋭意検討を重ねた結果、燃焼炉としてはキルン炉にて燃焼させることが最も好適な燃焼手段として選択され、さらに以下の理由から、本発明において最適な実施の形態である、先の第１燃焼炉を内熱キルン、後の第２燃焼炉を外熱キルンとすることは次記の理由から好適であることを見出している。
【００５４】
外熱キルン炉は、キルン炉の外側に加熱設備を設けた構成となるため、キルン炉の構造が複雑になるとともに、燃焼物を間接的に乾燥、燃焼させるゆえに多量の熱源が必要になるため、本発明に係る、脱水後の水分率が高い原料の乾燥、燃焼処理に外熱キルン炉を先の第１燃焼炉として使用した場合には、乾燥・燃焼効率が低くなり、生産性が悪く、温度の制御が困難になるとともに多大なエネルギーコストを必要とし、費用対効果が極めて低くなる。
【００５５】
また、内熱キルン炉を２次燃焼炉の主たる燃焼手段に使用した場合には、残カーボンを燃焼するにおいて、炉内温度の調整に多量の希釈空気が必要であり、また、多量の空気を投入しないと燃焼熱を内熱キルン炉内に均一に伝えることが困難であり、さらに炉内温度の変動を抑えることが困難であるため、燃焼物の過燃焼や燃焼ムラが生じやすい問題を呈する。さらに、通常加熱に使用される重油バーナーからの重油燃焼残カーボンやイオウ酸化物等による汚染が発生し、製品段階で白色度の低下やバラツキが生じ、得られる燃焼物の品質の均一化が困難な問題が生じる。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
＜本発明の実施の形態＞
本形態の再生粒子の製造方法は、脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を有するが、更に脱墨フロスの凝集工程、造粒工程や、各工程間における分級工程等を設けてもよい。
再生粒子の製造設備フローの一部構成例（乾燥・燃焼工程及び燃焼工程を含む）を、図１に示した。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。
【００５８】
〔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、古紙中に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含まれていたとしても、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される。したがって、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等の、他の工程で発生する製紙スラッジと比べて、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。
【００５９】
ここに脱墨フロスとは、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。
【００６０】
〔脱水工程〕
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する。本形態における一例では、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。このスクリーンにおいて、水分率を９０％〜９７％に脱水した脱墨フロスは、脱水手段たる例えばスクリュープレスに送り、更に所定の水分率まで脱水するのが望ましい。脱水後の原料（脱墨フロス）は、３５％以上、好ましくは４０％以上９０％未満、より好ましくは４５％以上７０％以下、特に好ましくは５０％超６０％以下の高含水状態とすることが望ましい。
【００６１】
脱水後の原料の水分率が７０％を超えると、第１燃焼炉における乾燥・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、原料の燃焼ムラが生じやすくなり均一な燃焼を進めがたくなる。また、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る問題を有する。他方、脱水後の原料の水分率が３５％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反する。
【００６２】
以上のように、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が低下するおそれがある。
【００６３】
脱墨フロスの脱水工程は、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こともできる。
【００６４】
〔粉砕工程〕
脱水後の原料１０は、第１燃焼炉１４に供給する前に、粉砕機（又は解砕機）等により、平均粒子径４０ｍｍ以下、好ましくは平均粒子径３ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは平均粒子径５ｍｍ〜２０ｍｍに粒子径を揃えると好適であり、また、粒子径５０ｍｍ以下の割合が７０重量％以上となるように粒子径を揃えると好適である。脱墨フロスに含まれる炭酸カルシウムの熱変化を来たさない燃焼を図るため、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、他方、平均粒子径が４０ｍｍを超えると、原料芯部まで均一に燃焼を図るのが困難になる。
【００６５】
前記平均粒子径及び粒子径の割合は、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値である。なお、各燃焼工程における粒子径は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−２：２０００に基づき、１ｍｍ単位の孔径を有する金属製の板ふるいにて測定した値である。
【００６６】
〔第１燃焼工程〕（乾燥及び燃焼工程）
脱水、粉砕等を行った原料１０は、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、この内熱キルン炉１４の一方側から原料１０が装入機１５により装入される。この内熱キルン炉１４においては、熱風発生炉２０にて生成された熱風が、内熱キルン炉１４の排出口側から原料（脱水物）１０の流れと向流するように送り込まれる。内熱キルン炉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、熱風が内熱キルン炉１４の他方側から吹き込まれ、前記一方側から装入され、内熱キルン炉１４の回転に伴って前記他方側へ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。
【００６７】
このように本乾燥・燃焼工程においては、脱水物１０を、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉によって乾燥・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とを行うことができ、燃焼物の微粉化が抑制され、凝集体形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物１０の燃焼度合いの制御と、粒揃えとを、安定的に行うことができる。なお、乾燥を別工程に分割し、例えば、吹上げ式の乾燥機によって乾燥させることもできる。
【００６８】
ここで、内熱キルン炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度０．１％〜２０％であるのが好ましく、１％〜１７％であるのがより好ましく、７％〜１５％であるのが特に好ましい。この点、内熱キルン炉１４内の酸素濃度は、原料１０の燃焼（酸化）により酸素が消費されるため、燃焼の状況により変動が生じる。そして、酸素濃度が過度に低いと、十分な燃焼を図ることが困難になる。しかしながら、熱風発生炉２０等により、空気などの酸素を含有するガスを送風し、あるいは排気することで、酸素濃度の維持、調節が可能であり、また、酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、内熱キルン炉１４内の温度を細かく調節可能であり、原料１０をムラなく万遍に燃焼することができる。
【００６９】
第１燃焼炉１４の炉内温度は、３００℃以上５００℃未満、好ましくは４００℃以上５００℃未満、より好ましくは４００℃以上４５０℃未満が好適である。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、燃焼し難い残カーボンの生成を抑える目的から、燃焼温度３００℃以上５００℃未満の温度範囲で燃焼するのが好ましい。過度に温度が低いと、有機物の燃焼が不十分であり、他方、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って酸化カルシウムが生成し易くなる。また、炉内燃焼温度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脱水物１０の粒揃えが進行するよりも早くに乾燥・燃焼が局部的に進むため、粒子表面と粒子内部との未燃率の差を少なく均一にするのが困難になる。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。
【００７０】
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１０に配合され再利用される。排ガスは、再燃焼室２２でバーナー等により再燃焼され、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通され、誘引ファン２８によって煙突３０から排出される。
【００７１】
ここで、熱交換器２６は外気を昇温し、この昇温した外気は、熱風発生炉２０に送られ、内熱キルン炉１４に吹き込まれる。つまり、熱交換器２６は、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収する。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。
【００７２】
第１燃焼炉１４は、脱水物１０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、前記条件下で、３０分〜９０分の滞留（燃焼）時間で燃焼させるのが好ましい。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。他方、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、また、得られる再生粒子が極めて硬くなる。有機物の燃焼及び生産効率の面では、４０分〜８０分の滞留時間で燃焼させるのが好ましい。恒常的な品質を確保するためには、５０分〜７０分の滞留時間で燃焼させるのが好ましい。
【００７３】
また、本工程の乾燥及び燃焼は、後述する第２燃焼工程に供給する燃焼物の未燃率が、２〜２０質量％となるように行うのが好ましく、５〜１７質量％となるように行うのがより好ましく、７〜１２質量％となるように行うのが特に好ましい。未燃率が２〜２０質量％となるように乾燥及び燃焼を行うことで、第２燃焼工程における燃焼を短時間に効率よく行うことができるようになるとともに、第２燃焼工程における安定した加熱により、硬度が低く白色度が通常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ようになる。未燃率が２質量％未満となるように乾燥及び燃焼を行うと、第１燃焼炉１４におけるエネルギーコストが高いものになるとともに、燃焼物の硬度が高くなるおそれがあり、第２燃焼工程を経た燃焼物の白色度の低下等の品質低下を来たすおそれがある。
【００７４】
本形態においては第１燃焼工程の燃焼条件を前記条件とすることで、得られる再生粒子の摩擦抵抗低減が図れ、例えばマルチペーパーとして、電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものになり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【００７５】
〔第２燃焼工程〕（燃焼工程）
内熱キルン炉１４において乾燥及び燃焼した燃焼物は、移送流路等を通して、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を有する第２燃焼炉にあたる外熱キルン炉３２に装入する。
【００７６】
この外熱キルン炉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、燃焼物の燃焼炉内での搬送を制御し、緩慢に燃焼させることで、更に均一に未燃分を燃焼する。
【００７７】
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１０ｍｍ以下となるように調整するのが好ましく、平均粒子径１〜８ｍｍとなるように調整するのがより好ましく、平均粒子径１〜５ｍｍとなるように調整するのが特に好ましい。第２燃焼炉３２入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１０ｍｍ超では、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おそれがある。
【００７８】
また、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１〜８ｍｍの燃焼物が７０％以上となるように粒子径を調整しておくのが好ましい。このような調整は、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可能性に有益である。また、このように分級（粒径の調整）を乾燥・燃焼後に行うと、小粒径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。
【００７９】
外熱キルン炉３２の外熱源としては、外熱キルン炉３２内の温度コントロールが容易で、かつ長手方向の温度制御が容易な電気加熱方式の熱源が好適であり、したがって、電気ヒーターによる外熱キルン炉３２が好ましい。外熱源に電気を使用することにより、炉内の温度を細かく、かつ均一にコントロールすることができ、凝集体の形成、硬い・柔らかい等のさまざまな性質を有する燃焼物の燃焼度合いの制御と、粒揃えとを、安定的に行うことができる。また、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、一定温度に保持することができ、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来たすことなく限りなくゼロに近づけることができ、例えば重質炭酸カルシウムと比べて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。
【００８０】
外熱キルン炉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）を用いる等して、酸素濃度５％〜２０％、好ましくは１０％〜２０％、より好ましくは１０％〜１５％となるようにするのが望ましい。外熱キルン炉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おそれがある。
【００８１】
外熱キルン炉３２における燃焼温度は、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。第２燃焼炉３２では、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のが好ましく、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できないおそれがあり、燃焼温度が７８０℃を超えると、燃焼物中の炭酸カルシウムの酸化が進行し、粒子が硬くなるおそれがある。
【００８２】
外熱キルン炉３２における滞留（燃焼）時間は、好ましくは６０分以上、より好ましくは６０分〜２４０分、特に好ましくは９０分〜１５０分、最適には１２０分〜１５０分が、残カーボンを完全に燃焼させるに望ましい。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、他方、滞留時間が２４０分を超えると、炭酸カルシウムが分解するおそれがある。また、燃焼物の安定生産を行うにおいては、滞留時間を６０分以上、過燃焼防止、生産性確保のためには、滞留時間を２４０分以下とするのが好適である。
【００８３】
外熱キルン炉３２から排出される燃焼物の平均粒子径は、１０ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍに調整すると好適である。この調整は、例えば、外熱キルン炉の回転速度や外熱キルン炉内に設けるダム構造等により行うことができる。
【００８４】
第２燃焼工程を経た燃焼物は、好適には凝集体であり、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後、燃焼品サイロ３８に一時貯留され、再生粒子として顔料や填料等の用途先に仕向けられる。
【００８５】
なお、以上では、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の製紙スラッジを適宜混入させたものを原料とすることなどもできる。
【００８６】
以上のように、第１燃焼炉として、内部加熱燃焼炉を使用し、温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理が行なわれるため、更に好適には、前記第１燃焼炉は、前記第１燃焼炉が、本体が横置きで中心軸周りに回転するキルン炉であり、好適には、脱水後の原料の水分率が３５％以上、前記内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、３００℃以上で５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満の熱風を吹き込む燃焼手段をとり、前記第２燃焼工程の条件により第１燃焼工程を経た再生粒子を燃焼することで、第１燃焼炉における、低い摩擦抵抗性を有する再生粒子の品質維持が図れ、例えばマルチペーパーとして、電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものとなり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【００８７】
〔粉砕工程〕
本形態の再生粒子の製造方法においては、公知の分散・粉砕装置等を用いて、再生粒子を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好適に使用することができる。
【００８８】
一例では、燃焼後、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、本形態の再生粒子の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ〜１０．０μｍ、より好ましくは０．３μｍ〜５．０μｍ、特に好ましくは０．５μｍ〜２．０μｍである。
【００８９】
なお、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：日機装製）により測定した体積平均粒子径である。
【００９０】
〔シリカ析出工程〕
本形態において使用する再生粒子は、粉砕工程を経ることで、そのまま内添填料として使用することが可能であるが、更に再生粒子に対し、シリカを析出（定着）させることで、再生粒子としての機能をより高めることが可能である。
【００９１】
再生粒子にシリカを析出させる事例を以下に記述する。
シリカを析出させる好適な方策としては、再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散しスラリーを調製した後に加熱攪拌しながら、液温を７０〜１００℃、より好ましくは密閉容器内で所定の圧力に保持し酸を添加し、シリカゾルを生成させ、最終反応液のＰＨを８．０〜１１．０の範囲に調整することにより、再生粒子表面にシリカを析出させることができる。再生粒子表面に析出されるシリカは、珪酸ナトリウム（水ガラス）を原料として、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液と高温下で反応させ、加水分解反応と珪酸の重合化により得られる粒子径１０〜２０ｎｍのシリカゾル粒子である。
【００９２】
珪酸ナトリウム溶液に希硫酸などの酸を添加することにより生成する数ｎｍ程度のシリカゾル微粒子を再生粒子の多孔性を有する表面全体を被覆するように付着させ、シリカゾルの結晶成長にともない、無機微粒子表面上のシリカゾル微粒子と再生粒子に包含されるケイ素やカルシウム、アルミニウム間で結合が生じ、再生粒子表面にシリカを析出させる。
【００９３】
ケイ素のより好ましい調整には、再生粒子を硅酸アルカリ水溶液中に分散後、該分散液に鉱酸を添加してＰＨ７．０〜９．０の範囲に中和することで、再生粒子表面に硅酸由来のシリカを析出させることで調整可能である。
【００９４】
ここに使用する珪酸アルカリ溶液は特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液（３号水ガラス）が入手性の点で望ましい。珪酸アルカリ溶液の濃度は水溶液中の珪酸分（ＳｉＯ2換算）で３〜１０質量％が好適である。１０質量％を超えると、再生粒子に析出されるシリカは、シリカゾルの形態からホワイトカーボンになり、再生粒子の多孔性を阻害し、不透明性、吸油性の向上効果が低くなる。また、３質量％未満では再生粒子中のシリカ成分が低下するため、再生粒子表面へのシリカ析出が生じにくくなってしまう。
【００９５】
再生粒子表面にシリカを析出させたシリカ被覆再生粒子の場合には、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜６２：２９〜５５：９〜３５の質量割合とすることで、シリカ析出効果により、摩擦抵抗を引き上げる極大な粒径の再生粒子表面の被覆が行われ、過大な摩擦抵抗の発生を抑制でき、マルチペーパーとして、電子写真印刷における搬送性の改善とトナーの定着性向上、インクジェット記録におけるインクジェットインクの吸収乾燥性、不透明性を向上させることができる。
【００９６】
〔その他の工程〕
本形態において、再生粒子のいっそうの品質安定化を図るためには、被処理物の粒子径を、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。
【００９７】
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（脱水物）を造粒することが好ましく、更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るが、回転式、攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。
【００９８】
本形態の製造方法における原料としては、再生粒子の原料と成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、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。
【００９９】
本形態の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３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合であるのが好ましく、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合であるのがより好ましく、６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合であるのが特に好ましい。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。
【０１００】
カルシウム、シリカ及びアルミニウムの質量割合を調整する方法としては、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。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。
【０１０１】
また、本形態の再生粒子の製造方法による再生粒子は、示差熱熱重量同時測定装置（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製（型式 ＴＧ／ＤＴＡ６２００））を用い、測定条件を（１）昇温速度２５〜１０５０℃：２０℃／ｍｉｎ、（２）供給ガス：空気（酸素濃度約５ｖｏｌ％）、（３）供給ガス流量：約４８ｍｌ／ｍｉｎにて測定した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、被処理物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。
【０１０２】
（第２燃焼炉３２のリフター）
先に採用理由と共に述べたように、第２燃焼炉３２内の内壁には、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（被燃焼物）の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
【０１０３】
そして、特に被燃焼物の装入側から排出側に向けて、螺旋状リフターと、軸心と平行な平行リフターとをこの順で配設するのが望ましい。この構成によると、装入側から投入された被燃焼物が、まず螺旋状リフター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、被燃焼物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、引き続いて平行リフター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、熱交換効率よく被燃焼物を燃焼させることができる。特に、螺旋状リフターにて平行リフターに送り込まれる被燃焼物の量がコントロールされることで、平行リフター部分における被燃焼物の持ち上げ・落下が適正に行われ、被燃焼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、被燃焼物の純度の低下がなく、その生産能力も向上する。
【０１０４】
また、螺旋状リフター及び平行リフターを、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と、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。
【０１０５】
さらに、第２燃焼炉３２にリフターを設けることにより、硬質物質の少ない再生粒子の製造が可能になり、摩擦抵抗低減が図れ、マルチペーパーとして、例えば電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものになり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【０１０６】
上記の実施の形態例を図２によって説明すると、被燃焼物は、図２では、第２燃焼炉３２の左側から装入され、回転駆動手段（図示せず）にて回転駆動可能に構成され、他端側から排出される。
【０１０７】
第２燃焼炉３２は、円筒状の外筐３２Ａの内面に耐火キャスタブルや耐火レンガから成る耐火壁３２Ｂを内張りして構成されている。第２燃焼炉３２の耐火壁３２Ｂの内面には、投入（装入）側において、第２燃焼炉３２の軸心に対して４５ー〜７０ーの傾斜角で傾斜した複数条（図示例では８条）の螺旋状リフター４が等間隔に突設され、さらにこの螺旋条リフター４の配設領域の他端側に、第２燃焼炉３２の軸心と平行な適当長さの平行リフター５Ａが周方向に等間隔置き複数（図示例では８つ）かつ軸心方向に複数列（図示例では８列）千鳥状に配列して突設されている。
【０１０８】
また、平行リフター５Ａは、図示の右側に排出部に向かって連続的に形成されている（図示せず）。この場合、装入側では低温であるので、ステンレス鋼板などの耐熱性と耐腐食性のある金属板にて形成するのが望ましく、排出部側では相対的に高温となるので、排出側の平行リフター５Ａは耐火物製とすることができる。
【０１０９】
本実施形態では、螺旋状リフター４はその長手方向に適当間隔おきに配設した取付けブラケット６に固定されて配設されている。また、各平行リフター５Ａは、それぞれの取付けブラケット５Ｂに固定されて配設されている。なお、必要ならば、螺旋状リフターまたは平行リフターの一方のみを設けることでもよい。
【０１１０】
本形態において得られる再生粒子は、従来の再生粒子と異なり、第１燃焼炉として、内部加熱燃焼炉を使用し、温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理が行なわれ、更に好適には、前記第１燃焼炉は、前記第１燃焼炉が、本体が横置きで中心軸周りに回転するキルン炉であり、好適には、脱水後の原料の水分率が３５％以上、前記内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、３００℃以上で５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満の熱風を吹き込む燃焼手段をとるため、得られた再生粒子中に含まれる硬質物質が少なく、均等な品質を有するため、従来一般的に行われている乾式粉砕による大粒子の粉砕及び湿式粉砕による微粒子化といった操作に於いて、シャープな粒度分布を示す再生粒子を得ることが可能に成り、過大な再生粒子や過度に微粉砕された再生粒子の発生を抑制することが可能となる。
【０１１１】
このようにして得られた再生粒子は、高白色度で多孔質性を有し、硬質物質を含有しんないため柔軟であり、かつ、シャ−プな粒子径分布を有し、原料パルプ中にムラ無く均質に分散可能である。かくして得られる再生粒子は、湿式粉砕により極めて容易に体積平均粒子径Ｄを０．１〜１０．０μｍの範囲にて自由に制御可能であり（再生粒子の分散濃度と温度、時間による）、粒子径分布は粒子径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲の粒子が全体の６０重量％以上を占めるシャ−プなものとなる。
【０１１２】
本形態では粒子化条件の調整により粒子径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲の粒子が全体の６０重量％以上、好ましくは６２量％以上、さらに好ましくは６５％以上、またさらに好ましくは６８％以上のものを得ることができる。
【０１１３】
体積平均粒子径Ｄが５μｍ未満の場合、マルチペーパーとして電子写真記録に用いた場合、紙層中の緊度が比較的高くなり、搬送時の紙送りに支障が出やすく、トナー転写時のドットの抜けが目立つ問題が顕在化し易くなる。更に、インクジェット記録においては、内添される多孔質な再生粒子のため、インクジェットインクの吸収性が高くなり、インクジェットインク中の染料や顔料が溶媒と共に用紙中に含浸され、発色濃度や鮮明さが低下する恐れがある。
【０１１４】
体積平均粒子径Ｄが１５μｍを超えると、用紙表面に存在する比較的粒径の大きい再生粒子凝集剤の存在割合が多くなり、マルチペーパーとして電子写真記録に用いた場合、感光ドラムや搬送機器の毀損や、粉落ちの問題が生じやすくなる。更に、インクジェット記録においては、インクジェットインクのニジミや局部的なインクエットインクの吸収が生じ易くなり、記録における精細さが欠ける問題が生じる。
【０１１５】
更に、灰分粒子の６０体積％以上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲を外れると、粒子分布がブロードな状態に成るが故に、電子写真記録時の搬送時の紙送りや機器の毀損、粉落ち、インクジェット記録時の記録適性が低下する問題が生じる。
【０１１６】
本形態では、上記の如き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、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。再生粒子を含む填料の添加率が４０％を越えると、紙力が低下するため、内添紙中に紙灰分として再生粒子を４〜１０質量％、より好ましくは５〜９質量％含むことが好ましい。
【０１１７】
本発明において、得られる再生粒子内添紙中の、内添用填料として前記再生粒子を少なくとも含む填料の含有量は、ＪＩＳ Ｐ ８２５１「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」に記載の方法に準拠して測定した灰分で３％以上、さらには５％以上となるように調整することが好ましく、また２０％以下、さらには１８％以下となるように調整することが好ましい。
【０１１８】
特に、再生粒子を内添用填料中に５０質量％以上の割合で含有させることが、その効果を遺憾なく発揮させることができる点から好ましい。
【０１１９】
内添用填料中の再生粒子の割合は、前記ＪＩＳ Ｐ ８２５１「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」に記載の方法にて灰化した後では含有量が曖昧になるため、ＪＩＳ Ｐ ８２２０「パルプ−離解方法」に記載の方法に準拠して離解したパルプから篩い分けを行い繊維分を取り除き、残留無機粒子を凍結真空乾燥した後、Ｘ線マイクロアナライザー（型番：ＥＭＡＸ２７７０、（株）日立製作所／（株）堀場製作所製）の加速電圧を１５ｋＶ、倍率を５０倍とし、白黒ポロライドフィルム（ポラロイド社製、８．５ｃｍ×１０．８ｃｍ）にて、Ｘ線マイクロアナライザーディスプレーのＸ線像を撮影して、再生粒子由来のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの存在部分が重なって示される白色部分の面積と他の無機成分の面積との面分析を行うことで概算算出することができる。
【０１２０】
灰分の含有量が、３％未満であると、得られる用紙の不透明性が低下し、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録における記録情報の精細性が低下し、特にインクジェット記録においては記載情報が透けて見えやすい問題が生じる。２０％を超えると、電子写真記録における複写機内での搬送に伴って灰分が脱落し易くなり、ハイバックグランド（転写工程で感光体に付着した紙粉中の填料が現像部で現像剤に混入すると、トナーと填料が逆極性の場合、凝集体が形成され、この凝集体が非画線部に現像される現象）や、ディリーション（感光体の暗所での電気抵抗の低下により、正常な静電潜像が得られなくなる現象）が発生する恐れがあると共に、インクジェット記録においては、フェザリングが発生し易くなったり、抄紙機におけるカレンダー処理において、平滑化の効果が発現され難くなって再生粒子内添紙の不透明度が低下し、プリントスルーが発生する恐れがあるほか、トナー定着性の効果が充分に発現されない恐れがある。更に、紙粉が落ち易くなると共に抄紙が困難になったり、紙力が低下するほか、密度が高くなり、電子写真印刷機上での走行性が低下したり、所望のサイズ効果が発現され難くなる。
【０１２１】
また本発明の再生粒子内添紙においては、前記ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して測定した灰分中の、酸化マグネシウムの含有量は７．５質量％以下であることが好ましい。灰分中の酸化マグネシウムは、通常、そのほとんどがいわゆるタルク（Ｍｇ2ＳｉＯ3の含水物）由来の無機物質であり、古紙パルプを原料として使用する際に、市中回収古紙に紛れて処理されるチラシや上質紙に含まれるものである。
【０１２２】
該酸化マグネシウムは、マルチペーパーとしての使用において、電子写真記録においては、酸化マグネシウムの滑り易くする性質から電子写真記録装置内で搬送トラブルや重送を起こしたり、紙粉を発生させる原因物質であると考えられ、インクジェット記録においては、インクジェットインクの吸収乾燥性を阻害し、部分的なインクの滲みを発生させる問題を生じやすくなる。
【０１２３】
したがって、本発明の再生粒子中に含まれる硬質物質の含有量低減と共に、灰分中の酸化マグネシウムの含有量が、好ましくは７．５質量％以下、さらに好ましくは６質量％以下、特に好ましくは４質量％以下となるように調整することで、得られる再生粒子内添紙に、さらに優れたマルチペーパーとしての電子写真印刷適性及びインクジェット記録適性を同時に付与することができる。
【０１２４】
なお、灰分中の酸化マグネシウムの含有量は０質量％に近いほど好ましく、該酸化マグネシウムは、フローテーション処理等の脱墨処理での脱墨フロスの抜き出し量の加減や、比較的粒度が大きいことを利用した比重差による精選処理等で除去する方法が提案されているが、実際のところ実用的ではない。酸化マグネシウムが、多くは市中回収古紙に含まれるチラシや上質紙から混入されることを考慮すると、脱墨古紙の選別が、好適な酸化マグネシウムの含有量の調整に最も効率的かつ効果的である。
【０１２５】
本形態において、パルプ及び填料を主原料とし、該填料のうち、前記再生粒子を少なくとも内添用填料として内添して得られる紙料スラリーには、通常紙に配合される種々の添加剤も配合することができる。紙料スラリーに添加する添加剤としては公知のものを用いることができ、例えば紙力増強剤としては澱粉類、植物性ガム、水性セルロース誘導体、ケイ酸ソーダ等が、サイズ剤としてはロジン、澱粉、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリビニルアルコール、アルキルケテンダイマー、ＡＳＡ（アルケニル無水こはく酸）、中性ロジン等が、また歩留り向上剤としてポリアクリルアミド及び共重合体、ケイ酸ソーダ等が挙げられる。更に必要に応じて染料、顔料等の色料を添加してもよい。かくして調製された紙料は、公知の抄紙機によって抄造することができる。抄紙機としては、例えば長網式抄紙機、オントップ式抄紙機、ツインワイヤー式抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の通常の湿式抄紙機を使用することが可能である。
【０１２６】
かくして得られる本発明の再生粒子内添紙は、好適にはその表面において、Ｘ線マイクロアナライザーを用いた面分析によるＸ線像で検出される、前記再生粒子の存在部分の面積が、前記Ｘ線像で検出される全面積の１０〜１００％であることが好ましい。
【０１２７】
このように、用紙表面において、Ｘ線像で検出される、再生粒子の存在部分の面積、すなわち該再生粒子由来のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの存在部分が重なって示される白色部分の面積が、全面積の１０〜１００％、好ましくは５０〜１００％であるので、再生粒子内添紙の表面において再生粒子が満遍なく存在し、マルチペーパーとして、より優れた電子写真印刷適性とインクジェット記録適性を同時に満足させることができる。
【０１２８】
すなわち、本発明の再生粒子の特徴である、湿式分散においてシャープな粒度分布を示し、過大な粒径の再生粒子の存在が少ないため、再生粒子が、再生粒子内添紙の表面上だけでなく、紙層中においても満遍なく存在し、好ましくは表面と内部とを比較すると、抄紙工程におけるウエットエンド調整やプレスパートでの脱水処理手段にて表面側に偏って存在させることにより、インクジェット記録においては、インクが極めて早く用紙に吸収され、インク乾燥性が向上し、それによって印刷時のドット径が必要以上に大きくならず、インクが重なって滲むことがない。したがって、より優れたインクジェット記録適性が再生粒子内添紙に付与され、鮮明なインクジェット記録を行うことが可能となる。
【０１２９】
さらに、前記再生粒子が、前記のとおり、再生粒子内添紙の表面上だけでなく、紙層中においても満遍なく存在することにより、電子写真印刷においては、該再生粒子による断熱効果と、その多孔性とによって、トナー中の熱溶融成分の癒着が容易になり、トナー定着性が向上し、トナーの脱落やトナー汚れ、印刷後の再生粒子内添紙間でのトナーによる接着が生じ難くなる。したがって、優れた電子写真印刷適性が再生粒子内添紙に付与され、鮮明な電子写真印刷を行うことが可能となる。
【０１３０】
かくして得られる再生粒子内添紙は、再生粒子が、紙中にＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た紙灰分として４〜１０質量％含有し、ＪＩＳ Ｐ ８１１８（１９９８）に準拠して測定した紙の密度が、０．８０ｇ／ｃｍ3以下であり、更にＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分を構成する粒子をレーザー解析式粒度分布測定装置で測定した際の、体積平均粒子径Ｄが０．１〜１０．０μｍであり、灰分粒子の６０体積％以上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲にあるとともに、本件発明における好適な摩擦条件においては、前記再生粒子内添紙の静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒である再生粒子内添紙を得ることができる。
【０１３１】
静摩擦係数が０．４０未満では、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録において重送等の搬送不良が生じやすく、静摩擦係数が０．６５を超えるとマルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録においてトナーの定着不良やインクジェット記録において精細な画像が得られにくい。
【０１３２】
なお、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録を高速にて行う最近の高速記録装置への適性を考慮すると、本件発明における第１燃焼炉での３００℃以上から５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満での低温燃焼、更には紙中灰分を３〜２０％に調整すること、第１燃焼炉に供給する原料の水分率を３５％以上にすることにより得られる再生粒子を用い、再生粒子内添紙の好適な摩擦条件として、静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒の範疇になるように、さらに公知の平坦化処理手段で再生粒子内添紙の表面性を向上すことが好ましい。
【０１３３】
本形態の再生粒子は、再生粒子中に含有される硬質物質が少なく、過大な再生粒子の割合も少なく、得られる再生粒子の粒度分布もシャープであるため、前記、静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒の範疇への調整が、本件発明における第１燃焼炉での３００℃以上から５００℃未満特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満での低温燃焼、更には紙中灰分を３〜２０％に調整すること、第１燃焼炉に供給する原料の水分率を３５％以上にすることにより得られる再生粒子を用いること、公知の平坦化処理手段で再生粒子内添紙の表面性を向上すことで容易に得易い。
【０１３４】
本発明の再生粒子内添紙は、迅速熱伝導率計（型番：ＱＴＭ−５００、京都電子工業（株）製）にてボックス式プローブを用いて測定した熱伝導率が、坪量６４．０ｇ／ｍ2において、０．１５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以上、さらには０．１８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以上であることが好ましく、０．４０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下、さらには０．３８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であることが好ましい。熱伝導率をこのように調整することによって、特に、電子写真印刷におけるトナー定着用熱溶融性樹脂の溶融がより迅速になり、近年の高速電子写真印刷にも充分に適合した再生粒子内添紙が実現される。なお、該熱伝導率とは、ＪＩＳ Ｐ ８１１９（１９９８）「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠した、２０℃の条件下で湿度を６５％に調湿した再生粒子内添紙についての測定値である。
【０１３５】
熱伝導率が前記下限値未満では、トナーを用紙に固着するための、熱溶融性樹脂が再生粒子内添紙に転着し難くなり、トナー中のカーボンブラックのみが再生粒子内添紙に付着し、トナーの定着不良や再生粒子内添紙の汚れが生じる恐れがある。また逆に熱伝導率が前記上限値を超えると、用紙から熱が離散し、熱溶融性樹脂の溶融が不充分になり、やはりトナーの定着不良が生じる恐れがある。特に、近年の高速電子写真印刷においては、トナーへの加熱条件が極めて短時間になるため、用紙の熱伝導率が高過ぎると、トナーの定着不良が生じたり、印刷画像が不鮮明になる恐れが高まる。
【０１３６】
また本発明の再生粒子内添紙の坪量には特に限定がないが、マルチペーパーとして、少なくとも再生粒子を填料として内添することによる、重送、カール等を発生させないような搬送性、トナー定着性、フェザリング、滲み等を発生させないような印刷適性といった特性の向上効果が遺憾なく発揮されるには、３５〜１００ｇ／ｍ2程度、さらには４５〜８０ｇ／ｍ2程度であることが好ましい。
【０１３７】
本発明において、内添填料として用いられる再生粒子は、再生粒子中に含有される硬質物質が少なく、過大な再生粒子の割合も少なく、得られる再生粒子の粒度分布もシャープで多孔性でクッション性を有する凝集体であり、その多孔性がゆえに、カレンダー加工等による平坦化処理において、過度の平坦化による重送の発生を抑制することが可能であるとともに、多孔構造による吸放湿性を有し、環境の温湿度変化に伴う用紙変化に対して緩衝剤的な効果を発現する。特に、再生粒子を、再生粒子内添紙の内部よりも表層部に偏在させることで、より緩衝剤的な効果が醸し出されるので、従来の一般的な填料を内添した場合とは異なり、マルチペーパーとして、電子写真印刷においては、重送、カール等の問題やトナー定着性を改善することができ、インクジェット記録においては、染料系、顔料系といったインクの種類に関係なく、インク吸収乾燥性を向上させ、フェザリングや滲みの問題を改善することができる。
【０１３８】
さらに、本発明に用いられる再生粒子は、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを構成元素とする凝集体であるので、従来の一般的な填料とは異なり、紙中への歩留り率が高く、ウエットエンドにおける歩留り向上剤効果が発現され易く、Ｊ／Ｗ比、サクション圧の調整により容易に用紙の表層部に偏在させて抄紙することが可能であり、本発明の効果を充分に発揮させることができる。
【０１３９】
本発明の再生粒子内添紙は、パルプに、特定の粒子構成成分を有する再生粒子が内添用の填料として内添されており、該再生粒子が、表面上では満遍なく存在し、一方、表面と内部とを比較すると好ましくは表面に偏って存在し、しかも好ましくは灰分中の酸化マグネシウムの含有量が少ないので、インクジェット記録適性に優れると同時に電子写真印刷適性に優れ、紙質強度が高く、高品質で品質安定性にも優れたものである。
【０１４０】
再生粒子の添加は従来公知のいずれの場所でも行うことが可能であるが、原料配合チエストからインレットの間で行うことが好ましい。この間に添加することにより、再生粒子が分散しやすくなり、繊維への定着性がよくなる。その結果、填料の歩留りが向上する。また、再生粒子が繊維間の結合を阻害しないので、原紙の剛度が低下することもない。再生粒子をより均一に分散させ、繊維への定着を向上させるためには、できる限りインレットの近傍工程で添加することがより好ましい。
【実施例】
【０１４１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより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。
【０１４２】
〔試験例１〕
各種条件を変化させて、得られた再生粒子の品質を調べた。条件及び結果を表１及び表２に示した。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
結果によれば、実施例が比較例に対して優れていることがわかる。すなわち、製紙スラッジを使用する場合に比較して、脱墨フロスを使用すること、第１燃焼炉の温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満であること、第１燃焼炉及び第２燃焼炉との組み合わせによること必須であることが分かる。また、各実施例内での相対評価として脱水水分、第１燃焼炉内の酸素濃度、滞留時間、第１燃焼工程後の未燃率、第２燃焼炉の型式など、上記説明でより好適であると説明した条件において、より優れていることが判る。なお、△の評価は問題があるとしても実施可能の範囲内であることを断っておく。
【０１４６】
なお、装置及び測定条件は、次に示すとおりである。
【０１４７】
（内熱キルン炉）：本体が横置きで中心軸周りに回転する、重油・ガスの混焼バーナーによる内熱キルン炉を用いた。
【０１４８】
（外熱キルン炉）：外熱電気キルン炉を用いた。
【０１４９】
（未燃率）：電気マッフル炉を予め６００℃に昇温後、ルツボに試料を入れ約３時間で完全燃焼させ、燃焼前後の重量変化から未燃分を算出した。
【０１５０】
（ワイヤー摩耗性）：プラスチックワイヤー摩耗度（日本フィルコン製 ３時間）、スラリー濃度２重量％で測定した。
【０１５１】
（生産性）：原料の脱水効率、生産性、粉砕に必要な電力を４段階評価し、最も効率の良かった条件を◎、良かったものを〇、いずれかに問題を見出したものを△、実操業困難なものを×とした。
【０１５２】
（品質安定性）：白色度、粒子径、一定時間間隔における生産量の各項目について、変動程度を測定し、変動が少ない順にランク付けを行い、上位６位までを◎、７位から１８位までを〇、１９位から３３位を△、それ以下を×とした。
【０１５３】
（見た目）：目視で再生粒子の色を比較判断し、白色、薄灰色、暗灰色に区分した。
【０１５４】
なお、比較例５における脱水工程では、スクリーンによって、脱水処理した製紙スラッジ（※１）をそのまま第１次燃焼炉に投入したものである。さらに比較例３〜８における「製紙スラッジ」とは、製紙工場の各製造部門から排出される総合排水処理設備における余剰汚泥を使用したものである。
【０１５５】
〔試験例２〕
ＴＭＰ（１８質量％）、ＤＩＰ（８２質量％）のパルプ原料に対し、前記試験例１に係る再生粒子を添加し、抽出ｐＨが６．５になるように抄紙して内添紙を得た。これらの内添紙について、各種の品質・特性を調べ、再生粒子の品質及び結果（紙質）を表３〜５に示した。
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
【表４】
【０１５８】
【表５】
【０１５９】
なお、測定、分析、評価等の条件は、次に示すとおりである。
【０１６０】
（再生粒子凝集体の構成割合）：Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＭＡＸ・Ｓ−２１５０／日立堀場製）により酸化物換算の成分分析を行った。
【０１６１】
（合計含有率）：粒子中の３成分の合計含有率を示した。
【０１６２】
（灰分）：ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して５２５℃で燃焼して得られた値である。
【０１６３】
（粒子径）：灰分の平均粒子径及び粒子径分布（粒度分布と表現することもある）は、次の方法によって求めた。
【０１６４】
（１）得られた灰分１０ｍｇを、３重量％濃度のヘキサメタリン酸ナトリウム（試薬一級）水溶液２００ミリリットル中に入れ、超音波分散機（出力８０ワット）で３分間分散させ、３時間放置する。
【０１６５】
（２）上記分散液をレーザー解析式粒度分布測定装置（マイクロトラック粒径分析計：日機装株式会社）により、粒径分布の測定を行う。分布は粒子直径に対する体積の分布であり、累積体積の中央値（メデイアン値）に対応する粒子径を平均粒子径μｍとして採用する。
【０１６６】
（吸油度）：ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準拠した測定した値である。
【０１６７】
（坪量）：ＪＩＳ Ｐ ８１２４に準拠した測定した値である。
【０１６８】
（密度）：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準拠した測定した値である。
【０１６９】
（画線部明瞭性）：再生粒子内添紙に、インクジェットプリンタ（Ｐｉｘｕｓ８５０ｉ：株式会社キャノン社製）により、黒インキで太さ１ポイントの細線を印刷した画像を目視にて画線部の明瞭性を判断した。◎：にじみ・かすれがない、○：にじみが見られるが使用に問題ない、△：にじみがはっきり分かる、×：にじみ・かすれとも多い。
【０１７０】
（熱伝導率）：ＪＩＳ Ｐ ８１１９−１９９８「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠した、２０℃の条件下で湿度を６５％に調湿した記録用紙について、迅速熱伝導率計（型番：ＱＴＭ−５００、京都電子工業（株）製）にてボックス式プローブを用いて測定した。
【０１７１】
（平滑度（ベック平滑度））：ＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠した測定した値である。
【０１７２】
（インク裏抜け）：目視にて、印刷後の用紙裏面を裏面から判断した。◎：裏面へのにじみがない、○：裏面へのにじみが見られるが使用に問題ない、△：裏面へのにじみがはっきり分かる、×：裏面へのにじみが多い。
【０１７３】
（トナー定着性）：再生粒子内添紙にＰＰＣ複写機（型番：５０５５、富士ゼロックス（株）製）で複写した、画像濃度が約１．４の画像部に、セロハンテープ（幅：１８ｍｍ、ニチバン（株）製）を、平坦な金属板上で、金属製の直径１０２ｍｍ、面長２５０ｍｍ、７５００ｇのロールにて、３００ｇ／ｃｍの線圧で貼付した。
【０１７４】
次いで、このセロハンテープを約１ｃｍ／秒の速度でテンシロン万能試験機を用い剥離し、剥離後の画像濃度を測定して、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比：画像濃度の比＝剥離後の画像濃度／剥離前の画像濃度を求めた。これら画像濃度の測定には、マクベス反射型濃度計（型番：ＲＤ−９１８、Ｍａｃｂｅｔｈ社製）を使用した。なお電子写真用転写紙としては、通常、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比で０．７以上が必要とされる。
【０１７５】
（静摩擦係数）：ＪＩＳ Ｐ ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に記載の方法に準拠し、記録用紙の表面と裏面とを横方向（ＣＤ方向）同士で擦った際の静摩擦係数を測定した。
【０１７６】
（動摩擦係数）：ＪＩＳ Ｐ ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に記載の水平方法に準拠して、再生粒子内添紙の表裏面間の横方向（ＣＤ方向）同士の動摩擦係数を測定した。
【０１７７】
（白色度）：ＪＩＳ Ｐ ８１４８（２００１）に準拠した測定した値である。
【０１７８】
（不透明度）：ＪＩＳ Ｐ ８１４９（２０００）に準拠した測定した値である。
【０１７９】
（粉落ち）：黒色ビニール上で、Ｂ５寸法裁断試料を２０枚束ねて５回軽く振ったさいの、粉落ちを目視で判断した。◎：粉落ちが見られない、〇：粉落ちは殆どない、△：粉落ちが見られる、×：粉落ちが多い。
【０１８０】
（搬送性）：
【０１８１】
（１）インクジェット印刷
【０１８２】
インクジェットプリンタ（型番：ＰＭ８００Ｃ、セイコーエプソン（株）製）に、Ａ４サイズの記録用紙を、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下で１００枚連続して給紙し、紙送りの状態及び紙詰まりの有無を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
【０１８３】
（評価基準）
◎：紙詰まりが全く生じず、紙送りがスムーズであった。
○：紙送りのスピードに一部変化が見られたが、紙詰まりは生じなかった。
△：紙送りがわるく、紙詰まりが生じた。
×：紙詰まりが著しかった。
【０１８４】
（２）電子写真記録
電子写真印刷機（型番：ＤｏｃｕＣｏｌｏｒ １２５０、富士ゼロックス（株）製）を用い、記録用紙５００枚に連続して、高精細カラーデジタル標準画像データ（ＩＳＯ／ＪＩＳ−ＳＣＩＤ、日本規格協会発行）Ｎ１からＮ４を出力し、以下の評価基準に基づいて評価した。
【０１８５】
（評価基準）
◎：搬送不良が全く生じなかった。
○：搬送不良が１回のみ生じた。
△：搬送不良が２〜５回生じた。
×：搬送不良が６回以上生じた。
【産業上の利用可能性】
【０１８６】
本発明は、特に、電子写真用紙、インクジェット記録用紙において、特に優れた特性を発揮する再生粒子内添紙として、適用可能である。
【符号の説明】
【０１８７】
１０…原料、１４…内熱キルン炉（第１燃焼炉）、３２…外熱（電気）キルン炉（第２燃焼炉）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を経て再生させた再生粒子からなる製紙用の填料を循環使用する、再生粒子内添紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護、資源保護、ゴミ減少の観点から、古紙を再生することに関心が強まっている。これら再生紙の原料となる古紙源としては、現在のところ主として新聞紙、雑誌、段ボール古紙等が使用されている。また最近では、オフィスから発生する廃事務用紙をビル全体で回収しようとする動きも見られ、古紙の再生は益々重要な技術になってきている。
【０００３】
一方、紙パルプ工場の各種工程から排出される製紙スラッジは、無機充填剤及び無機顔料粒子をかなりの割合で含み、これらの製紙スラッジは、回収され、流動床炉やストーカー炉などの焼却炉で製紙スラッジ中の有機物を燃焼して製紙スラッジの減容化を図るとともに、エネルギーとして回収されている。
【０００４】
しかしながら、製紙スラッジには、多量の無機物が含有されているため、燃焼しても多量の焼却灰（無機物）が残り、減容化にも限度がある。そこで、この焼却灰をセメント原料の助剤として活用することや、土壌改良材として活用すること等の努力もなされている。しかし、これらセメント原料の助剤や、土壌改良材としての焼却灰の使用量はわずかなものであり、結局、大部分の焼却灰は埋立て処分されているのが実情である。
【０００５】
そこで、焼却によって熱エネルギーとして回収するだけでなく、製紙スラッジ中の無機物を製紙用填料、顔料、プラスチック用充填剤等として再利用することは、製紙業界において古紙利用率の向上とともに環境問題に関わる重要な改善課題である。
【０００６】
しかしながら、製紙スラッジの焼却灰には燃焼されずに残った有機物がカーボンとして含まれるため白色度が低く、更には燃焼により無機物の焼結が進み、硬質化や粒子径が不揃いで大きくなっており、そのままの状態では製紙用の填料や塗工用顔料として使用するのに適さない。
【０００７】
そこで、特許文献１には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、前記主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を経て得られた、再生粒子であって、前記再生粒子の表面に、さらにシリカを析出させて得られた、特定の組成とするシリカ被覆再生粒子を、紙灰分として４〜１０質量％内添した再生粒子内添紙が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１において用いられる再生粒子は、第１燃焼炉における燃焼温度範囲が５１０〜７５０℃の範囲で行う方法によるものであり、得られた再生粒子中には硬質化された再生粒子が混在しており、粉砕工程で例えば湿式粉砕における粉砕手法を試みても、粉砕時間がかかり、得られた再生粒子の粒度分布がブロードな物になり、摩擦抵抗を引き上げる極大な粒径の再生粒子が混在する場合が生じ、電子写真方式などの複写機内で重送等の搬送性の問題や感光ドラムを汚損する懸念が生じるとともに、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下の原因となっている。
【０００９】
特許文献２では、パルプと填料を主構成原料とし、パルプが古紙パルプ５０〜１００質量％で、少なくとも填料をパルプに内添し、填料が古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料として脱水、乾燥、燃焼、粉砕し、粉砕後に凝集させずに得られる粒子からの再生粒子が少なくとも内添填料として用いられ、紙中に紙灰分として４〜３５質量％含まれ、白紙不透明度が９１〜９５％、熱水抽出ｐＨが６．０〜９．５であり、再生粒子がＣａ、Ｓｉ及びＡｌを含有し、再生粒子の構成成分が、元素分析によりＣａ、Ｓｉ及びＡｌを酸化物換算で４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合で含有し、Ｃａ、Ｓｉ及びＡｌの合計含有割合が再生粒子の構成成分中の９３質量％以上である再生粒子内添紙が提案されている。
【００１０】
しかしながら、この特許文献記載の再生粒子内添紙は、特許文献１と同様に、用いられる再生粒子内添紙の燃焼温度が本願実施例表１から明らかなように、５５０〜７００度の範囲で行う方法によるものであり、特許文献１と同様の問題が生じる。
【００１１】
特許文献３では、古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、この主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経ることにより得られ、前記燃焼工程で凝集させ、粒子中にカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの３成分を含有する再生粒子が、内添用填料とされ、アニオン性凝集剤の存在下で抄紙された再生粒子内添紙が開示されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献３において開示されている再生粒子も、先の特許文献１〜２と同様に、１次燃焼を５１０〜７５０℃の高温で行なう方法により得られた再生粒子を用いた再生粒子内添紙であり、先の特許文献１〜２と同様の問題が生じる。また、特許文献３においては、アニオン性凝集剤を用いて凝集させた再生粒子を内添させた用紙が提案されているが、硬質化された再生粒子や内在する極大な粒径の再生粒子による摩擦係数の更なる増大や、粉落ちの問題を顕在化させる恐れが高く、特許文献３においても更なる改善が求められる。
【００１３】
特許文献４では、製紙スラッジを成形し、次いで焼却し、この焼却により得た焼却灰を粉砕することによって、白色顔料を得る方法が開示されている。特許文献４の方法によると、予め所定の大きさに成形することで均質な燃焼を進め、安定した品質の再生粒子を得る効果は期待できるものの、特許文献４において開示されている再生粒子も、先の特許文献１〜３と同様に、燃焼を５００〜１０００℃の高温で、且つ１段の燃焼手段で行なう方法により得られた再生粒子を用いた再生粒子内添紙であり、得られた紙は先の特許文献１〜３と同様に、硬質化された再生粒子が混在しており、湿式粉砕における粉砕手法を試みても、粉砕時間がかかり、得られた再生粒子の粒度分布がブロードな物になり、極大な粒径の再生粒子が混在する場合が有り、摩擦係数が高くなる問題を有し、電子写真方式などの複写機内で重送等の搬送性の問題や感光ドラムを汚損する懸念が生じるとともに、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下の原因となっている。
【００１４】
先行する特許文献１〜４に記載の製紙スラッジや脱墨フロスを原料とし、高温で燃焼することを基本とする燃焼方法により得られた再生粒子の最も大きな問題点は、高温燃焼により硬質物質を生じていること、高温燃焼で得られた再生粒子は硬く、湿式粉砕などの手段を用いて粒度の調整を行なっても、なだらかな粒度勾配をもつため、得られる紙は、摩擦抵抗が大きく、例えば電子写真記録用紙に用いた場合に搬送不良や感光ドラム等の装置の毀損を生じ易く、インクジェット記録においてはインクの滲みや、ベタ部での発色ムラ等の印刷適性低下が生じ易い紙になる。
【００１５】
すなわち、再生粒子を填料として用いても、摩擦係数が低く、例えば電子写真記録適性、インクジェット記録適性を満足する紙が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１４６３５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１８６８００号公報
【特許文献３】特開２００８−１６３５１５号公報
【特許文献４】特開２００２−１６７５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記背景技術に鑑みてなされたものであり、紙の摩擦抵抗が低く搬送性に優れ、電子写真記録やインクジェット記録適性にも優れ、しかも資源が有効に活用された再生粒子内添の紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、
前記燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、
前記第１燃焼炉において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている、
ことを特徴とする再生粒子内添紙。
【００１９】
〔請求項２記載の発明〕
前記再生粒子内添紙表面の、
静摩擦係数が０．４０〜０．６５、動摩擦係数が０．３５〜０．６０、ベック平滑度が２０〜５０秒である、
請求項１記載の再生粒子内添紙。
【００２０】
〔請求項３記載の発明〕
ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分が３〜２０％である、
請求項１又は請求項２記載の再生粒子内添紙。
【００２１】
〔請求項４記載の発明〕
前記脱水後の原料の水分率が３５％以上で、
前記第１燃焼炉は、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り、
この内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、当該内熱キルン炉内に３００℃以上５００℃未満の熱風が吹き込まれている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の再生粒子内添紙。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、紙の摩擦抵抗が低く搬送性に優れ、電子写真記録やインクジェット記録適性にも優れ、しかも資源が有効に活用された再生粒子内添の紙となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】製造設備の概要図である。
【図２】第２燃焼炉の概要図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は内面の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の再生粒子を内添した紙として、摩擦抵抗が低く搬送性に優れる性質から、電子写真記録やインクジェット記録に供される紙を例に挙げ説明する。なお、本発明に係る再生粒子内添紙は、パルプと填料として再生粒子を主原料としており、まず、本発明に用いるパルプについて説明する。
【００２５】
パルプの種類には特に限定がないが、例えば、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙、オフィス古紙、液体容器古紙、乗車券古紙、クラフト古紙等の古紙パルプ；針葉樹材、広葉樹材からのバージンパルプ等があげられ、これらの中から１種以上を適宜選択して用いることができる。また木材のパルプ化法にも特に限定がなく、クラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）といった、蒸解液によって脱リグニンされる化学的パルプ化法によるパルプや、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナー砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）といった、機械的パルプ化法によるパルプ等を適宜用いることができる。これらのパルプと再生粒子を混合して、再生粒子内添紙を製造することができる。
【００２６】
本形態において、例えば前記古紙パルプ１００質量％からなるパルプを原料としても、バージンパルプを適宜配合しても、電子写真記録適性やインクジェット記録適性といった印刷適性及び搬送性に優れた記録用紙を得ることができるが、資源の有効活用と環境保護にも貢献することができ、低コスト化が達成されるという点から、古紙パルプを多く用いることが望ましい。
【００２７】
特に、古紙パルプを５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上配合したパルプに、後述する再生粒子を填料として内添した記録用紙の場合は、該再生粒子が本来持つ多孔質で、パルプ繊維との親和性が高いという事項に加え、得られた再生粒子中に高温燃焼により生じる硬質物質の含有が見られず、湿式粉砕においてシャープな粒度分布の再生粒子が得られ、過大な粒径の再生粒子が生じないことから、古紙パルプに由来した、嵩高になり難く、クッション性が低いという特性の改善効果を有し、クッション性を確保し、同一坪量で比較した際により高い嵩高性が発現されるとともに、硬質物質による摩擦抵抗が高くなる問題が改善され、電子写真記録やインクジェット記録への適応性に優れるとい利点がある。
【００２８】
前記パルプには、填料が内添される。本形態においては、該填料のうち、特定の再生粒子が内添填料として少なくとも内添されることが大きな特徴の１つである。該特定の再生粒子は、多孔性の凝集体で、均質な粒度分布を有し、原料パルプ繊維との親和性も高いことから、特に、トナー定着性の向上による優れた電子写真記録適性と、インク乾燥性の向上による優れたインクジェット記録適性とが同時に発現され、所謂マルチペーパーとしての特性を得る。
【００２９】
前記再生粒子は、古紙パルプ製造工程の脱墨処理工程において排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程及び粉砕工程に供し、該燃焼工程において燃焼凝集させたものであり、その粒子構成成分として、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを含有し、該カルシウム、ケイ素及びアルミニウムの質量割合（カルシウム：ケイ素：アルミニウム）が、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５であり、かつ該粒子構成成分中の、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムの合計含有割合が、酸化物換算で９０質量％以上のものである。
【００３０】
前記したように、本形態に用いられる再生粒子は、古紙パルプ製造工程の脱墨処理工程において排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、燃焼工程及び粉砕工程に供し、該燃焼工程において燃焼凝集させたものである。なおこれら４工程の他にも、後述するように、凝集工程、造粒工程、各工程間に設けられる分級工程等が設けられていてもよい。また該再生粒子の製造設備には、各種センサーを設け、被処理物や設備の状態、処理速度のコントロール等を行うことが望ましい。以下の具体的説明で示す移送流路、給送流路、排送流路、循環流路、返送流路等の各種流路は、例えば管、ダクト等で構成することができる。
【００３１】
以下に、古紙処理工程（古紙パルプの製造工程）から排出される脱墨フロスを原料とした、本形態に用いられる再生粒子の製造方法を例示する。該脱墨フロスは再生粒子の原料として最適な例であるが、該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併用することもできる。また、以下の方法は再生粒子の製造方法の一例であり、該方法のみに限定されるものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
本発明においては、主原料の温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理を行うことで、過燃焼を防止でき、原料（被燃焼物）中の有機成分を順次燃焼及び揮発させ、もって、製品の白色度が高く、かつムラがなく、硬質物質の発生も抑制できるなどの利点がもたらされる。
【００３４】
次に、本発明の位置付けについて説明する。
【００３５】
例えば、製紙用スラッジを燃焼する場合、（１）特開２００３−１１９６９５号公報記載の発明では、乾燥物を炉内の酸素濃度が０．１体積％以下となる実質的に酸素が存在しない貧酸素状態で、具体的には間接加熱炉（外熱燃焼炉）によって乾燥及び炭化処理する。次に炭化物に含まれる有機物由来の炭素を酸化させて脱炭素する、具体的には間接加熱炉によって白化処理する方法が提案されている。また、同発明は、後者の白化処理については内熱ロータリーキルン炉を使用することも教示している。
【００３６】
他方、本出願人は、（２）特開２００２−２７５７８５号として、炭化後に再燃焼のためにロータリーキルン炉を使用することも教示している。
【００３７】
さらに、本出願人は、（３）特許３８０８８５２号として、「原料スラッジとして脱墨スラッジを用い、これを乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥させた脱墨スラッジをサイクロン型燃焼炉の炉上部から炉内に供給し、旋回下降させつつ燃焼させ未燃分を含む一次燃焼物を得る一次燃焼工程と、前記サイクロン型燃焼炉に連通し、その下端からの未燃分を含む一次燃焼物を受けて、機械的な攪拌により酸素との接触を促進させながら、前記一次燃焼工程の燃焼熱を利用して所定の白色度となるまで燃焼させる二次燃焼工程とを含む、ことを特徴とする脱墨スラッジからの白色顔料または白色填料の製造方法。」を提案した。
【００３８】
また、（４）特開２００４−１７６２０８号においては、「塗工紙製造工程の排水処理汚泥」から填料を製造するに際し、成形汚泥を「一つのロータリーキルン炉内で乾燥、炭化、燃焼」を行うことを提案している。
【００３９】
上記（１）（２）及び（４）は、古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するものではなく、前述の製紙スラッジを主原料とするものである。そして、得られる再生粒子は、本発明のような、再生粒子「凝集体」とは異なるものと考えられる。
【００４０】
一方、（３）の方法によれば、本発明によって得られるものと同様な再生粒子を得ることができると思えた。同方法ではサイクロン式流動燃焼炉を使用し、乾燥物を燃焼し、次いで二次燃焼を行っている。しかしながら、サイクロン式流動燃焼炉自体の形式に由来するものと考えられるが、サイクロン式は数十〜数百ミクロンの原料と空気を旋回流として供給口から供給し、空気の旋回作用により空気と効果的に混合されながら燃焼させるため、原料に含有される微粒子が、排ガスとともに系外に排出され製品歩留りが低下する問題、主原料である脱墨フロスの燃焼時間（加熱時間）が短時間であることにより未燃焼分が生じやすい問題、最終的に得られる燃焼物の品質（特に形状）が一定でなく、燃焼物の白色度もバラツキが生じる場合があることが知見された。
【００４１】
そこで、本発明者等は、過剰燃焼させないで、品質の安定した再生粒子を得る手段について検討を重ね、燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉を有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、前記第１燃焼炉が、３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理を行うことで、品質の安定した再生粒子を製造できることを見出している。
【００４２】
更に好適な態様としては、脱水後の原料の乾燥と燃焼が一連で行われ、内熱による第１次燃焼炉における燃焼時間（滞留時間）が３０分を超え９０分以下、より好適には４０分〜８０分の、最適には５０分〜７０分、好ましくは本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱（直接加熱）キルン炉により、前記脱水後の原料の乾燥及び燃焼を行い、次に、第１燃焼炉から得られる燃焼物を再度燃焼する燃焼時間（滞留時間）が、６０分以上の、より好適には６０分〜２４０分、特には９０分〜１５０分、最適には１２０分〜１５０分の、外熱による第２燃焼炉を用い、好ましくは本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱（間接加熱）キルン炉、特に燃焼温度を容易に調整可能な外熱電気炉により、燃焼する方法を採用するものである。
【００４３】
また、後に図面と共に説明する実施の形態では、第１燃焼炉として内熱キルン炉、第２燃焼炉として外熱キルン炉を選択し詳説するが、これらのキルン炉としは公知の燃焼炉を使用できる。また、キルン炉に限定されることなく、流動床炉、ストーカー炉、サイクロン炉、半乾留・負圧燃焼式炉等、公知の装置を用いることができるが、本形態においては、先の第１燃焼炉を内熱で行い、後の第２燃焼炉を外熱で行う少なくとも２段階の燃焼炉であれば公知の燃焼炉を使用できる。さらに、この外熱第２燃焼炉としては重油等を熱源にした間接加熱方式の燃焼炉等の公知の燃焼方法、更には、外熱と内熱の併用による燃焼方法を採用することもできる。
【００４４】
第１燃焼炉として好適に用いることができる内熱キルン炉によれば、乾燥及び燃焼を一つの炉で行うことができ、供給口から排出口に至るまで、緩やかに安定的に乾燥及び燃焼が進行し、かつ燃焼物の微粉化が抑制される。また、第２燃焼炉として好適に用いることができる外熱キルン炉により燃焼すると、その端部から燃焼物を所定の滞留時間をもって、他端部の排出口から排出でき、さらに外熱により燃焼物に均一な熱が加わるので、燃焼が均一なものとなり、燃焼のバラツキを生じさせないものとなる。内熱による燃焼手段を併用することで前記燃焼のバラツキの更なる改善作用も認められる。さらに、キルン炉内壁の回転による摩擦によって燃焼物が緩やかに攪拌されるため、微粉化を生じにくい。その結果、最終的な燃焼物の品質及び形状が安定したものとなるのである。
【００４５】
従来の第１燃焼炉においては、原料中の微細繊維や塗工紙に多用される有機高分子であるラテックス、印刷により付与されたインキ成分等を効率よく燃焼させるために、水分率を３５％未満に脱水乾燥させ、高温で燃焼させる方法が先に述べた公知文献にも記載されているものの、本発明者等の知見では、第１燃焼炉においては３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃の従来に比して低温で加温操作することにより、原料中から、原料に含有される有機物が燃焼ガス化し、燃焼ガスを燃焼（酸化）させることが、得られる再生粒子の品質安定化、白色度向上に対する寄与が大きいことを見出している。
【００４６】
上記のとおり、乾燥、燃焼の工程を、好適には内熱キルン炉と外熱キルン炉にて、少なくとも２段階の燃焼炉により行うことで、均一で安定的な再生粒子が得られる。
【００４７】
好適な燃焼炉として用いられる内熱または外熱キルン炉は、内部耐火物を円周状でなく、六角形や八角形とすることで燃焼物を滑らすことなく持ち上げて攪拌することができるが、現実には、キルン炉として円筒形であり、燃焼物攪拌用のリフターを設けることが、原料の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる点で最適である。これは、第１燃焼炉において、本発明が低温でじっくり原料全体を燃焼することを意図することとも関係すると考えられる。
【００４８】
ここで、本発明者らが好適な再生粒子を得るに当り、最も注力した燃焼炉の選択について説明する。
【００４９】
従来から慣用的に用いられてきた燃焼炉は、ストーカー炉（固定床）、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉の４種に大別でき、本発明者らは、それぞれの焼却炉で再生粒子の製造の検討を重ねたところ、次記の事項が明らかとなった。
【００５０】
・ ストーカー炉（固定床）については、脱墨フロスの燃焼度合い調整が困難であり、燃焼物が不均一である上に、灰分の多い脱墨フロスの燃焼では火格子間のクリアランスから落塵を生じるため適さない。火格子を通し燃焼物の下に空気を吹上げ燃焼させるため、炭酸カルシウムなどが飛灰となり排ガスとともに排ガス設備へ送られるため、歩留の低下が問題となる。
【００５１】
・ 流動床炉については、炉内の流動媒体に珪砂のような粒子状の流動媒体を使用するため、珪砂が再生粒子へ混入し品質の低下を招く問題を有する。均一な攪拌ができない。硅砂を流動層混合して燃焼させた後、硅砂と燃焼物を分離し、硅砂は燃焼炉へ戻し燃焼物のみを取り出すが、燃焼物も硅砂と同程度の粒径が生じるため分離できない。硅砂と浮遊した状態で燃焼させているため、燃焼の度合い調整が困難であり、品質のばらつきが発生する。燃焼炉のストーカ（階段状）を、所定幅で、燃焼物が通過しながら燃焼するため灰の攪拌が不十分で幅方向で燃焼にバラツキが発生する。また、硬度の高い珪砂との摩擦、衝突により燃焼物が微粉化され飛灰となって系外へ排出され歩留りが低下する。
【００５２】
・ サイクロン炉については、炉内を一瞬で通過するため燃焼物中の固定炭素を十分に燃焼できず白色度の低下に繋がる、さらに、風送により細かい粒子はサイクロンで分離されず排ガスと一緒に排ガス処理工程に回るため歩留が低下する。
【００５３】
前記諸問題について鋭意検討を重ねた結果、燃焼炉としてはキルン炉にて燃焼させることが最も好適な燃焼手段として選択され、さらに以下の理由から、本発明において最適な実施の形態である、先の第１燃焼炉を内熱キルン、後の第２燃焼炉を外熱キルンとすることは次記の理由から好適であることを見出している。
【００５４】
外熱キルン炉は、キルン炉の外側に加熱設備を設けた構成となるため、キルン炉の構造が複雑になるとともに、燃焼物を間接的に乾燥、燃焼させるゆえに多量の熱源が必要になるため、本発明に係る、脱水後の水分率が高い原料の乾燥、燃焼処理に外熱キルン炉を先の第１燃焼炉として使用した場合には、乾燥・燃焼効率が低くなり、生産性が悪く、温度の制御が困難になるとともに多大なエネルギーコストを必要とし、費用対効果が極めて低くなる。
【００５５】
また、内熱キルン炉を２次燃焼炉の主たる燃焼手段に使用した場合には、残カーボンを燃焼するにおいて、炉内温度の調整に多量の希釈空気が必要であり、また、多量の空気を投入しないと燃焼熱を内熱キルン炉内に均一に伝えることが困難であり、さらに炉内温度の変動を抑えることが困難であるため、燃焼物の過燃焼や燃焼ムラが生じやすい問題を呈する。さらに、通常加熱に使用される重油バーナーからの重油燃焼残カーボンやイオウ酸化物等による汚染が発生し、製品段階で白色度の低下やバラツキが生じ、得られる燃焼物の品質の均一化が困難な問題が生じる。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
＜本発明の実施の形態＞
本形態の再生粒子の製造方法は、脱水工程、乾燥工程、燃焼工程、粉砕工程を有するが、更に脱墨フロスの凝集工程、造粒工程や、各工程間における分級工程等を設けてもよい。
再生粒子の製造設備フローの一部構成例（乾燥・燃焼工程及び燃焼工程を含む）を、図１に示した。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。
【００５８】
〔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、古紙中に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含まれていたとしても、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される。したがって、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等の、他の工程で発生する製紙スラッジと比べて、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。
【００５９】
ここに脱墨フロスとは、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。
【００６０】
〔脱水工程〕
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する。本形態における一例では、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。このスクリーンにおいて、水分率を９０％〜９７％に脱水した脱墨フロスは、脱水手段たる例えばスクリュープレスに送り、更に所定の水分率まで脱水するのが望ましい。脱水後の原料（脱墨フロス）は、３５％以上、好ましくは４０％以上９０％未満、より好ましくは４５％以上７０％以下、特に好ましくは５０％超６０％以下の高含水状態とすることが望ましい。
【００６１】
脱水後の原料の水分率が７０％を超えると、第１燃焼炉における乾燥・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、原料の燃焼ムラが生じやすくなり均一な燃焼を進めがたくなる。また、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る問題を有する。他方、脱水後の原料の水分率が３５％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反する。
【００６２】
以上のように、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が低下するおそれがある。
【００６３】
脱墨フロスの脱水工程は、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こともできる。
【００６４】
〔粉砕工程〕
脱水後の原料１０は、第１燃焼炉１４に供給する前に、粉砕機（又は解砕機）等により、平均粒子径４０ｍｍ以下、好ましくは平均粒子径３ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは平均粒子径５ｍｍ〜２０ｍｍに粒子径を揃えると好適であり、また、粒子径５０ｍｍ以下の割合が７０重量％以上となるように粒子径を揃えると好適である。脱墨フロスに含まれる炭酸カルシウムの熱変化を来たさない燃焼を図るため、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、他方、平均粒子径が４０ｍｍを超えると、原料芯部まで均一に燃焼を図るのが困難になる。
【００６５】
前記平均粒子径及び粒子径の割合は、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値である。なお、各燃焼工程における粒子径は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−２：２０００に基づき、１ｍｍ単位の孔径を有する金属製の板ふるいにて測定した値である。
【００６６】
〔第１燃焼工程〕（乾燥及び燃焼工程）
脱水、粉砕等を行った原料１０は、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、この内熱キルン炉１４の一方側から原料１０が装入機１５により装入される。この内熱キルン炉１４においては、熱風発生炉２０にて生成された熱風が、内熱キルン炉１４の排出口側から原料（脱水物）１０の流れと向流するように送り込まれる。内熱キルン炉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、熱風が内熱キルン炉１４の他方側から吹き込まれ、前記一方側から装入され、内熱キルン炉１４の回転に伴って前記他方側へ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。
【００６７】
このように本乾燥・燃焼工程においては、脱水物１０を、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉によって乾燥・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とを行うことができ、燃焼物の微粉化が抑制され、凝集体形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物１０の燃焼度合いの制御と、粒揃えとを、安定的に行うことができる。なお、乾燥を別工程に分割し、例えば、吹上げ式の乾燥機によって乾燥させることもできる。
【００６８】
ここで、内熱キルン炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度０．１％〜２０％であるのが好ましく、１％〜１７％であるのがより好ましく、７％〜１５％であるのが特に好ましい。この点、内熱キルン炉１４内の酸素濃度は、原料１０の燃焼（酸化）により酸素が消費されるため、燃焼の状況により変動が生じる。そして、酸素濃度が過度に低いと、十分な燃焼を図ることが困難になる。しかしながら、熱風発生炉２０等により、空気などの酸素を含有するガスを送風し、あるいは排気することで、酸素濃度の維持、調節が可能であり、また、酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、内熱キルン炉１４内の温度を細かく調節可能であり、原料１０をムラなく万遍に燃焼することができる。
【００６９】
第１燃焼炉１４の炉内温度は、３００℃以上５００℃未満、好ましくは４００℃以上５００℃未満、より好ましくは４００℃以上４５０℃未満が好適である。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、燃焼し難い残カーボンの生成を抑える目的から、燃焼温度３００℃以上５００℃未満の温度範囲で燃焼するのが好ましい。過度に温度が低いと、有機物の燃焼が不十分であり、他方、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って酸化カルシウムが生成し易くなる。また、炉内燃焼温度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脱水物１０の粒揃えが進行するよりも早くに乾燥・燃焼が局部的に進むため、粒子表面と粒子内部との未燃率の差を少なく均一にするのが困難になる。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。
【００７０】
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１０に配合され再利用される。排ガスは、再燃焼室２２でバーナー等により再燃焼され、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通され、誘引ファン２８によって煙突３０から排出される。
【００７１】
ここで、熱交換器２６は外気を昇温し、この昇温した外気は、熱風発生炉２０に送られ、内熱キルン炉１４に吹き込まれる。つまり、熱交換器２６は、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収する。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。
【００７２】
第１燃焼炉１４は、脱水物１０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、前記条件下で、３０分〜９０分の滞留（燃焼）時間で燃焼させるのが好ましい。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。他方、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、また、得られる再生粒子が極めて硬くなる。有機物の燃焼及び生産効率の面では、４０分〜８０分の滞留時間で燃焼させるのが好ましい。恒常的な品質を確保するためには、５０分〜７０分の滞留時間で燃焼させるのが好ましい。
【００７３】
また、本工程の乾燥及び燃焼は、後述する第２燃焼工程に供給する燃焼物の未燃率が、２〜２０質量％となるように行うのが好ましく、５〜１７質量％となるように行うのがより好ましく、７〜１２質量％となるように行うのが特に好ましい。未燃率が２〜２０質量％となるように乾燥及び燃焼を行うことで、第２燃焼工程における燃焼を短時間に効率よく行うことができるようになるとともに、第２燃焼工程における安定した加熱により、硬度が低く白色度が通常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ようになる。未燃率が２質量％未満となるように乾燥及び燃焼を行うと、第１燃焼炉１４におけるエネルギーコストが高いものになるとともに、燃焼物の硬度が高くなるおそれがあり、第２燃焼工程を経た燃焼物の白色度の低下等の品質低下を来たすおそれがある。
【００７４】
本形態においては第１燃焼工程の燃焼条件を前記条件とすることで、得られる再生粒子の摩擦抵抗低減が図れ、例えばマルチペーパーとして、電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものになり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【００７５】
〔第２燃焼工程〕（燃焼工程）
内熱キルン炉１４において乾燥及び燃焼した燃焼物は、移送流路等を通して、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を有する第２燃焼炉にあたる外熱キルン炉３２に装入する。
【００７６】
この外熱キルン炉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、燃焼物の燃焼炉内での搬送を制御し、緩慢に燃焼させることで、更に均一に未燃分を燃焼する。
【００７７】
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１０ｍｍ以下となるように調整するのが好ましく、平均粒子径１〜８ｍｍとなるように調整するのがより好ましく、平均粒子径１〜５ｍｍとなるように調整するのが特に好ましい。第２燃焼炉３２入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１０ｍｍ超では、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おそれがある。
【００７８】
また、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１〜８ｍｍの燃焼物が７０％以上となるように粒子径を調整しておくのが好ましい。このような調整は、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可能性に有益である。また、このように分級（粒径の調整）を乾燥・燃焼後に行うと、小粒径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。
【００７９】
外熱キルン炉３２の外熱源としては、外熱キルン炉３２内の温度コントロールが容易で、かつ長手方向の温度制御が容易な電気加熱方式の熱源が好適であり、したがって、電気ヒーターによる外熱キルン炉３２が好ましい。外熱源に電気を使用することにより、炉内の温度を細かく、かつ均一にコントロールすることができ、凝集体の形成、硬い・柔らかい等のさまざまな性質を有する燃焼物の燃焼度合いの制御と、粒揃えとを、安定的に行うことができる。また、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、一定温度に保持することができ、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来たすことなく限りなくゼロに近づけることができ、例えば重質炭酸カルシウムと比べて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。
【００８０】
外熱キルン炉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）を用いる等して、酸素濃度５％〜２０％、好ましくは１０％〜２０％、より好ましくは１０％〜１５％となるようにするのが望ましい。外熱キルン炉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おそれがある。
【００８１】
外熱キルン炉３２における燃焼温度は、好ましくは５５０℃〜７８０℃、より好ましくは６００℃〜７５０℃である。第２燃焼炉３２では、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のが好ましく、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できないおそれがあり、燃焼温度が７８０℃を超えると、燃焼物中の炭酸カルシウムの酸化が進行し、粒子が硬くなるおそれがある。
【００８２】
外熱キルン炉３２における滞留（燃焼）時間は、好ましくは６０分以上、より好ましくは６０分〜２４０分、特に好ましくは９０分〜１５０分、最適には１２０分〜１５０分が、残カーボンを完全に燃焼させるに望ましい。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、他方、滞留時間が２４０分を超えると、炭酸カルシウムが分解するおそれがある。また、燃焼物の安定生産を行うにおいては、滞留時間を６０分以上、過燃焼防止、生産性確保のためには、滞留時間を２４０分以下とするのが好適である。
【００８３】
外熱キルン炉３２から排出される燃焼物の平均粒子径は、１０ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍに調整すると好適である。この調整は、例えば、外熱キルン炉の回転速度や外熱キルン炉内に設けるダム構造等により行うことができる。
【００８４】
第２燃焼工程を経た燃焼物は、好適には凝集体であり、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後、燃焼品サイロ３８に一時貯留され、再生粒子として顔料や填料等の用途先に仕向けられる。
【００８５】
なお、以上では、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の製紙スラッジを適宜混入させたものを原料とすることなどもできる。
【００８６】
以上のように、第１燃焼炉として、内部加熱燃焼炉を使用し、温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理が行なわれるため、更に好適には、前記第１燃焼炉は、前記第１燃焼炉が、本体が横置きで中心軸周りに回転するキルン炉であり、好適には、脱水後の原料の水分率が３５％以上、前記内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、３００℃以上で５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満の熱風を吹き込む燃焼手段をとり、前記第２燃焼工程の条件により第１燃焼工程を経た再生粒子を燃焼することで、第１燃焼炉における、低い摩擦抵抗性を有する再生粒子の品質維持が図れ、例えばマルチペーパーとして、電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものとなり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【００８７】
〔粉砕工程〕
本形態の再生粒子の製造方法においては、公知の分散・粉砕装置等を用いて、再生粒子を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好適に使用することができる。
【００８８】
一例では、燃焼後、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、本形態の再生粒子の平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ〜１０．０μｍ、より好ましくは０．３μｍ〜５．０μｍ、特に好ましくは０．５μｍ〜２．０μｍである。
【００８９】
なお、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：日機装製）により測定した体積平均粒子径である。
【００９０】
〔シリカ析出工程〕
本形態において使用する再生粒子は、粉砕工程を経ることで、そのまま内添填料として使用することが可能であるが、更に再生粒子に対し、シリカを析出（定着）させることで、再生粒子としての機能をより高めることが可能である。
【００９１】
再生粒子にシリカを析出させる事例を以下に記述する。
シリカを析出させる好適な方策としては、再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散しスラリーを調製した後に加熱攪拌しながら、液温を７０〜１００℃、より好ましくは密閉容器内で所定の圧力に保持し酸を添加し、シリカゾルを生成させ、最終反応液のＰＨを８．０〜１１．０の範囲に調整することにより、再生粒子表面にシリカを析出させることができる。再生粒子表面に析出されるシリカは、珪酸ナトリウム（水ガラス）を原料として、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液と高温下で反応させ、加水分解反応と珪酸の重合化により得られる粒子径１０〜２０ｎｍのシリカゾル粒子である。
【００９２】
珪酸ナトリウム溶液に希硫酸などの酸を添加することにより生成する数ｎｍ程度のシリカゾル微粒子を再生粒子の多孔性を有する表面全体を被覆するように付着させ、シリカゾルの結晶成長にともない、無機微粒子表面上のシリカゾル微粒子と再生粒子に包含されるケイ素やカルシウム、アルミニウム間で結合が生じ、再生粒子表面にシリカを析出させる。
【００９３】
ケイ素のより好ましい調整には、再生粒子を硅酸アルカリ水溶液中に分散後、該分散液に鉱酸を添加してＰＨ７．０〜９．０の範囲に中和することで、再生粒子表面に硅酸由来のシリカを析出させることで調整可能である。
【００９４】
ここに使用する珪酸アルカリ溶液は特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液（３号水ガラス）が入手性の点で望ましい。珪酸アルカリ溶液の濃度は水溶液中の珪酸分（ＳｉＯ2換算）で３〜１０質量％が好適である。１０質量％を超えると、再生粒子に析出されるシリカは、シリカゾルの形態からホワイトカーボンになり、再生粒子の多孔性を阻害し、不透明性、吸油性の向上効果が低くなる。また、３質量％未満では再生粒子中のシリカ成分が低下するため、再生粒子表面へのシリカ析出が生じにくくなってしまう。
【００９５】
再生粒子表面にシリカを析出させたシリカ被覆再生粒子の場合には、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜６２：２９〜５５：９〜３５の質量割合とすることで、シリカ析出効果により、摩擦抵抗を引き上げる極大な粒径の再生粒子表面の被覆が行われ、過大な摩擦抵抗の発生を抑制でき、マルチペーパーとして、電子写真印刷における搬送性の改善とトナーの定着性向上、インクジェット記録におけるインクジェットインクの吸収乾燥性、不透明性を向上させることができる。
【００９６】
〔その他の工程〕
本形態において、再生粒子のいっそうの品質安定化を図るためには、被処理物の粒子径を、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。
【００９７】
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（脱水物）を造粒することが好ましく、更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るが、回転式、攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。
【００９８】
本形態の製造方法における原料としては、再生粒子の原料と成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、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。
【００９９】
本形態の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３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合であるのが好ましく、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合であるのがより好ましく、６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合であるのが特に好ましい。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。
【０１００】
カルシウム、シリカ及びアルミニウムの質量割合を調整する方法としては、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。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。
【０１０１】
また、本形態の再生粒子の製造方法による再生粒子は、示差熱熱重量同時測定装置（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製（型式 ＴＧ／ＤＴＡ６２００））を用い、測定条件を（１）昇温速度２５〜１０５０℃：２０℃／ｍｉｎ、（２）供給ガス：空気（酸素濃度約５ｖｏｌ％）、（３）供給ガス流量：約４８ｍｌ／ｍｉｎにて測定した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、被処理物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。
【０１０２】
（第２燃焼炉３２のリフター）
先に採用理由と共に述べたように、第２燃焼炉３２内の内壁には、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（被燃焼物）の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
【０１０３】
そして、特に被燃焼物の装入側から排出側に向けて、螺旋状リフターと、軸心と平行な平行リフターとをこの順で配設するのが望ましい。この構成によると、装入側から投入された被燃焼物が、まず螺旋状リフター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、被燃焼物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、引き続いて平行リフター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、熱交換効率よく被燃焼物を燃焼させることができる。特に、螺旋状リフターにて平行リフターに送り込まれる被燃焼物の量がコントロールされることで、平行リフター部分における被燃焼物の持ち上げ・落下が適正に行われ、被燃焼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、被燃焼物の純度の低下がなく、その生産能力も向上する。
【０１０４】
また、螺旋状リフター及び平行リフターを、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と、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。
【０１０５】
さらに、第２燃焼炉３２にリフターを設けることにより、硬質物質の少ない再生粒子の製造が可能になり、摩擦抵抗低減が図れ、マルチペーパーとして、例えば電子写真記録用紙に用いた場合には搬送性、トナー定着性に優れたものになり、インクジェット記録用紙に用いた場合においては、インクジェットインクの吸収乾燥性に優れ、色むらの少ない好適な記録的性を得ることができる。
【０１０６】
上記の実施の形態例を図２によって説明すると、被燃焼物は、図２では、第２燃焼炉３２の左側から装入され、回転駆動手段（図示せず）にて回転駆動可能に構成され、他端側から排出される。
【０１０７】
第２燃焼炉３２は、円筒状の外筐３２Ａの内面に耐火キャスタブルや耐火レンガから成る耐火壁３２Ｂを内張りして構成されている。第２燃焼炉３２の耐火壁３２Ｂの内面には、投入（装入）側において、第２燃焼炉３２の軸心に対して４５ー〜７０ーの傾斜角で傾斜した複数条（図示例では８条）の螺旋状リフター４が等間隔に突設され、さらにこの螺旋条リフター４の配設領域の他端側に、第２燃焼炉３２の軸心と平行な適当長さの平行リフター５Ａが周方向に等間隔置き複数（図示例では８つ）かつ軸心方向に複数列（図示例では８列）千鳥状に配列して突設されている。
【０１０８】
また、平行リフター５Ａは、図示の右側に排出部に向かって連続的に形成されている（図示せず）。この場合、装入側では低温であるので、ステンレス鋼板などの耐熱性と耐腐食性のある金属板にて形成するのが望ましく、排出部側では相対的に高温となるので、排出側の平行リフター５Ａは耐火物製とすることができる。
【０１０９】
本実施形態では、螺旋状リフター４はその長手方向に適当間隔おきに配設した取付けブラケット６に固定されて配設されている。また、各平行リフター５Ａは、それぞれの取付けブラケット５Ｂに固定されて配設されている。なお、必要ならば、螺旋状リフターまたは平行リフターの一方のみを設けることでもよい。
【０１１０】
本形態において得られる再生粒子は、従来の再生粒子と異なり、第１燃焼炉として、内部加熱燃焼炉を使用し、温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満で燃焼処理が行なわれ、更に好適には、前記第１燃焼炉は、前記第１燃焼炉が、本体が横置きで中心軸周りに回転するキルン炉であり、好適には、脱水後の原料の水分率が３５％以上、前記内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、３００℃以上で５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満の熱風を吹き込む燃焼手段をとるため、得られた再生粒子中に含まれる硬質物質が少なく、均等な品質を有するため、従来一般的に行われている乾式粉砕による大粒子の粉砕及び湿式粉砕による微粒子化といった操作に於いて、シャープな粒度分布を示す再生粒子を得ることが可能に成り、過大な再生粒子や過度に微粉砕された再生粒子の発生を抑制することが可能となる。
【０１１１】
このようにして得られた再生粒子は、高白色度で多孔質性を有し、硬質物質を含有しんないため柔軟であり、かつ、シャ−プな粒子径分布を有し、原料パルプ中にムラ無く均質に分散可能である。かくして得られる再生粒子は、湿式粉砕により極めて容易に体積平均粒子径Ｄを０．１〜１０．０μｍの範囲にて自由に制御可能であり（再生粒子の分散濃度と温度、時間による）、粒子径分布は粒子径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲の粒子が全体の６０重量％以上を占めるシャ−プなものとなる。
【０１１２】
本形態では粒子化条件の調整により粒子径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲の粒子が全体の６０重量％以上、好ましくは６２量％以上、さらに好ましくは６５％以上、またさらに好ましくは６８％以上のものを得ることができる。
【０１１３】
体積平均粒子径Ｄが５μｍ未満の場合、マルチペーパーとして電子写真記録に用いた場合、紙層中の緊度が比較的高くなり、搬送時の紙送りに支障が出やすく、トナー転写時のドットの抜けが目立つ問題が顕在化し易くなる。更に、インクジェット記録においては、内添される多孔質な再生粒子のため、インクジェットインクの吸収性が高くなり、インクジェットインク中の染料や顔料が溶媒と共に用紙中に含浸され、発色濃度や鮮明さが低下する恐れがある。
【０１１４】
体積平均粒子径Ｄが１５μｍを超えると、用紙表面に存在する比較的粒径の大きい再生粒子凝集剤の存在割合が多くなり、マルチペーパーとして電子写真記録に用いた場合、感光ドラムや搬送機器の毀損や、粉落ちの問題が生じやすくなる。更に、インクジェット記録においては、インクジェットインクのニジミや局部的なインクエットインクの吸収が生じ易くなり、記録における精細さが欠ける問題が生じる。
【０１１５】
更に、灰分粒子の６０体積％以上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲を外れると、粒子分布がブロードな状態に成るが故に、電子写真記録時の搬送時の紙送りや機器の毀損、粉落ち、インクジェット記録時の記録適性が低下する問題が生じる。
【０１１６】
本形態では、上記の如き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、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。再生粒子を含む填料の添加率が４０％を越えると、紙力が低下するため、内添紙中に紙灰分として再生粒子を４〜１０質量％、より好ましくは５〜９質量％含むことが好ましい。
【０１１７】
本発明において、得られる再生粒子内添紙中の、内添用填料として前記再生粒子を少なくとも含む填料の含有量は、ＪＩＳ Ｐ ８２５１「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」に記載の方法に準拠して測定した灰分で３％以上、さらには５％以上となるように調整することが好ましく、また２０％以下、さらには１８％以下となるように調整することが好ましい。
【０１１８】
特に、再生粒子を内添用填料中に５０質量％以上の割合で含有させることが、その効果を遺憾なく発揮させることができる点から好ましい。
【０１１９】
内添用填料中の再生粒子の割合は、前記ＪＩＳ Ｐ ８２５１「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」に記載の方法にて灰化した後では含有量が曖昧になるため、ＪＩＳ Ｐ ８２２０「パルプ−離解方法」に記載の方法に準拠して離解したパルプから篩い分けを行い繊維分を取り除き、残留無機粒子を凍結真空乾燥した後、Ｘ線マイクロアナライザー（型番：ＥＭＡＸ２７７０、（株）日立製作所／（株）堀場製作所製）の加速電圧を１５ｋＶ、倍率を５０倍とし、白黒ポロライドフィルム（ポラロイド社製、８．５ｃｍ×１０．８ｃｍ）にて、Ｘ線マイクロアナライザーディスプレーのＸ線像を撮影して、再生粒子由来のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの存在部分が重なって示される白色部分の面積と他の無機成分の面積との面分析を行うことで概算算出することができる。
【０１２０】
灰分の含有量が、３％未満であると、得られる用紙の不透明性が低下し、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録における記録情報の精細性が低下し、特にインクジェット記録においては記載情報が透けて見えやすい問題が生じる。２０％を超えると、電子写真記録における複写機内での搬送に伴って灰分が脱落し易くなり、ハイバックグランド（転写工程で感光体に付着した紙粉中の填料が現像部で現像剤に混入すると、トナーと填料が逆極性の場合、凝集体が形成され、この凝集体が非画線部に現像される現象）や、ディリーション（感光体の暗所での電気抵抗の低下により、正常な静電潜像が得られなくなる現象）が発生する恐れがあると共に、インクジェット記録においては、フェザリングが発生し易くなったり、抄紙機におけるカレンダー処理において、平滑化の効果が発現され難くなって再生粒子内添紙の不透明度が低下し、プリントスルーが発生する恐れがあるほか、トナー定着性の効果が充分に発現されない恐れがある。更に、紙粉が落ち易くなると共に抄紙が困難になったり、紙力が低下するほか、密度が高くなり、電子写真印刷機上での走行性が低下したり、所望のサイズ効果が発現され難くなる。
【０１２１】
また本発明の再生粒子内添紙においては、前記ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して測定した灰分中の、酸化マグネシウムの含有量は７．５質量％以下であることが好ましい。灰分中の酸化マグネシウムは、通常、そのほとんどがいわゆるタルク（Ｍｇ2ＳｉＯ3の含水物）由来の無機物質であり、古紙パルプを原料として使用する際に、市中回収古紙に紛れて処理されるチラシや上質紙に含まれるものである。
【０１２２】
該酸化マグネシウムは、マルチペーパーとしての使用において、電子写真記録においては、酸化マグネシウムの滑り易くする性質から電子写真記録装置内で搬送トラブルや重送を起こしたり、紙粉を発生させる原因物質であると考えられ、インクジェット記録においては、インクジェットインクの吸収乾燥性を阻害し、部分的なインクの滲みを発生させる問題を生じやすくなる。
【０１２３】
したがって、本発明の再生粒子中に含まれる硬質物質の含有量低減と共に、灰分中の酸化マグネシウムの含有量が、好ましくは７．５質量％以下、さらに好ましくは６質量％以下、特に好ましくは４質量％以下となるように調整することで、得られる再生粒子内添紙に、さらに優れたマルチペーパーとしての電子写真印刷適性及びインクジェット記録適性を同時に付与することができる。
【０１２４】
なお、灰分中の酸化マグネシウムの含有量は０質量％に近いほど好ましく、該酸化マグネシウムは、フローテーション処理等の脱墨処理での脱墨フロスの抜き出し量の加減や、比較的粒度が大きいことを利用した比重差による精選処理等で除去する方法が提案されているが、実際のところ実用的ではない。酸化マグネシウムが、多くは市中回収古紙に含まれるチラシや上質紙から混入されることを考慮すると、脱墨古紙の選別が、好適な酸化マグネシウムの含有量の調整に最も効率的かつ効果的である。
【０１２５】
本形態において、パルプ及び填料を主原料とし、該填料のうち、前記再生粒子を少なくとも内添用填料として内添して得られる紙料スラリーには、通常紙に配合される種々の添加剤も配合することができる。紙料スラリーに添加する添加剤としては公知のものを用いることができ、例えば紙力増強剤としては澱粉類、植物性ガム、水性セルロース誘導体、ケイ酸ソーダ等が、サイズ剤としてはロジン、澱粉、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリビニルアルコール、アルキルケテンダイマー、ＡＳＡ（アルケニル無水こはく酸）、中性ロジン等が、また歩留り向上剤としてポリアクリルアミド及び共重合体、ケイ酸ソーダ等が挙げられる。更に必要に応じて染料、顔料等の色料を添加してもよい。かくして調製された紙料は、公知の抄紙機によって抄造することができる。抄紙機としては、例えば長網式抄紙機、オントップ式抄紙機、ツインワイヤー式抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の通常の湿式抄紙機を使用することが可能である。
【０１２６】
かくして得られる本発明の再生粒子内添紙は、好適にはその表面において、Ｘ線マイクロアナライザーを用いた面分析によるＸ線像で検出される、前記再生粒子の存在部分の面積が、前記Ｘ線像で検出される全面積の１０〜１００％であることが好ましい。
【０１２７】
このように、用紙表面において、Ｘ線像で検出される、再生粒子の存在部分の面積、すなわち該再生粒子由来のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの存在部分が重なって示される白色部分の面積が、全面積の１０〜１００％、好ましくは５０〜１００％であるので、再生粒子内添紙の表面において再生粒子が満遍なく存在し、マルチペーパーとして、より優れた電子写真印刷適性とインクジェット記録適性を同時に満足させることができる。
【０１２８】
すなわち、本発明の再生粒子の特徴である、湿式分散においてシャープな粒度分布を示し、過大な粒径の再生粒子の存在が少ないため、再生粒子が、再生粒子内添紙の表面上だけでなく、紙層中においても満遍なく存在し、好ましくは表面と内部とを比較すると、抄紙工程におけるウエットエンド調整やプレスパートでの脱水処理手段にて表面側に偏って存在させることにより、インクジェット記録においては、インクが極めて早く用紙に吸収され、インク乾燥性が向上し、それによって印刷時のドット径が必要以上に大きくならず、インクが重なって滲むことがない。したがって、より優れたインクジェット記録適性が再生粒子内添紙に付与され、鮮明なインクジェット記録を行うことが可能となる。
【０１２９】
さらに、前記再生粒子が、前記のとおり、再生粒子内添紙の表面上だけでなく、紙層中においても満遍なく存在することにより、電子写真印刷においては、該再生粒子による断熱効果と、その多孔性とによって、トナー中の熱溶融成分の癒着が容易になり、トナー定着性が向上し、トナーの脱落やトナー汚れ、印刷後の再生粒子内添紙間でのトナーによる接着が生じ難くなる。したがって、優れた電子写真印刷適性が再生粒子内添紙に付与され、鮮明な電子写真印刷を行うことが可能となる。
【０１３０】
かくして得られる再生粒子内添紙は、再生粒子が、紙中にＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た紙灰分として４〜１０質量％含有し、ＪＩＳ Ｐ ８１１８（１９９８）に準拠して測定した紙の密度が、０．８０ｇ／ｃｍ3以下であり、更にＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分を構成する粒子をレーザー解析式粒度分布測定装置で測定した際の、体積平均粒子径Ｄが０．１〜１０．０μｍであり、灰分粒子の６０体積％以上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲にあるとともに、本件発明における好適な摩擦条件においては、前記再生粒子内添紙の静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒である再生粒子内添紙を得ることができる。
【０１３１】
静摩擦係数が０．４０未満では、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録において重送等の搬送不良が生じやすく、静摩擦係数が０．６５を超えるとマルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録においてトナーの定着不良やインクジェット記録において精細な画像が得られにくい。
【０１３２】
なお、マルチペーパーとして、電子写真記録やインクジェット記録を高速にて行う最近の高速記録装置への適性を考慮すると、本件発明における第１燃焼炉での３００℃以上から５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満での低温燃焼、更には紙中灰分を３〜２０％に調整すること、第１燃焼炉に供給する原料の水分率を３５％以上にすることにより得られる再生粒子を用い、再生粒子内添紙の好適な摩擦条件として、静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒の範疇になるように、さらに公知の平坦化処理手段で再生粒子内添紙の表面性を向上すことが好ましい。
【０１３３】
本形態の再生粒子は、再生粒子中に含有される硬質物質が少なく、過大な再生粒子の割合も少なく、得られる再生粒子の粒度分布もシャープであるため、前記、静摩擦係数が０．４０〜０．６５かつ動摩擦係数が０．３５〜０．６０であり、ベック平滑度が２０〜５０秒の範疇への調整が、本件発明における第１燃焼炉での３００℃以上から５００℃未満特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満での低温燃焼、更には紙中灰分を３〜２０％に調整すること、第１燃焼炉に供給する原料の水分率を３５％以上にすることにより得られる再生粒子を用いること、公知の平坦化処理手段で再生粒子内添紙の表面性を向上すことで容易に得易い。
【０１３４】
本発明の再生粒子内添紙は、迅速熱伝導率計（型番：ＱＴＭ−５００、京都電子工業（株）製）にてボックス式プローブを用いて測定した熱伝導率が、坪量６４．０ｇ／ｍ2において、０．１５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以上、さらには０．１８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以上であることが好ましく、０．４０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下、さらには０．３８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であることが好ましい。熱伝導率をこのように調整することによって、特に、電子写真印刷におけるトナー定着用熱溶融性樹脂の溶融がより迅速になり、近年の高速電子写真印刷にも充分に適合した再生粒子内添紙が実現される。なお、該熱伝導率とは、ＪＩＳ Ｐ ８１１９（１９９８）「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠した、２０℃の条件下で湿度を６５％に調湿した再生粒子内添紙についての測定値である。
【０１３５】
熱伝導率が前記下限値未満では、トナーを用紙に固着するための、熱溶融性樹脂が再生粒子内添紙に転着し難くなり、トナー中のカーボンブラックのみが再生粒子内添紙に付着し、トナーの定着不良や再生粒子内添紙の汚れが生じる恐れがある。また逆に熱伝導率が前記上限値を超えると、用紙から熱が離散し、熱溶融性樹脂の溶融が不充分になり、やはりトナーの定着不良が生じる恐れがある。特に、近年の高速電子写真印刷においては、トナーへの加熱条件が極めて短時間になるため、用紙の熱伝導率が高過ぎると、トナーの定着不良が生じたり、印刷画像が不鮮明になる恐れが高まる。
【０１３６】
また本発明の再生粒子内添紙の坪量には特に限定がないが、マルチペーパーとして、少なくとも再生粒子を填料として内添することによる、重送、カール等を発生させないような搬送性、トナー定着性、フェザリング、滲み等を発生させないような印刷適性といった特性の向上効果が遺憾なく発揮されるには、３５〜１００ｇ／ｍ2程度、さらには４５〜８０ｇ／ｍ2程度であることが好ましい。
【０１３７】
本発明において、内添填料として用いられる再生粒子は、再生粒子中に含有される硬質物質が少なく、過大な再生粒子の割合も少なく、得られる再生粒子の粒度分布もシャープで多孔性でクッション性を有する凝集体であり、その多孔性がゆえに、カレンダー加工等による平坦化処理において、過度の平坦化による重送の発生を抑制することが可能であるとともに、多孔構造による吸放湿性を有し、環境の温湿度変化に伴う用紙変化に対して緩衝剤的な効果を発現する。特に、再生粒子を、再生粒子内添紙の内部よりも表層部に偏在させることで、より緩衝剤的な効果が醸し出されるので、従来の一般的な填料を内添した場合とは異なり、マルチペーパーとして、電子写真印刷においては、重送、カール等の問題やトナー定着性を改善することができ、インクジェット記録においては、染料系、顔料系といったインクの種類に関係なく、インク吸収乾燥性を向上させ、フェザリングや滲みの問題を改善することができる。
【０１３８】
さらに、本発明に用いられる再生粒子は、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを構成元素とする凝集体であるので、従来の一般的な填料とは異なり、紙中への歩留り率が高く、ウエットエンドにおける歩留り向上剤効果が発現され易く、Ｊ／Ｗ比、サクション圧の調整により容易に用紙の表層部に偏在させて抄紙することが可能であり、本発明の効果を充分に発揮させることができる。
【０１３９】
本発明の再生粒子内添紙は、パルプに、特定の粒子構成成分を有する再生粒子が内添用の填料として内添されており、該再生粒子が、表面上では満遍なく存在し、一方、表面と内部とを比較すると好ましくは表面に偏って存在し、しかも好ましくは灰分中の酸化マグネシウムの含有量が少ないので、インクジェット記録適性に優れると同時に電子写真印刷適性に優れ、紙質強度が高く、高品質で品質安定性にも優れたものである。
【０１４０】
再生粒子の添加は従来公知のいずれの場所でも行うことが可能であるが、原料配合チエストからインレットの間で行うことが好ましい。この間に添加することにより、再生粒子が分散しやすくなり、繊維への定着性がよくなる。その結果、填料の歩留りが向上する。また、再生粒子が繊維間の結合を阻害しないので、原紙の剛度が低下することもない。再生粒子をより均一に分散させ、繊維への定着を向上させるためには、できる限りインレットの近傍工程で添加することがより好ましい。
【実施例】
【０１４１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより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。
【０１４２】
〔試験例１〕
各種条件を変化させて、得られた再生粒子の品質を調べた。条件及び結果を表１及び表２に示した。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
結果によれば、実施例が比較例に対して優れていることがわかる。すなわち、製紙スラッジを使用する場合に比較して、脱墨フロスを使用すること、第１燃焼炉の温度が３００℃以上〜５００℃未満、特に４００℃〜５００℃未満、特に好ましくは、４００℃〜４５０℃未満であること、第１燃焼炉及び第２燃焼炉との組み合わせによること必須であることが分かる。また、各実施例内での相対評価として脱水水分、第１燃焼炉内の酸素濃度、滞留時間、第１燃焼工程後の未燃率、第２燃焼炉の型式など、上記説明でより好適であると説明した条件において、より優れていることが判る。なお、△の評価は問題があるとしても実施可能の範囲内であることを断っておく。
【０１４６】
なお、装置及び測定条件は、次に示すとおりである。
【０１４７】
（内熱キルン炉）：本体が横置きで中心軸周りに回転する、重油・ガスの混焼バーナーによる内熱キルン炉を用いた。
【０１４８】
（外熱キルン炉）：外熱電気キルン炉を用いた。
【０１４９】
（未燃率）：電気マッフル炉を予め６００℃に昇温後、ルツボに試料を入れ約３時間で完全燃焼させ、燃焼前後の重量変化から未燃分を算出した。
【０１５０】
（ワイヤー摩耗性）：プラスチックワイヤー摩耗度（日本フィルコン製 ３時間）、スラリー濃度２重量％で測定した。
【０１５１】
（生産性）：原料の脱水効率、生産性、粉砕に必要な電力を４段階評価し、最も効率の良かった条件を◎、良かったものを〇、いずれかに問題を見出したものを△、実操業困難なものを×とした。
【０１５２】
（品質安定性）：白色度、粒子径、一定時間間隔における生産量の各項目について、変動程度を測定し、変動が少ない順にランク付けを行い、上位６位までを◎、７位から１８位までを〇、１９位から３３位を△、それ以下を×とした。
【０１５３】
（見た目）：目視で再生粒子の色を比較判断し、白色、薄灰色、暗灰色に区分した。
【０１５４】
なお、比較例５における脱水工程では、スクリーンによって、脱水処理した製紙スラッジ（※１）をそのまま第１次燃焼炉に投入したものである。さらに比較例３〜８における「製紙スラッジ」とは、製紙工場の各製造部門から排出される総合排水処理設備における余剰汚泥を使用したものである。
【０１５５】
〔試験例２〕
ＴＭＰ（１８質量％）、ＤＩＰ（８２質量％）のパルプ原料に対し、前記試験例１に係る再生粒子を添加し、抽出ｐＨが６．５になるように抄紙して内添紙を得た。これらの内添紙について、各種の品質・特性を調べ、再生粒子の品質及び結果（紙質）を表３〜５に示した。
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
【表４】
【０１５８】
【表５】
【０１５９】
なお、測定、分析、評価等の条件は、次に示すとおりである。
【０１６０】
（再生粒子凝集体の構成割合）：Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＭＡＸ・Ｓ−２１５０／日立堀場製）により酸化物換算の成分分析を行った。
【０１６１】
（合計含有率）：粒子中の３成分の合計含有率を示した。
【０１６２】
（灰分）：ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して５２５℃で燃焼して得られた値である。
【０１６３】
（粒子径）：灰分の平均粒子径及び粒子径分布（粒度分布と表現することもある）は、次の方法によって求めた。
【０１６４】
（１）得られた灰分１０ｍｇを、３重量％濃度のヘキサメタリン酸ナトリウム（試薬一級）水溶液２００ミリリットル中に入れ、超音波分散機（出力８０ワット）で３分間分散させ、３時間放置する。
【０１６５】
（２）上記分散液をレーザー解析式粒度分布測定装置（マイクロトラック粒径分析計：日機装株式会社）により、粒径分布の測定を行う。分布は粒子直径に対する体積の分布であり、累積体積の中央値（メデイアン値）に対応する粒子径を平均粒子径μｍとして採用する。
【０１６６】
（吸油度）：ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準拠した測定した値である。
【０１６７】
（坪量）：ＪＩＳ Ｐ ８１２４に準拠した測定した値である。
【０１６８】
（密度）：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準拠した測定した値である。
【０１６９】
（画線部明瞭性）：再生粒子内添紙に、インクジェットプリンタ（Ｐｉｘｕｓ８５０ｉ：株式会社キャノン社製）により、黒インキで太さ１ポイントの細線を印刷した画像を目視にて画線部の明瞭性を判断した。◎：にじみ・かすれがない、○：にじみが見られるが使用に問題ない、△：にじみがはっきり分かる、×：にじみ・かすれとも多い。
【０１７０】
（熱伝導率）：ＪＩＳ Ｐ ８１１９−１９９８「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠した、２０℃の条件下で湿度を６５％に調湿した記録用紙について、迅速熱伝導率計（型番：ＱＴＭ−５００、京都電子工業（株）製）にてボックス式プローブを用いて測定した。
【０１７１】
（平滑度（ベック平滑度））：ＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠した測定した値である。
【０１７２】
（インク裏抜け）：目視にて、印刷後の用紙裏面を裏面から判断した。◎：裏面へのにじみがない、○：裏面へのにじみが見られるが使用に問題ない、△：裏面へのにじみがはっきり分かる、×：裏面へのにじみが多い。
【０１７３】
（トナー定着性）：再生粒子内添紙にＰＰＣ複写機（型番：５０５５、富士ゼロックス（株）製）で複写した、画像濃度が約１．４の画像部に、セロハンテープ（幅：１８ｍｍ、ニチバン（株）製）を、平坦な金属板上で、金属製の直径１０２ｍｍ、面長２５０ｍｍ、７５００ｇのロールにて、３００ｇ／ｃｍの線圧で貼付した。
【０１７４】
次いで、このセロハンテープを約１ｃｍ／秒の速度でテンシロン万能試験機を用い剥離し、剥離後の画像濃度を測定して、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比：画像濃度の比＝剥離後の画像濃度／剥離前の画像濃度を求めた。これら画像濃度の測定には、マクベス反射型濃度計（型番：ＲＤ−９１８、Ｍａｃｂｅｔｈ社製）を使用した。なお電子写真用転写紙としては、通常、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比で０．７以上が必要とされる。
【０１７５】
（静摩擦係数）：ＪＩＳ Ｐ ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に記載の方法に準拠し、記録用紙の表面と裏面とを横方向（ＣＤ方向）同士で擦った際の静摩擦係数を測定した。
【０１７６】
（動摩擦係数）：ＪＩＳ Ｐ ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に記載の水平方法に準拠して、再生粒子内添紙の表裏面間の横方向（ＣＤ方向）同士の動摩擦係数を測定した。
【０１７７】
（白色度）：ＪＩＳ Ｐ ８１４８（２００１）に準拠した測定した値である。
【０１７８】
（不透明度）：ＪＩＳ Ｐ ８１４９（２０００）に準拠した測定した値である。
【０１７９】
（粉落ち）：黒色ビニール上で、Ｂ５寸法裁断試料を２０枚束ねて５回軽く振ったさいの、粉落ちを目視で判断した。◎：粉落ちが見られない、〇：粉落ちは殆どない、△：粉落ちが見られる、×：粉落ちが多い。
【０１８０】
（搬送性）：
【０１８１】
（１）インクジェット印刷
【０１８２】
インクジェットプリンタ（型番：ＰＭ８００Ｃ、セイコーエプソン（株）製）に、Ａ４サイズの記録用紙を、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下で１００枚連続して給紙し、紙送りの状態及び紙詰まりの有無を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
【０１８３】
（評価基準）
◎：紙詰まりが全く生じず、紙送りがスムーズであった。
○：紙送りのスピードに一部変化が見られたが、紙詰まりは生じなかった。
△：紙送りがわるく、紙詰まりが生じた。
×：紙詰まりが著しかった。
【０１８４】
（２）電子写真記録
電子写真印刷機（型番：ＤｏｃｕＣｏｌｏｒ １２５０、富士ゼロックス（株）製）を用い、記録用紙５００枚に連続して、高精細カラーデジタル標準画像データ（ＩＳＯ／ＪＩＳ−ＳＣＩＤ、日本規格協会発行）Ｎ１からＮ４を出力し、以下の評価基準に基づいて評価した。
【０１８５】
（評価基準）
◎：搬送不良が全く生じなかった。
○：搬送不良が１回のみ生じた。
△：搬送不良が２〜５回生じた。
×：搬送不良が６回以上生じた。
【産業上の利用可能性】
【０１８６】
本発明は、特に、電子写真用紙、インクジェット記録用紙において、特に優れた特性を発揮する再生粒子内添紙として、適用可能である。
【符号の説明】
【０１８７】
１０…原料、１４…内熱キルン炉（第１燃焼炉）、３２…外熱（電気）キルン炉（第２燃焼炉）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、
前記燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、
前記第１燃焼炉において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている、
ことを特徴とする再生粒子内添紙。
【請求項２】
前記再生粒子内添紙表面の、
静摩擦係数が０．４０〜０．６５、動摩擦係数が０．３５〜０．６０、ベック平滑度が２０〜５０秒である、
請求項１記載の再生粒子内添紙。
【請求項３】
ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分が３〜２０％である、
請求項１又は請求項２記載の再生粒子内添紙。
【請求項４】
前記脱水後の原料の水分率が３５％以上で、
前記第１燃焼炉は、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り、
この内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、当該内熱キルン炉内に３００℃以上５００℃未満の熱風が吹き込まれている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の再生粒子内添紙。
【請求項１】
古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られた再生粒子を内添する再生粒子内添紙であって、
前記燃焼工程が、第１燃焼炉と第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燃焼炉とを有する、少なくとも２段階の燃焼工程を有し、
前記第１燃焼炉において３００℃以上〜５００℃未満で燃焼処理を行われ、得られた再生粒子が、内添填料として内添されている、
ことを特徴とする再生粒子内添紙。
【請求項２】
前記再生粒子内添紙表面の、
静摩擦係数が０．４０〜０．６５、動摩擦係数が０．３５〜０．６０、ベック平滑度が２０〜５０秒である、
請求項１記載の再生粒子内添紙。
【請求項３】
ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準拠して得た灰分が３〜２０％である、
請求項１又は請求項２記載の再生粒子内添紙。
【請求項４】
前記脱水後の原料の水分率が３５％以上で、
前記第１燃焼炉は、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り、
この内熱キルン炉内の酸素濃度が０．１％〜２０％となるように、当該内熱キルン炉内に３００℃以上５００℃未満の熱風が吹き込まれている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の再生粒子内添紙。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２２９５６１（Ｐ２０１０−２２９５６１Ａ）
【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２００９−７４９３７（Ｐ２００９−７４９３７）
【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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