含水物の破砕機及び再生粒子の製造方法
【課題】含水物を処理の対象とすることができる破砕機とする。
【解決手段】含水物１０が通過する筒体２１と、この筒体２１内において回転する網材３１とを設ける。網材３１が回転すると、この網材３１の表面３１Ｚが筒体２１内を通過中の含水物１０に衝突し、含水物１０が破砕される構成とする。
【解決手段】含水物１０が通過する筒体２１と、この筒体２１内において回転する網材３１とを設ける。網材３１が回転すると、この網材３１の表面３１Ｚが筒体２１内を通過中の含水物１０に衝突し、含水物１０が破砕される構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙スラッジ等の含水物の破砕機及びこの破砕機を用いた再生粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用という観点から、近年では、製紙スラッジを熱処理して再生粒子を製造するさまざまな方法が提案されている。そして、再生粒子を製造するにあたっては、得られる再生粒子の品質を均一化するために、熱処理する前に製紙スラッジの粒子径を制御するのが好ましいとされる。例えば、特許文献１は、段落［００１７］において「塗工紙排水汚泥を炉で焼却するに先立って、該排水汚泥を押出成形機で処理し、成形体を形成させる」としている。しかしながら、押出成形処理を行うと、再生粒子の製造効率が著しく低下する。
【０００３】
この点、粒子径を制御する高速な装置としては、破砕機が知られており、従来から種々の装置が開発されている。しかしながら、従来の破砕機は、木材、廃プラスチック、ペットボトル、ガラス、コンクリート、古紙等の剛性を有する物を破砕の対象とする。つまり、製紙スラッジ等の含水物は粘性を有するため、処理の対象として想定されていない。
【０００４】
なお、含水物たる建設汚泥を対象とする破砕装置（機）としては、特許文献２が存在する。しかしながら、同文献は、掘削物の破砕装置とするものの、粒子径を制御するために行う処理は造粒であり、造粒処理も再生粒子の製造効率を著しく低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７６２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−７４０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、含水物を処理の対象とすることができる破砕機、及び均質な再生粒子を得ることができながら、製造効率が低下するおそれのない再生粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材と、を有し、
前記網材が回転すると、この網材の表面が前記筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされている、
ことを特徴とする含水物の破砕機。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
前記筒体は円筒状で、上面開口に前記含水物の投入口が設けられ、下面開口に前記含水物の排出口が設けられ、前記投入口から投入された含水物が、前記筒体内を落下し、前記排出口から排出される構成とされ、
前記筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、
この回転軸体に前記網材が取り付けられている、
請求項１記載の含水物の破砕機。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
製紙スラッジを主原料とする含水物を、脱水及び熱処理して再生粒子を製造する方法であって、
前記含水物の水分率が３０〜５０％となるまで前記脱水を行い、
この脱水後の前記含水物を、請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから、前記熱処理を行う、
ことを特徴とする再生粒子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明のように、破砕機が、含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材とを有し、網材が回転すると、この網材の表面が筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされていると、含水物を破砕することができるようになる。
【００１１】
請求項２に係る発明のように、破砕機が、筒体は円筒状で、上面開口に含水物の投入口が設けられ、下面開口に含水物の排出口が設けられ、投入口から投入された含水物が、筒体内を落下し、排出口から排出される構成とされ、筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、この回転軸体に網材が取り付けられていると、例えば、含水物が落下移動する経路等に本破砕機を設置することのみで含水物を破砕することができ、含水物を破砕することによる製造効率の低下を防止することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明のように、含水物の水分率が３０〜５０％となるまで脱水を行い、この脱水後の含水物を、上記請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから熱処理を行うと、過剰な熱処理を抑えられ、得られる再生粒子の品質を均一化することができながら、製造効率が低下するおそれのない再生粒子の製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本形態の破砕機の模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】網材の正面模式図である。
【図５】網材による作用効果を説明するための図である。
【図６】網材の配置形態の変形例を示す図である。
【図７】再生粒子の製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
（含水物の破砕機）
本形態の破砕機は、古紙脱墨フロス等の製紙スラッジや建設汚泥などの含水物を破砕の対象とする。含水物の水分率は特に限定されるものではないが、水分率３０〜５０％の場合、特に水分率３５〜４５％の場合に、本破砕機が極めて有用なものとして機能する。水分率が低い場合は、含水物の粘性も低くなるため、本破砕機によらなくても破砕できる可能性がある。他方、水分率が高く、もはや液状といえる場合は、破砕によるか否かに関わらず、粒子径を制御するのが不可能になる。
【００１５】
なお、含水物が製紙スラッジである場合において、脱水後の製紙スラッジの平均粒子径は、通常４〜１００ｍｍとなっている。ここで「平均粒子径」は、目穴の異なる篩で篩い分けを行い、各篩い分けを行った被処理物の質量を測定し、この測定値の合計値が全体の５０質量％に相当する段階における篩の目穴の大きさであり、ＪＩＳ Ｚ ８８０１‐２：２０００に基づき、金属製の板ふるいを用いて測定した値である。
【００１６】
図１に示すように、本形態の破砕機２００は、含水物１０が通過する筒体２１と、この筒体２１内において回転する網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、から主になる。
【００１７】
筒体２１は、図３に示すように、横断面形状が円形状の円筒とされている。筒体２１の横断面形状は、例えば、楕円形状、多角形状、任意形状等とすることもできるが、円形状とするのが好適である。網材３１が回転すると気流が生じるが、筒体２１の横断面形状が円形状とされていると、当該気流が乱流となるのが防止され、含水物１０の粒子径を均一化するのが容易となる。また、筒体２１の横断面形状が円形状とされていると、当該気流によって、筒体２１の内周面に含水物１０が付着するのが防止される。
【００１８】
筒外２１の上面開口は天板２２で覆われ、この天板２２には、図２に示すように、含水物１０の投入口２３が形成されている。本形態では、この投入口２３から筒体２１内に含水物１０が投入されるが、例えば、筒体２１の上面開口を天板２２で覆わず、上面開口全面を含水物１０の投入口とすることもできる。
【００１９】
図示例では、投入口２３が方形状とされているが、例えば、円形状、楕円形状、多角形状、任意の形状等とすることもできる。また、投入口２３は１つに限定されず、例えば、含水物１０の粒子径をより均一化するという観点から、複数とすることもできる。
【００２０】
筒体２１の下面開口は開放されており、この下面開口から筒体２１内を通過した含水物１０が排出される。つまり、本形態においては、下面開口全面が含水物１０の排出口２４とされている。筒体２１の下面開口は図示しない底板等で覆うことができ、この底板等に含水物１０の排出口を形成することもできる。しかしながら、この形態によると、底板等の上に破砕後の含水物１０が堆積するため、本形態のように、筒体２１の下面開口は開放しておくのが好ましい。
【００２１】
筒体２１の軸心部には回転軸体４０が設けられている。この回転軸体４０は、図３に示すように、横断面円形状の円柱状とされており、この回転軸体４０の軸心と筒体２１の軸心とが一致するように配置されている。
【００２２】
回転軸体４０は、図示しないモーター等の駆動手段によって、軸心回りに回転させられる。図示例では、回転軸体４０の上端部に駆動力が伝達されるように構成されているが、回転軸体４０の下端部に駆動力が伝達されるように構成することもできる。ただし、前述したように、筒体２１の下面開口は開放するのが好ましいため、下面側には可及的に各種部材が配置されてないよう、回転軸体４０の上端部に駆動力が伝達されるように構成するのが好ましい。
【００２３】
回転軸体４０には、図１及び図３に示すように、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）が取り付けられており、回転軸体４０の回転に伴って、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）も、筒体２１（回転軸体４０）の軸心を中心に回転するように構成されている。このように網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）が回転すると、この網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）の表面が筒体２１内を通過中の含水物１０に衝突する。結果、含水物１０が破砕され、平均粒子径が小さく、かつ均一になる。この含水物１０の破砕は、図５の（ａ）に示すように、網材３１の線部３１Ｘに衝突した含水物１０ａから、網材３１の孔部３１Ｙ内を通過する含水物１０ｂがちぎれることで、実現される。この点、含水物１０は粘性を有するため、図５の（ｂ）に示すように、含水物１０を単なる板材３９と衝突させた場合は、含水物１０が破砕されず、扁平化されるのみである。
【００２４】
網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）としては、例えば、ひし形金網、クリンプ金網、フラットトップ金網等の金網のほか、パンチングメタル、アートメタル、エキスパンドメタル等を使用することができるが、エキスパンドメタルを用いるのが好ましい。エキスパンドメタルは、パンチングメタル等と異なり、図４中に拡大して示すように、線部３１Ｘの径Ｌ１が全体にわたって均一であるため、エキスパンドメタルを用いると、含水物１０の粒子径が均一化する。また、ひし形金網等によると線材が重なる部分（交点部分）に含水物１０が付着する可能性があるが、エキスパンドメタルによると、当該付着が防止される。
【００２５】
本形態において、網材３１は、線部３１Ｘの径Ｌ１を４〜７ｍｍとし、各孔部３１Ｙの面積を８００〜１１００ｍｍ2とするのが好ましく、線部３１Ｘの径Ｌ１を４．５〜６．０ｍｍとし、各孔部３１Ｙの面積を８５０〜１０５０ｍｍ2とするのがより好ましい。破砕後の含水物１０の平均粒子径は、通常、線部３１Ｘの径Ｌ１に比例するが、線部３１Ｘの径Ｌ１が同一でも各孔部３１Ｙの面積が狭過ぎると、何度も線部３１Ｘに衝突する含水物１０の割合が増え、破砕された含水物１０の粒子径分布（粒度分布）が小径側においてブロードになるおそれがある。この点、各孔部３１Ｙを囲う線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２は、特に限定されないが、通常、２０〜３０ｍｍ、好ましくは２１．８〜２６．４ｍｍである。最短離間距離Ｌ２が短過ぎると、孔部３１Ｙの面積が上記範囲内であったとしても、破砕された含水物１０の粒子径が小径側においてブロードになるおそれがある。
【００２６】
他方、線部３１Ｘの径Ｌ１が同一でも各孔部３１Ｙの面積が広過ぎると、線部３１Ｘに衝突しない含水物１０の割合が増え、破砕された含水物１０の粒子径分布（粒度分布）が大径側においてブロードになるおそれがある。
【００２７】
ここで、エキスパンドメタルを用いる場合は、図５の（ａ）中に拡大して示すように、各線部３１Ｘが斜め方向を向くところ、各線部３１Ｘの径Ｌ１、各孔部３１Ｙの面積及び各線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２は、それぞれ正面視での径、面積、距離とする。
【００２８】
本形態において、網材３１は、例えば、図４に示すように、金属製の型枠３３によって囲い、剛性を高めることができる。
【００２９】
また、網材３１は、図５に示すように、表面３１Ｚが上下方向に広がるように、つまり表面３１Ｚが回転軸体４０の軸心に沿うように備えることもできるが、図１に示すように、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）の回転先方側の表面３１Ｚが下方に傾くように備えるのが好ましい。この傾ける形態によると、網材３１の回転に伴って上昇気流が生じるのが防止され、筒体２１内を下降する含水物１０の流れが乱れるのが防止される。結果、破砕後の含水物１０の粒子径がより均一化される（粒子径分布がシャープになる）。このように網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）を傾けて備える場合、その傾け角α（図１参照）は特に限定されず、例えば、７０〜９０°とすることができる。
【００３０】
さらに、網材３１は、上下方向に関して何枚備えるかも特に限定されず、１枚とすることのほか、２枚、３枚又はそれ以上の複数枚とすることもできる。図１の例では、上側網材３１Ａと下側網材３１Ｂとの合計２枚が、上下方向に連続するように備えられている。
【００３１】
この点、網材３１を回転軸体４０に取り付けるにあたって、回転軸体４０の径との関係で、複数枚の網材３１を上下方向に、かつ傾けて取り付けるのが難しいようであれば、図１に示すように、固定部材３２を介して各網材３１Ａ，３１Ｂを回転軸体４０に取り付けてもよい。
【００３２】
本形態においては、図６の（ａ）に示すように、網材３１ａが回転軸体４０の外周面から筒体２１の内周面に向かって延出するように取り付けられており、また、平面視で１８０°位相する２箇所に取り付けられている。ただし、この取り付けは、３箇所以上の複数箇所とすることや、１箇所とすることもできる。網材３１ａを増やすと、得られる含水物１０の平均粒子径が小さくなる傾向にあり、網材３１ａを減らすと、得られる含水物１０の平均粒子径が大きくなる傾向にある。
【００３３】
もっとも、得られる含水物１０の平均粒子径は、網材３１ａ（回転軸体４０）の回転速度とも関係し、回転速度を上げると得られる含水物１０の平均粒子径が小さくなる傾向にあり、回転速度を下げると得られる含水物１０の平均粒子径が大きくなる傾向にある。したがって、本形態の破砕機２００によると、網材３１の回転速度を変化させるのみで、得られる含水物１０の平均粒子径を制御することができる。網材３１（回転軸体４０）の回転速度は、特に限定されないが、例えば、２００〜８００ｒｐｍ、好ましくは３００〜５００ｒｐｍとすることができる。
【００３４】
この他、例えば、図６の（ｂ）に示すように、回転軸体４０ｂの外周面に、１枚の網材３１ｂを取り付け、この１枚の網材３１ｂを回転することや、図６の（ｃ）に示すように、筒体２１の内周面に網材３１ｃを取り付け、回転軸体を設けず、筒体２１を回転することによって、含水物１０を破砕することもできる。ただし、装置構成を簡易にするという観点からは、回転軸体を設ける方が好ましい。
【００３５】
（再生粒子の製造方法）
次に、本形態の破砕機２００を用いた再生粒子の製造方法について説明する。
図７に示すように、本形態の製造方法においては、製紙スラッジを主原料（５０質量％以上）とする含水物１０から、再生粒子を製造する。
【００３６】
含水物１０の主原料となる製紙スラッジは、例えば、パルプ等の繊維成分、澱粉や合成樹脂接着剤等の有機物、填料や塗工用顔料等の無機物などが利用されずに排水中へ移行したもの、パルプ化工程等で発生するリグニンや微細繊維、古紙由来の填料や印刷インキ、生物排水処理工程から生じる余剰汚泥などからなる。また、例えば、古紙パルプ製造工程において印刷インキ等を除去する脱墨工程や製紙用原料を回収して洗浄する洗浄工程に由来する固形成分等を含有していてもよい。
【００３７】
ただし、古紙パルプ製造工程においては、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産するために、選定、選別を行った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比率、量等は、基本的に一定になる。しかも、本形態の再生粒子の製造方法において未燃率の変動要因となるビニールやフィルム等のプラスチック類が、古紙中に含まれていても、これらは脱墨フロスが生成される脱墨工程に至る前段階の例えば、パルパーやスクリーン、クリーナー等で除去される。したがって、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、脱墨フロスは、極めて安定した品質の再生粒子を製造するための含水物１０の好適な原料となる。
【００３８】
含水物１０は、脱水設備１００において、公知の脱水機等を用いて脱水する。ただし、この脱水は、例えば、スクリーンによって含水物１０の水分率が７０〜９０％となるまで脱水し、次いで、スクリュープレスによって含水物１０の水分率が３０〜５０％となるまで脱水するというように、多段で行うのが好ましい。含水物１０の脱水を多段で行うことで、急激な脱水が避けられ、無機物の流出を抑制することができ、しかも、含水物１０のフロックが硬くなり過ぎるのを防止することができる。
【００３９】
ここで含水物１０の「水分率」は、定温乾燥機を用い、当該乾燥機内に試料（含水物）を静置し、約１０５℃で６時間以上保持することで質量変動を認めなくなった時点を乾燥後質量とし、下記式にて乾燥前後の質量測定結果より算出した値である。
水分率（％）＝（乾燥前質量−乾燥後質量）÷乾燥前質量×１００
【００４０】
脱水後の含水物１０は、熱処理設備３００において熱処理するに先立って、前述した破砕機２００で破砕する。この破砕は、含水物１０の平均粒子径が２．５〜１２．５ｍｍとなるように、好ましくは２．５〜７．０ｍｍとなるように、より好ましくは２．５〜４．０ｍｍとなるように行う。含水物１０の平均粒子径が２．５ｍｍを下回ると、後段の熱処理において過剰な熱処理が生じ易くなる。他方、含水物１０の平均粒子径が１２．５ｍｍを上回ると、含水物１０を表面部から芯部まで均一に熱処理するのが困難になる。この平均粒子径の調節は、例えば、前述したように網材３１（回転軸体４０）の回転速度や、線部３１Ｘの径Ｌ１、孔部３１Ｙの面積、孔部３１Ｙを囲う線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２等の網材３１の仕様を変化させることによって実現することができる。
【００４１】
ここで含水物１０の「平均粒子径」は、目穴の異なる篩で篩い分けを行い、各篩い分けを行った試料（含水物）の質量を測定し、この測定値の合計値が全体の５０質量％に相当する段階における篩の目穴の大きさであり、ＪＩＳ Ｚ ８８０１‐２：２０００に基づき、金属製の板ふるいを用いて測定した値である。
【００４２】
本形態においては、筒体２１内を通過中の含水物１０に当該筒体２１内において回転する網材３１の表面が衝突することのみによって含水物１０が破砕されるため、製造効率が低下するおそれがない。また、特に図示例では、筒体２１の上面に含水物１０の投入口２３が設けられ、筒体２１の下面に含水物１０の排出口２４が設けられ、投入口２３から投入された含水物１０が、筒体２１内を自由落下し、排出口２４から排出される構成とされている。したがって、例えば、脱水設備１００の下方に熱処理設備３００を配置し、含水物１０を脱水設備１００から熱処理設備３００に配管等を通して自由落下させ、この自由落下の過程で含水物１０を破砕するということができる。この形態によれば、既存設備の変更を、最小限に抑えることができる。
【００４３】
破砕機２００で破砕した含水物１０は、熱処理設備３００において乾燥、熱分解、燃焼等の熱処理を行う。この熱処理は、１つの装置で連続的に行うこともできるが、少なくとも乾燥と他の熱処理とは、各別の装置で行うのが好ましい。
【００４４】
含水物１０を乾燥する乾燥装置としては、例えば、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉等の公知の乾燥装置を用いることができる。ただし、本形態においては、含水物１０を熱気流に同伴させて乾燥する「気流乾燥装置」を用いるのが好ましい。気流乾燥装置を用いると、含水物１０が、乾燥されるのと同時に、圧縮力が加えられることなく大きな分散力（含水物１０を分散させる力）をもって分散されるため、含水物１０が全体にわたって均一に乾燥され、しかも本乾燥処理の後段で行う他の熱処理がより均一かつ確実に行われるようになり、品質が均一化した再生粒子を安定的に製造することができるようになる。なお、気流乾燥装置としては、例えば、新日本海重工業社製の商品名：クダケラ等の装置を例示することができる。
【００４５】
本形態において、含水物１０を乾燥するための温度は、特に限定されず、例えば、２００〜６００℃、好ましくは３００〜５００℃、より好ましくは３００〜４００℃とすることができる。本形態において、含水物１０は、脱水され、更に破砕されているため、わずか１〜３秒で水分率０〜５％になるまで、より好ましくは水分率０〜３％になるまで、特に好ましくは水分率０〜１％になるまで乾燥される。また、含水物１０は、水分が蒸発した次の瞬間には乾燥装置から排出されるため、意図しない有機物の熱分解・燃焼等の熱処理が生じるおそれもない。なお、含水物１０の「水分率」は、前述したとおりである。
【００４６】
乾燥後の含水物１０（乾燥後であるため、以下、被処理物１０という。）は、例えば、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉等の公知の熱処理装置を用いて、熱分解、燃焼等の熱処理をする。この熱処理は、１つの装置で行うこともできるが、直列的に設けられた２つの装置で行うのが好ましく、直列的に設けられた３つの装置で行うのがより好ましい。
【００４７】
また、３つの装置に分けて熱処理する場合は、炉本体内の温度が順に高くなるように制御するのが好ましく、第１の熱処理装置において２５０〜３７０℃、第２の熱処理装置において３６０〜４００℃、第３の熱処理装置において５５０〜７８０℃となるように制御するのがより好ましい。これは、以下の理由からである。
すなわち、被処理物（含水物）１０の主原料となる製紙スラッジは、各種有機物（有機成分）を含有し、この有機物のなかには、紙由来の２２０℃近傍で発熱量のピークをもつアクリル系有機物、３２０℃近傍で発熱量のピークをもつセルロース、４２０℃近傍で発熱量のピークをもつスチレン系有機分が含まれる。これらの有機分を他の有機分と一緒に熱処理して除去しようとすると、２００〜３００℃で熱分解される有機分が発火、過燃焼するため、熱処理制御が困難となり、白色度の低下のみならず、ゲーレナイトやアノーサイト等の硬質物質の生成をまねく。そこで、まず、第１の熱処理装置において、所定の高発熱量成分（アクリル系有機物及びセルロース）を被処理物１０から熱処理除去し、もって過燃焼を抑え、硬質物質の生成を抑制する。また、第１の熱処理装置において被処理物１０に含まれるアクリル系有機物及びセルロースを熱分解ガス化し、第２の熱処理装置において被処理物１０に含まれるスチレン系有機物を熱分解ガス化することで、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く、均一かつ安定的に再生粒子を得ることができる。そして、第３の熱処理装置においては、被処理物１０に含まれる残カーボン等を含む有機物が、効率良く熱処理除去され、また、過燃焼によって生じる硬質物質の生成が抑えられる。なお、セルロースの熱分解ガスの発火温度はスチレンの熱分解温度を下回るため、第１の熱処理装置においてセルロースを熱分解除去してしまい、スチレンは第２の熱処理装置において熱分解するのが好適である。
【００４８】
第１〜第３の熱処理装置としては、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉等を用いることもできるが、横型回転キルン炉を用いるのが好適である。また、この横型回転キルン炉は、熱処理効率を重視して内熱式とすることも、熱処理制御の容易性を重視して外熱式とすることもできるが、第１及び第２の熱処理装置は外熱式とし、第３の熱処理装置は内熱式とするのが好適である。第１及び第２の熱処理装置が熱処理の対象とする被処理物１０は、アクリル系有機物や、セルロース、スチレン系有機物等の高発熱量成分を含むため、被処理物１０が発火し易い状態にある。したがって、炉本体内は低酸素濃度であるのが好ましく、外熱式のキルン炉が好適に用いられる。他方、第３の熱処理装置が熱処理の対象とする被処理物１０は、高発熱量成分を含まないため、被処理物１０が発火し難い状態にあり、また、相対的に高温で熱処理するため、内熱式のキルン炉が好適に用いられる。
【００４９】
熱処理設備３００において熱処理された被処理物１０は、平均粒子径が１５．０μｍ以下となるように、好ましくは０．１〜１０．０μｍとなるように、より好ましくは１．０〜５．０μｍとなるように粉砕することができる。
【００５０】
この粉砕後の被処理物１０の平均粒子径は、試料（被処理物）のスラリーをレーザー回折方式の粒度分布径（型番：ＳＡ−ＬＤ−２２００、島津製作所製）を用いて測定した体積平均粒子径（Ｄ５０）である。
【００５１】
本形態において、被処理物１０の粉砕方法は特に限定されず、例えば、ジェットミルや高速回転式ミル等の乾式粉砕機、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などを用いることができる。
【００５２】
この粉砕を行った被処理物１０は、好適には凝集体であり、冷却機等において冷却した後、振動篩機等の粒径選別機により選別をし、再生粒子としてサイロに一時貯留し、適宜製紙用の填料や顔料等の用途先に仕向けることができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の試験例を示し、もって本発明の破砕機が含水物を処理の対象とできることを明らかにする。
製紙スラッジを原料とする含水物を、本形態の破砕機（網材として、大信鋼業株式会社製のエキスパンドメタル（ＸＧ ２１）を使用）によって破砕する試験を行った。試験は網材の回転速度を変えて複数回行った。結果を表１に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１から、回転速度を変化させることのみによって破砕後の含水物の粒子径を制御できることが分かる。また、破砕しない場合とともに、破砕し過ぎた場合も燃焼安定性が劣ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、製紙スラッジ等の含水物の破砕機及びこの破砕機を用いた再生粒子の製造方法として適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…含水物（被処理物）、２１…筒体、２２…天板、２３…投入口、２４…排出口、３１，３１Ａ，３１Ｂ…網材、４０…回転軸体、１００…脱水設備、２００…破砕機、３００…熱処理設備。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙スラッジ等の含水物の破砕機及びこの破砕機を用いた再生粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用という観点から、近年では、製紙スラッジを熱処理して再生粒子を製造するさまざまな方法が提案されている。そして、再生粒子を製造するにあたっては、得られる再生粒子の品質を均一化するために、熱処理する前に製紙スラッジの粒子径を制御するのが好ましいとされる。例えば、特許文献１は、段落［００１７］において「塗工紙排水汚泥を炉で焼却するに先立って、該排水汚泥を押出成形機で処理し、成形体を形成させる」としている。しかしながら、押出成形処理を行うと、再生粒子の製造効率が著しく低下する。
【０００３】
この点、粒子径を制御する高速な装置としては、破砕機が知られており、従来から種々の装置が開発されている。しかしながら、従来の破砕機は、木材、廃プラスチック、ペットボトル、ガラス、コンクリート、古紙等の剛性を有する物を破砕の対象とする。つまり、製紙スラッジ等の含水物は粘性を有するため、処理の対象として想定されていない。
【０００４】
なお、含水物たる建設汚泥を対象とする破砕装置（機）としては、特許文献２が存在する。しかしながら、同文献は、掘削物の破砕装置とするものの、粒子径を制御するために行う処理は造粒であり、造粒処理も再生粒子の製造効率を著しく低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７６２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−７４０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、含水物を処理の対象とすることができる破砕機、及び均質な再生粒子を得ることができながら、製造効率が低下するおそれのない再生粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材と、を有し、
前記網材が回転すると、この網材の表面が前記筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされている、
ことを特徴とする含水物の破砕機。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
前記筒体は円筒状で、上面開口に前記含水物の投入口が設けられ、下面開口に前記含水物の排出口が設けられ、前記投入口から投入された含水物が、前記筒体内を落下し、前記排出口から排出される構成とされ、
前記筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、
この回転軸体に前記網材が取り付けられている、
請求項１記載の含水物の破砕機。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
製紙スラッジを主原料とする含水物を、脱水及び熱処理して再生粒子を製造する方法であって、
前記含水物の水分率が３０〜５０％となるまで前記脱水を行い、
この脱水後の前記含水物を、請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから、前記熱処理を行う、
ことを特徴とする再生粒子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明のように、破砕機が、含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材とを有し、網材が回転すると、この網材の表面が筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされていると、含水物を破砕することができるようになる。
【００１１】
請求項２に係る発明のように、破砕機が、筒体は円筒状で、上面開口に含水物の投入口が設けられ、下面開口に含水物の排出口が設けられ、投入口から投入された含水物が、筒体内を落下し、排出口から排出される構成とされ、筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、この回転軸体に網材が取り付けられていると、例えば、含水物が落下移動する経路等に本破砕機を設置することのみで含水物を破砕することができ、含水物を破砕することによる製造効率の低下を防止することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明のように、含水物の水分率が３０〜５０％となるまで脱水を行い、この脱水後の含水物を、上記請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから熱処理を行うと、過剰な熱処理を抑えられ、得られる再生粒子の品質を均一化することができながら、製造効率が低下するおそれのない再生粒子の製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本形態の破砕機の模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】網材の正面模式図である。
【図５】網材による作用効果を説明するための図である。
【図６】網材の配置形態の変形例を示す図である。
【図７】再生粒子の製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
（含水物の破砕機）
本形態の破砕機は、古紙脱墨フロス等の製紙スラッジや建設汚泥などの含水物を破砕の対象とする。含水物の水分率は特に限定されるものではないが、水分率３０〜５０％の場合、特に水分率３５〜４５％の場合に、本破砕機が極めて有用なものとして機能する。水分率が低い場合は、含水物の粘性も低くなるため、本破砕機によらなくても破砕できる可能性がある。他方、水分率が高く、もはや液状といえる場合は、破砕によるか否かに関わらず、粒子径を制御するのが不可能になる。
【００１５】
なお、含水物が製紙スラッジである場合において、脱水後の製紙スラッジの平均粒子径は、通常４〜１００ｍｍとなっている。ここで「平均粒子径」は、目穴の異なる篩で篩い分けを行い、各篩い分けを行った被処理物の質量を測定し、この測定値の合計値が全体の５０質量％に相当する段階における篩の目穴の大きさであり、ＪＩＳ Ｚ ８８０１‐２：２０００に基づき、金属製の板ふるいを用いて測定した値である。
【００１６】
図１に示すように、本形態の破砕機２００は、含水物１０が通過する筒体２１と、この筒体２１内において回転する網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、から主になる。
【００１７】
筒体２１は、図３に示すように、横断面形状が円形状の円筒とされている。筒体２１の横断面形状は、例えば、楕円形状、多角形状、任意形状等とすることもできるが、円形状とするのが好適である。網材３１が回転すると気流が生じるが、筒体２１の横断面形状が円形状とされていると、当該気流が乱流となるのが防止され、含水物１０の粒子径を均一化するのが容易となる。また、筒体２１の横断面形状が円形状とされていると、当該気流によって、筒体２１の内周面に含水物１０が付着するのが防止される。
【００１８】
筒外２１の上面開口は天板２２で覆われ、この天板２２には、図２に示すように、含水物１０の投入口２３が形成されている。本形態では、この投入口２３から筒体２１内に含水物１０が投入されるが、例えば、筒体２１の上面開口を天板２２で覆わず、上面開口全面を含水物１０の投入口とすることもできる。
【００１９】
図示例では、投入口２３が方形状とされているが、例えば、円形状、楕円形状、多角形状、任意の形状等とすることもできる。また、投入口２３は１つに限定されず、例えば、含水物１０の粒子径をより均一化するという観点から、複数とすることもできる。
【００２０】
筒体２１の下面開口は開放されており、この下面開口から筒体２１内を通過した含水物１０が排出される。つまり、本形態においては、下面開口全面が含水物１０の排出口２４とされている。筒体２１の下面開口は図示しない底板等で覆うことができ、この底板等に含水物１０の排出口を形成することもできる。しかしながら、この形態によると、底板等の上に破砕後の含水物１０が堆積するため、本形態のように、筒体２１の下面開口は開放しておくのが好ましい。
【００２１】
筒体２１の軸心部には回転軸体４０が設けられている。この回転軸体４０は、図３に示すように、横断面円形状の円柱状とされており、この回転軸体４０の軸心と筒体２１の軸心とが一致するように配置されている。
【００２２】
回転軸体４０は、図示しないモーター等の駆動手段によって、軸心回りに回転させられる。図示例では、回転軸体４０の上端部に駆動力が伝達されるように構成されているが、回転軸体４０の下端部に駆動力が伝達されるように構成することもできる。ただし、前述したように、筒体２１の下面開口は開放するのが好ましいため、下面側には可及的に各種部材が配置されてないよう、回転軸体４０の上端部に駆動力が伝達されるように構成するのが好ましい。
【００２３】
回転軸体４０には、図１及び図３に示すように、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）が取り付けられており、回転軸体４０の回転に伴って、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）も、筒体２１（回転軸体４０）の軸心を中心に回転するように構成されている。このように網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）が回転すると、この網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）の表面が筒体２１内を通過中の含水物１０に衝突する。結果、含水物１０が破砕され、平均粒子径が小さく、かつ均一になる。この含水物１０の破砕は、図５の（ａ）に示すように、網材３１の線部３１Ｘに衝突した含水物１０ａから、網材３１の孔部３１Ｙ内を通過する含水物１０ｂがちぎれることで、実現される。この点、含水物１０は粘性を有するため、図５の（ｂ）に示すように、含水物１０を単なる板材３９と衝突させた場合は、含水物１０が破砕されず、扁平化されるのみである。
【００２４】
網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）としては、例えば、ひし形金網、クリンプ金網、フラットトップ金網等の金網のほか、パンチングメタル、アートメタル、エキスパンドメタル等を使用することができるが、エキスパンドメタルを用いるのが好ましい。エキスパンドメタルは、パンチングメタル等と異なり、図４中に拡大して示すように、線部３１Ｘの径Ｌ１が全体にわたって均一であるため、エキスパンドメタルを用いると、含水物１０の粒子径が均一化する。また、ひし形金網等によると線材が重なる部分（交点部分）に含水物１０が付着する可能性があるが、エキスパンドメタルによると、当該付着が防止される。
【００２５】
本形態において、網材３１は、線部３１Ｘの径Ｌ１を４〜７ｍｍとし、各孔部３１Ｙの面積を８００〜１１００ｍｍ2とするのが好ましく、線部３１Ｘの径Ｌ１を４．５〜６．０ｍｍとし、各孔部３１Ｙの面積を８５０〜１０５０ｍｍ2とするのがより好ましい。破砕後の含水物１０の平均粒子径は、通常、線部３１Ｘの径Ｌ１に比例するが、線部３１Ｘの径Ｌ１が同一でも各孔部３１Ｙの面積が狭過ぎると、何度も線部３１Ｘに衝突する含水物１０の割合が増え、破砕された含水物１０の粒子径分布（粒度分布）が小径側においてブロードになるおそれがある。この点、各孔部３１Ｙを囲う線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２は、特に限定されないが、通常、２０〜３０ｍｍ、好ましくは２１．８〜２６．４ｍｍである。最短離間距離Ｌ２が短過ぎると、孔部３１Ｙの面積が上記範囲内であったとしても、破砕された含水物１０の粒子径が小径側においてブロードになるおそれがある。
【００２６】
他方、線部３１Ｘの径Ｌ１が同一でも各孔部３１Ｙの面積が広過ぎると、線部３１Ｘに衝突しない含水物１０の割合が増え、破砕された含水物１０の粒子径分布（粒度分布）が大径側においてブロードになるおそれがある。
【００２７】
ここで、エキスパンドメタルを用いる場合は、図５の（ａ）中に拡大して示すように、各線部３１Ｘが斜め方向を向くところ、各線部３１Ｘの径Ｌ１、各孔部３１Ｙの面積及び各線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２は、それぞれ正面視での径、面積、距離とする。
【００２８】
本形態において、網材３１は、例えば、図４に示すように、金属製の型枠３３によって囲い、剛性を高めることができる。
【００２９】
また、網材３１は、図５に示すように、表面３１Ｚが上下方向に広がるように、つまり表面３１Ｚが回転軸体４０の軸心に沿うように備えることもできるが、図１に示すように、網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）の回転先方側の表面３１Ｚが下方に傾くように備えるのが好ましい。この傾ける形態によると、網材３１の回転に伴って上昇気流が生じるのが防止され、筒体２１内を下降する含水物１０の流れが乱れるのが防止される。結果、破砕後の含水物１０の粒子径がより均一化される（粒子径分布がシャープになる）。このように網材３１（３１Ａ，３１Ｂ）を傾けて備える場合、その傾け角α（図１参照）は特に限定されず、例えば、７０〜９０°とすることができる。
【００３０】
さらに、網材３１は、上下方向に関して何枚備えるかも特に限定されず、１枚とすることのほか、２枚、３枚又はそれ以上の複数枚とすることもできる。図１の例では、上側網材３１Ａと下側網材３１Ｂとの合計２枚が、上下方向に連続するように備えられている。
【００３１】
この点、網材３１を回転軸体４０に取り付けるにあたって、回転軸体４０の径との関係で、複数枚の網材３１を上下方向に、かつ傾けて取り付けるのが難しいようであれば、図１に示すように、固定部材３２を介して各網材３１Ａ，３１Ｂを回転軸体４０に取り付けてもよい。
【００３２】
本形態においては、図６の（ａ）に示すように、網材３１ａが回転軸体４０の外周面から筒体２１の内周面に向かって延出するように取り付けられており、また、平面視で１８０°位相する２箇所に取り付けられている。ただし、この取り付けは、３箇所以上の複数箇所とすることや、１箇所とすることもできる。網材３１ａを増やすと、得られる含水物１０の平均粒子径が小さくなる傾向にあり、網材３１ａを減らすと、得られる含水物１０の平均粒子径が大きくなる傾向にある。
【００３３】
もっとも、得られる含水物１０の平均粒子径は、網材３１ａ（回転軸体４０）の回転速度とも関係し、回転速度を上げると得られる含水物１０の平均粒子径が小さくなる傾向にあり、回転速度を下げると得られる含水物１０の平均粒子径が大きくなる傾向にある。したがって、本形態の破砕機２００によると、網材３１の回転速度を変化させるのみで、得られる含水物１０の平均粒子径を制御することができる。網材３１（回転軸体４０）の回転速度は、特に限定されないが、例えば、２００〜８００ｒｐｍ、好ましくは３００〜５００ｒｐｍとすることができる。
【００３４】
この他、例えば、図６の（ｂ）に示すように、回転軸体４０ｂの外周面に、１枚の網材３１ｂを取り付け、この１枚の網材３１ｂを回転することや、図６の（ｃ）に示すように、筒体２１の内周面に網材３１ｃを取り付け、回転軸体を設けず、筒体２１を回転することによって、含水物１０を破砕することもできる。ただし、装置構成を簡易にするという観点からは、回転軸体を設ける方が好ましい。
【００３５】
（再生粒子の製造方法）
次に、本形態の破砕機２００を用いた再生粒子の製造方法について説明する。
図７に示すように、本形態の製造方法においては、製紙スラッジを主原料（５０質量％以上）とする含水物１０から、再生粒子を製造する。
【００３６】
含水物１０の主原料となる製紙スラッジは、例えば、パルプ等の繊維成分、澱粉や合成樹脂接着剤等の有機物、填料や塗工用顔料等の無機物などが利用されずに排水中へ移行したもの、パルプ化工程等で発生するリグニンや微細繊維、古紙由来の填料や印刷インキ、生物排水処理工程から生じる余剰汚泥などからなる。また、例えば、古紙パルプ製造工程において印刷インキ等を除去する脱墨工程や製紙用原料を回収して洗浄する洗浄工程に由来する固形成分等を含有していてもよい。
【００３７】
ただし、古紙パルプ製造工程においては、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産するために、選定、選別を行った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比率、量等は、基本的に一定になる。しかも、本形態の再生粒子の製造方法において未燃率の変動要因となるビニールやフィルム等のプラスチック類が、古紙中に含まれていても、これらは脱墨フロスが生成される脱墨工程に至る前段階の例えば、パルパーやスクリーン、クリーナー等で除去される。したがって、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、脱墨フロスは、極めて安定した品質の再生粒子を製造するための含水物１０の好適な原料となる。
【００３８】
含水物１０は、脱水設備１００において、公知の脱水機等を用いて脱水する。ただし、この脱水は、例えば、スクリーンによって含水物１０の水分率が７０〜９０％となるまで脱水し、次いで、スクリュープレスによって含水物１０の水分率が３０〜５０％となるまで脱水するというように、多段で行うのが好ましい。含水物１０の脱水を多段で行うことで、急激な脱水が避けられ、無機物の流出を抑制することができ、しかも、含水物１０のフロックが硬くなり過ぎるのを防止することができる。
【００３９】
ここで含水物１０の「水分率」は、定温乾燥機を用い、当該乾燥機内に試料（含水物）を静置し、約１０５℃で６時間以上保持することで質量変動を認めなくなった時点を乾燥後質量とし、下記式にて乾燥前後の質量測定結果より算出した値である。
水分率（％）＝（乾燥前質量−乾燥後質量）÷乾燥前質量×１００
【００４０】
脱水後の含水物１０は、熱処理設備３００において熱処理するに先立って、前述した破砕機２００で破砕する。この破砕は、含水物１０の平均粒子径が２．５〜１２．５ｍｍとなるように、好ましくは２．５〜７．０ｍｍとなるように、より好ましくは２．５〜４．０ｍｍとなるように行う。含水物１０の平均粒子径が２．５ｍｍを下回ると、後段の熱処理において過剰な熱処理が生じ易くなる。他方、含水物１０の平均粒子径が１２．５ｍｍを上回ると、含水物１０を表面部から芯部まで均一に熱処理するのが困難になる。この平均粒子径の調節は、例えば、前述したように網材３１（回転軸体４０）の回転速度や、線部３１Ｘの径Ｌ１、孔部３１Ｙの面積、孔部３１Ｙを囲う線部３１Ｘの最短離間距離Ｌ２等の網材３１の仕様を変化させることによって実現することができる。
【００４１】
ここで含水物１０の「平均粒子径」は、目穴の異なる篩で篩い分けを行い、各篩い分けを行った試料（含水物）の質量を測定し、この測定値の合計値が全体の５０質量％に相当する段階における篩の目穴の大きさであり、ＪＩＳ Ｚ ８８０１‐２：２０００に基づき、金属製の板ふるいを用いて測定した値である。
【００４２】
本形態においては、筒体２１内を通過中の含水物１０に当該筒体２１内において回転する網材３１の表面が衝突することのみによって含水物１０が破砕されるため、製造効率が低下するおそれがない。また、特に図示例では、筒体２１の上面に含水物１０の投入口２３が設けられ、筒体２１の下面に含水物１０の排出口２４が設けられ、投入口２３から投入された含水物１０が、筒体２１内を自由落下し、排出口２４から排出される構成とされている。したがって、例えば、脱水設備１００の下方に熱処理設備３００を配置し、含水物１０を脱水設備１００から熱処理設備３００に配管等を通して自由落下させ、この自由落下の過程で含水物１０を破砕するということができる。この形態によれば、既存設備の変更を、最小限に抑えることができる。
【００４３】
破砕機２００で破砕した含水物１０は、熱処理設備３００において乾燥、熱分解、燃焼等の熱処理を行う。この熱処理は、１つの装置で連続的に行うこともできるが、少なくとも乾燥と他の熱処理とは、各別の装置で行うのが好ましい。
【００４４】
含水物１０を乾燥する乾燥装置としては、例えば、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉等の公知の乾燥装置を用いることができる。ただし、本形態においては、含水物１０を熱気流に同伴させて乾燥する「気流乾燥装置」を用いるのが好ましい。気流乾燥装置を用いると、含水物１０が、乾燥されるのと同時に、圧縮力が加えられることなく大きな分散力（含水物１０を分散させる力）をもって分散されるため、含水物１０が全体にわたって均一に乾燥され、しかも本乾燥処理の後段で行う他の熱処理がより均一かつ確実に行われるようになり、品質が均一化した再生粒子を安定的に製造することができるようになる。なお、気流乾燥装置としては、例えば、新日本海重工業社製の商品名：クダケラ等の装置を例示することができる。
【００４５】
本形態において、含水物１０を乾燥するための温度は、特に限定されず、例えば、２００〜６００℃、好ましくは３００〜５００℃、より好ましくは３００〜４００℃とすることができる。本形態において、含水物１０は、脱水され、更に破砕されているため、わずか１〜３秒で水分率０〜５％になるまで、より好ましくは水分率０〜３％になるまで、特に好ましくは水分率０〜１％になるまで乾燥される。また、含水物１０は、水分が蒸発した次の瞬間には乾燥装置から排出されるため、意図しない有機物の熱分解・燃焼等の熱処理が生じるおそれもない。なお、含水物１０の「水分率」は、前述したとおりである。
【００４６】
乾燥後の含水物１０（乾燥後であるため、以下、被処理物１０という。）は、例えば、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉、キルン炉等の公知の熱処理装置を用いて、熱分解、燃焼等の熱処理をする。この熱処理は、１つの装置で行うこともできるが、直列的に設けられた２つの装置で行うのが好ましく、直列的に設けられた３つの装置で行うのがより好ましい。
【００４７】
また、３つの装置に分けて熱処理する場合は、炉本体内の温度が順に高くなるように制御するのが好ましく、第１の熱処理装置において２５０〜３７０℃、第２の熱処理装置において３６０〜４００℃、第３の熱処理装置において５５０〜７８０℃となるように制御するのがより好ましい。これは、以下の理由からである。
すなわち、被処理物（含水物）１０の主原料となる製紙スラッジは、各種有機物（有機成分）を含有し、この有機物のなかには、紙由来の２２０℃近傍で発熱量のピークをもつアクリル系有機物、３２０℃近傍で発熱量のピークをもつセルロース、４２０℃近傍で発熱量のピークをもつスチレン系有機分が含まれる。これらの有機分を他の有機分と一緒に熱処理して除去しようとすると、２００〜３００℃で熱分解される有機分が発火、過燃焼するため、熱処理制御が困難となり、白色度の低下のみならず、ゲーレナイトやアノーサイト等の硬質物質の生成をまねく。そこで、まず、第１の熱処理装置において、所定の高発熱量成分（アクリル系有機物及びセルロース）を被処理物１０から熱処理除去し、もって過燃焼を抑え、硬質物質の生成を抑制する。また、第１の熱処理装置において被処理物１０に含まれるアクリル系有機物及びセルロースを熱分解ガス化し、第２の熱処理装置において被処理物１０に含まれるスチレン系有機物を熱分解ガス化することで、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く、均一かつ安定的に再生粒子を得ることができる。そして、第３の熱処理装置においては、被処理物１０に含まれる残カーボン等を含む有機物が、効率良く熱処理除去され、また、過燃焼によって生じる硬質物質の生成が抑えられる。なお、セルロースの熱分解ガスの発火温度はスチレンの熱分解温度を下回るため、第１の熱処理装置においてセルロースを熱分解除去してしまい、スチレンは第２の熱処理装置において熱分解するのが好適である。
【００４８】
第１〜第３の熱処理装置としては、ストーカー炉、流動床炉、サイクロン炉等を用いることもできるが、横型回転キルン炉を用いるのが好適である。また、この横型回転キルン炉は、熱処理効率を重視して内熱式とすることも、熱処理制御の容易性を重視して外熱式とすることもできるが、第１及び第２の熱処理装置は外熱式とし、第３の熱処理装置は内熱式とするのが好適である。第１及び第２の熱処理装置が熱処理の対象とする被処理物１０は、アクリル系有機物や、セルロース、スチレン系有機物等の高発熱量成分を含むため、被処理物１０が発火し易い状態にある。したがって、炉本体内は低酸素濃度であるのが好ましく、外熱式のキルン炉が好適に用いられる。他方、第３の熱処理装置が熱処理の対象とする被処理物１０は、高発熱量成分を含まないため、被処理物１０が発火し難い状態にあり、また、相対的に高温で熱処理するため、内熱式のキルン炉が好適に用いられる。
【００４９】
熱処理設備３００において熱処理された被処理物１０は、平均粒子径が１５．０μｍ以下となるように、好ましくは０．１〜１０．０μｍとなるように、より好ましくは１．０〜５．０μｍとなるように粉砕することができる。
【００５０】
この粉砕後の被処理物１０の平均粒子径は、試料（被処理物）のスラリーをレーザー回折方式の粒度分布径（型番：ＳＡ−ＬＤ−２２００、島津製作所製）を用いて測定した体積平均粒子径（Ｄ５０）である。
【００５１】
本形態において、被処理物１０の粉砕方法は特に限定されず、例えば、ジェットミルや高速回転式ミル等の乾式粉砕機、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などを用いることができる。
【００５２】
この粉砕を行った被処理物１０は、好適には凝集体であり、冷却機等において冷却した後、振動篩機等の粒径選別機により選別をし、再生粒子としてサイロに一時貯留し、適宜製紙用の填料や顔料等の用途先に仕向けることができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の試験例を示し、もって本発明の破砕機が含水物を処理の対象とできることを明らかにする。
製紙スラッジを原料とする含水物を、本形態の破砕機（網材として、大信鋼業株式会社製のエキスパンドメタル（ＸＧ ２１）を使用）によって破砕する試験を行った。試験は網材の回転速度を変えて複数回行った。結果を表１に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１から、回転速度を変化させることのみによって破砕後の含水物の粒子径を制御できることが分かる。また、破砕しない場合とともに、破砕し過ぎた場合も燃焼安定性が劣ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、製紙スラッジ等の含水物の破砕機及びこの破砕機を用いた再生粒子の製造方法として適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…含水物（被処理物）、２１…筒体、２２…天板、２３…投入口、２４…排出口、３１，３１Ａ，３１Ｂ…網材、４０…回転軸体、１００…脱水設備、２００…破砕機、３００…熱処理設備。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材と、を有し、
前記網材が回転すると、この網材の表面が前記筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされている、
ことを特徴とする含水物の破砕機。
【請求項２】
前記筒体は円筒状で、上面開口に前記含水物の投入口が設けられ、下面開口に前記含水物の排出口が設けられ、前記投入口から投入された含水物が、前記筒体内を落下し、前記排出口から排出される構成とされ、
前記筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、
この回転軸体に前記網材が取り付けられている、
請求項１記載の含水物の破砕機。
【請求項３】
製紙スラッジを主原料とする含水物を、脱水及び熱処理して再生粒子を製造する方法であって、
前記含水物の水分率が３０〜５０％となるまで前記脱水を行い、
この脱水後の前記含水物を、請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから、前記熱処理を行う、
ことを特徴とする再生粒子の製造方法。
【請求項１】
含水物が通過する筒体と、この筒体内において回転する網材と、を有し、
前記網材が回転すると、この網材の表面が前記筒体内を通過中の含水物に衝突する構成とされている、
ことを特徴とする含水物の破砕機。
【請求項２】
前記筒体は円筒状で、上面開口に前記含水物の投入口が設けられ、下面開口に前記含水物の排出口が設けられ、前記投入口から投入された含水物が、前記筒体内を落下し、前記排出口から排出される構成とされ、
前記筒体の軸心部に回転軸体が設けられ、
この回転軸体に前記網材が取り付けられている、
請求項１記載の含水物の破砕機。
【請求項３】
製紙スラッジを主原料とする含水物を、脱水及び熱処理して再生粒子を製造する方法であって、
前記含水物の水分率が３０〜５０％となるまで前記脱水を行い、
この脱水後の前記含水物を、請求項１又は請求項２記載の含水物の破砕機で、平均粒子径２．５〜１２．５ｍｍに破砕してから、前記熱処理を行う、
ことを特徴とする再生粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２５１２３８（Ｐ２０１１−２５１２３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２６０７３（Ｐ２０１０−１２６０７３）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【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２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（３９００２９１４８）大王製紙株式会社 (2,041)
【Ｆターム（参考）】
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