JP2001262002A - 顔料塗工古紙の脱墨スラッジを原料とする白色顔料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄する脱墨スラッジを原料として、これか
ら白色顔料の製造を行う場合に、製造が容易かつ安価で
あり、得られる白色顔料は、品質が、白色度及び明度が
高く、これを製紙用顔料に用いた抄紙ワイヤーの摩耗量
が少なく、これを製紙用顔料に用いた用紙の不透明度が
焼成クレーを用いた時の値と同等なものである。 【構成】 顔料塗工古紙からパルプ分を回収する脱墨工
程より廃棄する脱墨スラッジを原料として、これを脱水
乾燥した後、一次燃焼として温度４００〜７００℃で有
機分を炭化し、一次粉砕として粗粉砕し、更に、二次燃
焼として温度６５０〜７００℃で炭化した有機分を燃焼
し、二次粉砕として平均粒子径を０．５〜５μｍに粉砕
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、古紙からパルプ分
を回収する際に廃棄物となる脱墨スラッジから白色顔料
を回収する、顔料塗工古紙の脱墨スラッジを原料とする
白色顔料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紙の需要は、情報提供手段の一つとして
年々増加しているが、一方で利用済となって廃棄される
紙もまた益々増加してきている。これらの一部は、パル
プ資源の再利用の観点から古紙として集められ、そのパ
ルプ分が取り出されて再び紙の原料として供されてい
る。

【０００３】しかし、その古紙の利用率が高まるに連れ
て、古紙からパルプ分を取り出す脱墨工程から廃棄物と
して排出される脱墨スラッジの発生量も増加しこれの対
処に悩まされている。また古紙の中でも特に顔料塗工古
紙を主体としたその脱墨工程から排出される脱墨スラッ
ジは、他の新聞や無塗工紙を主体とした脱墨スラッジに
比較して、無機物を多く含んだものが、多量に発生する
こととなるのでその処理や処分に苦慮している。

【０００４】これまでこの顔料塗工古紙から廃棄される
脱墨スラッジの処理は、焼却炉で焼却し焼却灰として、
その一部をセメントの原料やインターロッキング用加工
材や土壌の改良剤等に再利用しているものの、大部分は
産業廃棄物処分地で埋め立て処分としている。しかし産
業廃棄物処分地の確保が、その付近の住民の反対などに
よって、益々困難になってきている現状から、年々その
処分費も嵩んできている。本発明者らは、この脱墨スラ
ッジを原料とし、これから白色顔料を取り出して製紙用
原料に再利用することができないか鋭意検討を行ったも
のである。

【０００５】一方、このようなスラッジから無機物を回
収して製紙用原料として再利用する試みとしては次に示
す二つの文献がある。第１文献の特開平１１−３１０７
３２号公報、名称「焼却灰を原料とした白色顔料とその
製造方法」の記載には、製紙工場の排水処理工程から生
じる製紙スラッジを焼却炉で温度約８００℃で焼却して
得た焼却灰を、温度５００〜１１００℃にて再燃焼し、
分散剤を添加してスラリー化したのち、湿式分散にて粒
径を平均粒径０．１〜１０μｍとする、フォトボルトに
よる白色度の測定値が７０％以上の白色顔料の製造方法
である。

【０００６】第２文献の特開平１０−２９８１８号公
報、名称「排出物に由来する固定含有物の処理」の記載
には、工業的なプラントまたはプロセスからの、有機物
と無機粒子物質（かなりの量の炭酸カルシウムを含む）
とを含む固体の水性懸濁液からなる水性排出物中に含ま
れ、もしくは該水性排出物から得られる固体含有物を処
理する方法であって、該方法が、前記固体含有物に熱処
理プロセス（２段階以上で適用する）を施す工程を有す
るものにおいて、前記熱処理は温度が６００℃〜８００
℃の範囲に維持され、存在する炭酸カルシウムの５０重
量％を越える分解を生じることなく有機材料の燃焼を生
じさせて、実質的に有機物質を含まない粒状炭酸カルシ
ウムを含有する無機材料を製造する方法である。

【０００７】この処理を要約すると、製紙プラントまた
は古紙処理プラントから排出される排出物を脱水して２
段階以上の熱処理を行い、該熱処理温度を６００℃〜８
００℃の範囲に維持することによって、摩耗性の小さい
粒状炭酸カルシウムを含有する無機材料を得るものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１文献で得
られる白色顔料の白色度は、Ｔａｐｐｉ−５３４ｐｍ−
７６法に準じたフォトボルトによる測定値が７０％以上
と低いものであって、この白色顔料を塗工用製紙顔料と
して利用する場合には、高い白色度を要求される上質紙
系の印刷用紙の顔料としての適用は難しいものである。
またこの白色顔料を内添用製紙顔料としても利用する旨
の記載もあるが、内添用に用いた時の抄紙操業性、即
ち、抄紙ワイヤーの摩耗性については、検討がなされて
いないのでその実用性については定かではない。

【０００９】一方、第２文献で得られる無機材料では、
ＩＳＯ明度が６５〜７１程度で、これを磨耗グラインデ
ィングミルの中での擦り潰し加工した後でも、そのＩＳ
Ｏ明度は７０〜７４程度であって、得られた無機材料の
明度はかなり低く、この場合も上質紙系の印刷用紙の顔
料としての適用は難しいものである。また、得られる無
機材料は、最後に磨耗グラインディングミルによって擦
り潰しているが、有機物を燃焼した後の最終段階での擦
り潰しには大きなエネルギーを要するものになると考え
られる。

【００１０】また発明者らが、本発明に使用した原料を
用いて、第２文献に記載されている処理によって無機材
料の製造を行い、得られたものの明度及び抄紙用ワイヤ
ーの摩耗量について測定した結果では、ＩＳＯ明度が９
５．５、抄紙ワイヤーの摩耗量は２２μｍであって、本
発明によって得た白色顔料のこれらの測定結果であるＩ
ＳＯ明度９６．８、抄紙ワイヤーの摩耗量１６μｍに比
較していずれも劣るものとなった。この結果から推定す
ると、明度については原料の違いからこの程度の差は起
こり得るとしても、抄紙ワイヤーの摩耗量ではかなり大
きな値を示しているので、この無機材料を実機で内添用
製紙顔料として使用した場合には、抄紙ワイヤーの摩耗
が酷く短期間で破損してしまうことが想定され、実用性
に乏しいと判断されるものである。

【００１１】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、廃棄する脱墨スラッジを原料として用い、これから
白色顔料を得る場合に、容易かつ安価に製造でき、ま
た、得られる白色顔料の品質が、白色度及び明度の値が
高く、これを製紙用顔料に用いた抄紙ワイヤーの摩耗量
が少なく、これを製紙用顔料に用いた用紙の不透明度が
焼成クレーを用いた時の値と同等なものである、顔料塗
工古紙の脱墨スラッジを原料とする白色顔料の製造方法
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、顔料塗工古紙からパルプ分を回収す
る脱墨工程より廃棄される脱墨スラッジを原料として、
これを脱水、乾燥した後、燃焼炉で一次燃焼として温度
４００〜７００℃で有機分を炭化し、粉砕機で一次粉砕
として粗粉砕し、更に、燃焼炉で二次燃焼として温度６
５０〜７００℃で炭化した上記有機分を燃焼し、粉砕機
で二次粉砕として平均粒子径を０．５〜５μｍに粉砕し
て、白色顔料とすること、第２に、前記一次粉砕を平均
粒子径で１〜３０μｍとしたことを要旨とするものであ
る。

【００１３】請求項１記載の本発明によれば、一次燃焼
ではその温度を４００〜７００℃に、二次燃焼ではその
温度を６５０〜７００℃にしたので、脱墨スラッジに含
まれる炭酸カルシウムが酸化カルシウムに分解されるこ
とが殆どない状態で、脱墨スラッジに含まれる有機分だ
けを炭化又は燃焼することとなって、柔らかく多孔性に
なっている白色度及び明度が高い、抄紙用ワイヤーの摩
耗量の小さい白色顔料となる。

【００１４】また、得た白色顔料は、ＩＳＯ白色度が８
０％以上、ＩＳＯ明度が９２以上、これを内添用製紙顔
料に用いた抄紙用ワイヤーの摩耗試験機によるワイヤー
摩耗量が２０μｍ以下、及びこれを製紙顔料に用いた用
紙の不透明度が、焼成クレーを用いた時の不透明度の値
と同等、の各値を保持したものとなって、内添用製紙顔
料として、或いは、塗工用製紙顔料として好ましく利用
できるものとなる。

【００１５】更に、その白色顔料の製造が容易であり、
柔らかく多孔性になっているので一次及び二次の粉砕エ
ネルギーは小さく、製造コストの安価な製造方法であ
る。加えて、これまで脱墨スラッジを焼却炉で焼却して
焼却灰としていた処理費と、産業廃棄物処分地を確保し
た上で、前記焼却灰を埋め立て処分とする処分費とがな
くなることに加えて、新たに自社の生産工程で原料とし
て使用できる白色顔料を生むこととなり、これらを総合
した差引のメリットは極めて大きいものとなる。

【００１６】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、一次粉砕の平均粒子径を１〜３０μｍとした
ので、表面積が適度に増大することとなって、二次燃焼
で未燃カーボンを効率よく燃焼させることができ、その
燃焼の際には体積収縮が起こって元の粒子径より小さい
粒子径の白色顔料になると推定されるので、柔らかく多
孔性で角のとれた微細粒子の白色度及び明度の高い白色
顔料が得られることとなる。この柔らかく多孔性で角の
とれた特性は、これを内添用製紙顔料として用いた時
に、抄紙用ワイヤーの摩耗性に顕著な効果が生ずるもの
となる。また、二次粉砕における粉砕をより容易なもの
にすることもできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の顔料塗工古紙の脱
墨スラッジを原料とする白色顔料の製造方法の実施の形
態を説明する。本発明の顔料塗工古紙の脱墨スラッジを
原料とする白色顔料の製造方法は、顔料塗工古紙からパ
ルプ分を回収する脱墨工程から不要分として廃棄される
脱墨スラッジを原料として採用し、これから内添用製紙
顔料や塗工用製紙顔料として利用できる白色顔料を得る
製造方法である。

【００１８】その製造方法の手順は、大きく５工程に分
けて行うものである。先ず第１工程では、脱墨スラッジ
の前処理として、脱墨スラッジ溶液のｐＨを硫酸でｐＨ
＝７程度に中和し、これに高分子凝集剤を添加して脱墨
スラッジの固形分を凝集させ脱水機で脱水し、必要によ
りパドルミキサーなどによって１〜４ｍｍ程度に粗解砕
して、乾燥した後燃焼炉へ送る。

【００１９】第２工程では、燃焼炉で一次燃焼として、
温度４００〜７００℃で脱墨スラッジに含まれる有機分
を炭化させる。ここで一次燃焼の温度をこの範囲とした
理由は、有機分を炭化させることを主眼としたものであ
って、これ以下の温度では炭化に時間が掛かることとな
り、これ以上の温度では詳細は後述するが、脱墨スラッ
ジに含まれる炭酸カルシウムが酸化カルシウムに熱分解
する反応が急激に進むこととなって好ましくないのであ
る。またその燃焼時間としては、燃焼炉の種類や大きさ
や設定温度等に左右されるが通常は１〜２０分程度であ
る。

【００２０】第３工程では、燃焼炉から炭化させた脱墨
スラッジを取り出して、粉砕機によって粗粉砕するもの
で、好ましくは、その平均粒子径を１〜３０μｍに粉砕
するものである。ここで平均粒子径を１〜３０μｍに設
定した理由は、最終的に得られる白色顔料のワイヤーの
摩耗性が顕著に改善されること、粗大な粒子を無くして
二次燃焼で炭化した有機分を容易に燃焼できること、二
次燃焼後に残留する未燃カーボンを最小限に抑えるこ
と、二次粉砕における粉砕を容易にすること等によるも
のであって、数多く行った実験から得られたものであ
る。

【００２１】第４工程では、二次燃焼として、再びこれ
を燃焼炉へ送り温度６５０〜７００℃で、炭化した有機
分を燃焼させて未燃カーボンのないものとする。ここで
の二次燃焼の温度をこの範囲とした理由は、炭化した有
機分を燃焼させて未燃カーボンのないものにすることを
主眼としたものであって、これ以下の温度では時間が掛
かることとなり、これ以上の温度では前述の一次燃焼の
場合と同様に好ましくないのである。またその燃焼時間
としては、燃焼炉の種類や大きさ等に左右されるが通常
は３０〜１２０分程度である。

【００２２】最後に第５工程では、二次燃焼によって未
燃カーボンを無くしたものを粉砕機によって、その平均
粒子径を０．５〜５μｍに粉砕し微細粒子の白色顔料と
するものである。ここでこのような平均粒子径の範囲に
した理由は、製紙用として内添用製紙顔料や塗工用製紙
顔料に利用する場合に、その分散性、摩耗性、白色度、
明度及び不透明度への影響を考慮して、この範囲が最適
であると判断し設定したものである。

【００２３】前記顔料塗工古紙とは、アート紙、コート
紙のように上質紙等の上に白色顔料と接着剤を主体とし
た塗料をコーティングして、より高度な印刷を可能とし
た印刷用紙の古紙であって、利用済となったカタログ、
パンフレット、写真集及びこれらの印刷所において印刷
工程で発生する不良紙等を回収したものである。

【００２４】前記脱墨スラッジとは、前記顔料塗工古紙
からパルプ分を回収する一連の処理工程において、その
脱墨工程から廃棄物として排出されるスラッジであっ
て、成分としては無機質分が６５〜７５％、有機質分が
２５〜３５％程度に含むものである。

【００２５】前記内添用製紙顔料とは、抄紙機で紙を抄
く時に、予め抄紙種に添加しておく白色顔料であって、
抄いた紙に平滑性、不透明性、筆記性および印刷適性等
を付与するものである。

【００２６】前記塗工用製紙顔料とは、より高度な印刷
ができる印刷用紙として、上質紙等の上に顔料や接着剤
を主体とした塗料をコーティングするが、その際に塗料
の顔料として用いる主として白色顔料である。

【００２７】前記高分子凝集剤は、前記脱墨スラッジに
含まれる固形分を凝集、脱水させる助剤であって、通常
は、カチオン性又はノニオン性高分子凝集剤が前記脱墨
スラッジの固形分に対して０．２〜０．４％程度に用い
るものである。

【００２８】前記脱水機は、前述の凝集させた脱墨スラ
ッジを集めて、更にその固形分を２５〜６５％程度（水
分としては３５〜７５％程度）に脱水させる装置であっ
て、この脱水機にはスクリュープレス、遠心脱水機、ベ
ルトプレス等を用いるものである。

【００２９】前記燃焼炉は、前述の脱水させた脱墨スラ
ッジを一次燃焼では温度４００〜７００℃で炭化させ、
二次燃焼では温度６５０〜７００℃で未燃カーボンを燃
焼させる装置であって、一次燃焼の燃焼炉にはサイクロ
ン型燃焼炉を、二次燃焼の燃焼炉にはロータリーキル
ン、流動焙焼炉等を用いるものである。

【００３０】前記粉砕機は、前述の脱墨スラッジを炭化
させた粒体を平均粒子径を１〜３０μｍに粉砕したり、
二次燃焼によって未燃カーボンを無くした粒体を平均粒
子径を０．５〜５μｍに粉砕して微粒子の白色顔料とす
る装置であって、これにはケージミル、衝撃式ミル、リ
ングロールミル等を用いるものである。

【００３１】前述のような本発明の顔料塗工古紙の脱墨
スラッジを原料とする白色顔料の製造方法では、特に次
の２点が重要なポイントとなっている。第１点は、一次
燃焼と二次燃焼の間で、脱墨スラッジを炭化させた状態
の下で、一次粉砕として粉砕機によってその平均粒子径
を１〜３０μｍに粉砕して粗大な粒子を含まないものと
することにある。このように脱墨スラッジを炭化させた
状態で粉砕する理由は、この炭化させたものを二次燃焼
として温度７００℃以下で燃焼させ、その後に二次粉砕
して得た白色顔料と、一次粉砕を行わずにそのまま二次
燃焼及び粉砕処理して得た白色顔料とでは、抄紙用ワイ
ヤーの摩耗性に顕著な差が認められ、一次粉砕が極めて
重要であることを示すからである。

【００３２】また、炭化させた状態で粉砕することは、
極めて柔らかく粉砕し易い状態での粉砕であって、その
粉砕エネルギーは小さくて済むものになると考えられ
る。そしてこの後で行う二次燃焼では、この一次粉砕に
よって平均粒子径が１〜３０μｍに粉砕してあるので表
面積が増大しているため、短時間に未燃カーボンを効率
よく燃焼させることができ、白色度や明度が高く、柔ら
かく多孔性の白色顔料が容易に得られることとなるので
ある。また、二次燃焼の際には体積収縮が起こって、元
の粒子径よりも小さい粒子径になると推定されるので、
二次粉砕に要する粉砕エネルギーも小さいものとなり、
一次粉砕と二次粉砕を合わせた総粉砕エネルギーは、最
後に一段で粉砕する粉砕エネルギーに比べて少ない粉砕
エネルギーで済むと考えられる。

【００３３】第２点は、脱水した脱墨スラッジは、燃焼
炉で一次燃焼と二次燃焼とに分けて処理することにあ
る。そしてその一次燃焼では脱水した脱墨スラッジを燃
焼して炭化させることを主眼とし、その二次燃焼では炭
化した有機分を燃焼して未燃カーボンを無くすことを主
眼とするものである。また、一次燃焼及び二次燃焼のい
ずれに於いても、その温度は７００℃以下で処理するこ
とである。

【００３４】ここでこのような温度以下で処理すること
は、脱墨スラッジの中に含まれる炭酸カルシウムが酸化
カルシウムとなる分解反応を極力抑えて、製紙顔料とし
て有用な炭酸カルシウムの含有量をできるだけ多く含有
するものにすること、また酸化カルシウムとなってしま
ったものを再び炭酸カルシウムに戻すには手間やコスト
が掛かるのでこれを避けたいことからである。

【００３５】また、逆にこのような温度以上で処理する
と酸化カルシウムの一部が脱墨スラッジに含まれるナト
リウム分の介在で、脱墨スラッジの中に含まれるカオリ
ンと焼結してガラス化し極めて硬度の高い物質に変化し
て、粉砕機で微粒子に粉砕することが困難になること、
そしてこのガラス化したもの等を含んだ白色顔料を内添
用製紙顔料に用いると抄紙ワイヤーの摩耗が激しいもの
となってしまうこと、等の問題が生じて、得られた白色
顔料は、内添用製紙顔料や塗工用製紙顔料として不適当
なものとなってしまうのである。

【００３６】このような白色顔料の製造方法は、その製
造が容易であり、柔らかく多孔性になっているので一次
及び二次の粉砕エネルギーは小さく、製造コストの安価
な製造方法である。加えて、これまで脱墨スラッジを焼
却炉で焼却して焼却灰としていた処理費と、産業廃棄物
処分地を確保した上で、前記焼却灰を埋め立て処分とす
る処分費とがなくなることに加えて、新たに自社の生産
工程で原料として使用できる白色顔料を生むこととな
り、これらを総合した差引のメリットは極めて大きいも
のとなる。

【００３７】また、得た前記白色顔料の品質は、これを
製紙用顔料として内添用製紙顔料や塗工用製紙顔料に利
用する場合に、これまでの経験則からＩＳＯ白色度が８
０％以上、ＩＳＯ明度が９２以上、これを製紙顔料に用
いた抄紙用ワイヤーの摩耗試験機によるワイヤー摩耗量
が２０μｍ以下、及びこれを用いた用紙の不透明度の値
が焼成クレーを用いた場合のその値と同等である上記各
値を保持することが必要であると考えたものである。

【００３８】ここで白色度、明度の各値については、白
色顔料としては、当然高い値の方が好ましいものと見做
されるものであるが、通常に用いられるタルクや軽質炭
酸カルシウムのこれらの値と、原料とした顔料塗工古紙
の品質が常に一定していないものから得られる白色顔料
であること、とから勘案して、ＩＳＯ白色度が８０％以
上、ＩＳＯ明度が９２以上の各値を保持するものとした
のである。

【００３９】また抄紙用ワイヤーの摩耗試験機によるワ
イヤー摩耗量は、実機における抄紙機の抄紙ワイヤーの
摩耗の程度を示す値であって、これの測定には当社で開
発し特許登録した抄紙用ワイヤーの摩耗試験機（特許登
録番号第１６９７６０１号）を用いて測定したものであ
る。この抄紙用ワイヤーの摩耗試験機の詳細について
は、特公平３−６７５８３号公報に記載の通りでありそ
の説明は省略する。

【００４０】ここでこのワイヤー摩耗量の値を２０μｍ
以下としたことは、これまでに前記摩耗試験機によって
数多く測定したデータと、実機における抄紙ワイヤーの
破損寿命（時間）とから割り出した値であって、通常に
用いられるタルクのその値の１．８倍以下であれば、短
期間で抄紙ワイヤーが摩耗し破損してしまうことがない
と判断されていることから２０μｍ以下としたものであ
る。（同時測定のタルクの値１１μｍ×１．８＝１９．
８μｍから、ここでは２０μｍ以下とした）

【００４１】更に、この白色顔料を用いた用紙の不透明
度の値が、焼成クレーを用いた場合に得られるその値と
同等とした理由は、当然のこととして不透明度の値が高
く得られるものの方が利用価値としては高いが、例えば
タルクを用いた場合に得られるその値よりも高く、焼成
クレーを用いた場合に得られるその値と同等であれば、
実用上十分に利用できるものと判断したものである。

【００４２】

【実施例】次に、テーブルスケールによる実施例および
比較例によって本発明を詳細に説明するが、これは本発
明の効果を具体的に説明するためのものであって、これ
によって本発明が限定されるものではない。

【００４３】＜実施例１＞古紙回収業者によって収集さ
れた顔料塗工紙を主体の印刷古紙（顔料塗工古紙）を原
料とし、これからパルプ分を回収する当社の古紙脱墨工
程から廃棄物として排出される脱墨スラッジを原料とし
てテストを行った。参考までに、この脱墨スラッジの灼
熱残渣分（但し、灼熱温度：７００℃）は７０％で、灼
熱減量は３０％であつた。

【００４４】先ず第１工程として、この脱墨スラッジの
ｐＨを硫酸によってｐＨ７程度に中和し、これに高分子
凝集剤（サンポリーＫ−７０８、カチオン系／三共化成
工業製）を脱墨スラッジの固形分に対して０．３％添加
してフロックを形成させ、これをブフナー濾斗によって
濾過し、更に乾燥機によって１０５℃、３時間乾燥して
乾燥した脱墨スラッジとした。

【００４５】次に第２工程として、乾燥した脱墨スラッ
ジの適量をマッフル炉（炉内容量：６．５リットル／い
すず製作所製）に入れて温度５００℃で１５分間燃焼し
て脱墨スラッジを炭化させた。

【００４６】次に第３工程として、炭化させたものを乳
鉢に入れて乳棒によって細かく擦り潰し、潰したものを
篩を通して、平均粒子径が２５μｍのものを取り出し
た。

【００４７】次いで第４工程として、平均粒子径を２５
μｍとしたものを、再び前記マッフル炉に入れて温度７
００℃で６０分間燃焼して未燃カーボンを燃焼させた。

【００４８】更に第５工程として、未燃カーボンを燃焼
したものを取り出して、下記の湿式サンドグラインダー
を用いて粉砕（分散）し、その平均粒子径を下記粒度分
布測定装置による測定で２〜３μｍに揃えて実施例１の
白色顔料を得た。

【００４９】＜湿式サンドグラインダー＞ ユニット回転式６筒式サンドグラインダー ６ＴＳＧ型
（アイメックス社製） 〔粉砕（分散）条件〕 顔料スラリーの濃度・・・３０％ 顔料スラリーの量・・・・２００ｇ メディア・・・１〜１．４mm径のガラスビーズ２００ｃ
ｃ（３００ｇ） 回転数・・・・２２００ｒｐｍ×６０分 ＜粒度分布測定装置＞ 島津遠心沈降式粒度分布測定装置：型式ＳＡ−ＣＰ２形
（島津製作所製）

【００５０】＜比較例１＞実施例１に於いて、第３段階
の乳鉢による擦り潰しをしなかったことと、第４段階で
被処理物の粒径が不揃いのために、大きいものが中まで
燃焼するのに時間を要したことで１２０分間燃焼させた
こと、の以外は実施例１と同様にして比較例１の白色顔
料を得た。

【００５１】＜比較例２＞実施例１に於いて、第２段階
及び第３段階の処理をしないで、第１段階から直ちに第
４段階の処理を行い燃焼時間を１８０分としたこと、の
以外実施例１と同様にして比較例２の白色顔料を得た。

【００５２】＜比較例３＞実施例１に於いて、第４段階
の燃焼温度を６００℃としたこと、の以外は実施例１と
同様にして比較例３の白色顔料を得た。

【００５３】＜比較例４＞実施例１に於いて、第４段階
の燃焼温度を８００℃としたこと、の以外は実施例１と
同様にして比較例４の白色顔料を得た。

【００５４】＜比較例５＞実施例１に於いて、第２段階
及び第３段階の処理をしないで、第１段階から直ちに第
４段階の処理を行い、その燃焼温度を８５０℃としたこ
と、の以外は実施例１と同様にして比較例５の白色顔料
を得た。

【００５５】前記実施例１及び前記比較例１〜５によっ
て得た白色顔料を用いて、白色顔料自体のＩＳＯ白色
度、ＩＳＯ明度、最終平均粒子径及び抄紙ワイヤーの摩
耗量を次に示す試験方法によって測定し、その結果を表
１にまとめた。

【００５６】＜試験方法＞ 1.ＩＳＯ白色度及びＩＳＯ明度 乾燥した顔料を乳鉢に入れ粗い粒子が無くなるまで乳棒
で潰した後、これをシャーレ状の測定用容器に入れ、こ
の上にガラス板を乗せ軽く手のひらで加圧して測定面を
形成した後、ガラス板を取り外し測定面のＩＳＯ白色度
及びＩＳＯ明度の値をエルレホ２０００（データカラー
社製）によって測定した。

【００５７】2.平均粒子径 一次粉砕及び二次粉砕に於ける各試料の平均粒子径は、
島津遠心沈降式粒度分布測定装置：型式ＳＡ−ＣＰ２形
（島津製作所製）を用いて測定した。

【００５８】3.抄紙ワイヤーの摩耗量 前述の当社開発による抄紙用ワイヤーの摩耗試験機を用
いて測定した。ここでこの摩耗試験機による測定条件は
次のように設定して試験を行った。 （使用ワイヤー）プラスチックワイヤーＬＬ−４０Ｅ
（日本フィルコン製） （顔料スラリーの濃度）１重量％ （回転数、測定時間）２５００ｒｐｍ、６０分

【００５９】

【表１】 表１の中で *1 、 *2 は次に示すものである。 タルク*1：日本タルク製 軽カル*2：軽質炭酸カルシウムＴＰ−１２１奥多摩工業
製

【００６０】＜実施例１、比較例１〜５に対する考察＞ (1) 実施例１のＩＳＯ白色度及びＩＳＯ明度では、その
値はＩＳＯ白色度で８９．４％、ＩＳＯ明度で９６．８
であって、同時に測定した軽カルのその値が９７．２％
及び９９．１であることと比較して低いものの、比較例
１、２、３、４、５及び同時に測定したタルクに比較し
ていずれも高い値を示しており、通常は、この程度の値
であれば内添用製紙顔料又は塗工用製紙顔料として十分
利用できる値と言える。

【００６１】(2) 実施例１のワイヤーの摩耗量は、当社
で開発した抄紙用ワイヤーの摩耗試験機による測定で１
６μｍであって、比較例１のその値が２２μｍ、比較例
２のその値が２４μｍであることから、一次粉砕の有無
によってその二次粉砕後のワイヤーの摩耗性に顕著な差
が認められる。また、同時に測定したタルク、軽カルの
その値に比較してはやや大きいものの、今までに発明者
らがこの方法で得た経験則から、タルクのその値の１．
８倍以下であれば（この場合には２０μｍ以下とな
る）、短期間で抄紙ワイヤーが摩耗によって破損してし
まうことがないことを確認しているので、内添用製紙顔
料として十分利用できる値と言える。尚、比較例３でも
その値は１６μｍであるが、他の判定基準のＩＳＯ白色
度及びＩＳＯ明度の値が、かなり低いのでこれは利用で
きないものである。

【００６２】次に前記実施例１によって得た白色顔料
を、内添用製紙顔料に用いたテスト例１の手抄き紙の品
質試験の結果を示す。 ＜テスト例１の手抄き紙の内容＞ＬＢＫＰ（材質：オー
ク、フリーネス＝ＣＳＦ４５０ｍｌ）９０重量部にＮＢ
ＫＰ（材質：ラジアタパイン、フリーネス＝ＣＳＦ５５
０ｍｌ）１０重量部を配合したパルプスラリーに、内添
用製紙顔料として前記実施例１によって得た白色顔料２
０重量部を配合した紙料に、硫酸バンドを４重量部、カ
チオン性澱粉（ＴＰ−７０４／三和澱粉工業製）０．５
重量部、中性ロジンサイズ剤（ＮＴ−７６／荒川化学工
業製）０．６重量部、共重合ＰＡＭ（ＫＷ−３９８／荒
川化学工業製）０．１５重量部をそれぞれ添加して手抄
き用の紙料を調整した。この紙料を用いてＴＡＰＰＩス
タンダード手抄きシートマシンにより坪量６０ｇ／ｍ
^２ 、灰分１０％のテスト例１の手抄き紙を作成した。

【００６３】また同時に比較用として、前記実施例１に
よって得た白色顔料を、タルク（日本タルク製）に置き
換えて、その他の条件は前記テスト例１と同様にして参
考例１の手抄き紙を作成した。

【００６４】また比較用として、前記実施例１によって
得た白色顔料を、焼成クレー（アルファテックス／イメ
リスミネラルズ・ジャパン製）に置き換えて、その他の
条件は前記テスト例１と同様にして参考例２の手抄き紙
を作成した。

【００６５】更に比較用として、前記実施例１によって
得た白色顔料を、二酸化チタン（ＦＡ−５５Ｗ／古河機
械金属製）に置き換えて、その他の条件は前記テスト例
１と同様にして参考例３の手抄き紙を作成した。

【００６６】前記テスト例１の手抄き紙及び前記参考例
１〜３の手抄き紙の品質試験を白色度、不透明度及び灰
分について、次に示す試験方法により測定しその結果を
表２にまとめた。

【００６７】＜試験方法＞ 1.白色度 ハンター白色度試験法：ＪＩＳ Ｐ８１２３に準ずる。 2.不透明度 ハンター不透明度試験法：ＪＩＳ Ｐ８１３８に準ず
る。 3.灰分 ＪＩＳ Ｐ８１２８を参考にして温度は７００℃で測定
した。

【００６８】

【表２】

【００６９】＜テスト例１に対する考察＞ (1) テスト例１のハンター白色度の測定結果は、８２．
４％で参考例１のタルクのその値８２．９％と同程度の
結果が得られており、白色度の点で内添用製紙顔料とし
てタルク並に利用できるものである。 (2) テスト例１のハンター不透明度の測定結果は、８
７．７％であって、参考例１のタルクのその値８２．５
％、参考例２の焼成クレーのその値８７．７％、参考例
３の二酸化チタンのその値９１．０％と比較して、参考
例１のタルクよりかなり高く、参考例２の焼成クレーと
同程度の値が得られていることから、不透明度の点に於
いて内添用製紙顔料として十分に利用できるものと言え
る。

【００７０】次に前記実施例１によって得た白色顔料
を、塗工用製紙顔料として用いたテスト例２の手塗り塗
工紙の品質試験の結果を示す。 ＜テスト例２の手塗り塗工紙の内容＞前記実施例１によ
って得た白色顔料１００重量部を水に分散したスラリー
に、酵素変性澱粉（Ｚ−３００／日澱化学工業製）１０
０重量部を配合して濃度１３％の塗料組成物を作成し、
これを５５ｇ／ｍ^２ の原紙の片面にベンチコーターに
よって乾燥固形分が１．５ｇ／ｍ^２ になるように塗工
してテスト例２の手塗り塗工紙を作成した。

【００７１】また同時に比較用として、前記実施例１に
よって得た白色顔料１００重量部を、重質炭酸カルシウ
ム（カービタル９０／イメリスミネラルズ・ジャパン社
製）７０重量部、カオリン（ＫＣＳ／イメリスミネラル
ズ・ジャパン社製）３０重量部に置き換えて、その他の
条件は前記テスト例１と同様にして参考例４の手塗り塗
工紙を作成した。

【００７２】前記テスト例２の手塗り塗工紙及び前記参
考例４の手塗り塗工紙の品質試験を白色度、不透明度、
平滑度及び表面強度について、次に示す試験方法により
測定しその結果を表３にまとめた。

【００７３】＜試験方法＞ 1.白色度 ハンター白色度試験法：ＪＩＳ Ｐ８１２３に準ずる。 2.不透明度 ハンター不透明度試験法：ＪＩＳ Ｐ８１３８に準ず
る。 3.ＩＳＯ明度 前記エルレホ２０００（データカラー社製）により測定
した。 4.平滑度度 王研式平滑度：Ｊ．ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５に準ずる。 5.表面強度 ＲＩテスター（明製作所製）による表面強度測定法で行
う。 （判定基準）視感による５点法で判定し、５点（優）〜
１点（劣）より評価する。

【００７４】

【表３】

【００７５】＜テスト例２に対する考察＞ (1) テスト例２の白色度及び明度の測定結果は、ハンタ
ー白色度で７８．８％及びＩＳＯ明度で９２．７であっ
て、同時に測定した参考例４（重質炭酸カルシウムとカ
オリンの併用）のその値７８．９％及び９２．８と比較
してほぼ同じ値であることから、白色度及び明度を要求
される塗工用製紙顔料に好ましく利用できるものと言え
る。

【００７６】(2) テスト例２の不透明度の測定結果は、
ハンター不透明度で７９．９％であって、同時に測定し
た参考例４のその値７９．３％に比較してやや高いもの
となっており、不透明度を高めるために塗工用製紙顔料
としても好ましく利用できるものである。 (3) また、テスト例２の平滑度及び表面強度の測定結果
でも参考例４のそのらの値と同程度の値が得られてお
り、この点からも塗工用製紙顔料として十分に利用でき
るものと言える。

【００７７】＜総合考察＞表１、表２及び表３に示した
測定結果から、本発明によって得た白色顔料は、内添用
製紙顔料として、或いは塗工用製紙顔料としてその塗料
の顔料に好ましく利用できるものと言える。

【００７８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一次
燃焼ではその温度を４００〜７００℃に、二次燃焼では
その温度を６５０〜７００℃にしたので、脱墨スラッジ
に含まれる炭酸カルシウムが酸化カルシウムに分解され
ることが殆どない状態で、脱墨スラッジに含まれる有機
分だけを炭化又は燃焼することとなって、柔らかく多孔
性になっている白色度及び明度が高い、抄紙用ワイヤー
の摩耗量の小さい白色顔料となる。

【００７９】また、得た白色顔料は、ＩＳＯ白色度が８
０％以上、ＩＳＯ明度が９２以上、これを内添用製紙顔
料に用いた抄紙用ワイヤーの摩耗試験機によるワイヤー
摩耗量が２０μｍ以下、及びこれを製紙顔料に用いた用
紙の不透明度が、焼成クレーを用いた時の不透明度の値
と同等、の各値を保持したものとなって、内添用製紙顔
料として、或いは、塗工用製紙顔料として好ましく利用
できる。

【００８０】更に、その白色顔料の製造が容易であり、
柔らかく多孔性になっているので一次及び二次の粉砕エ
ネルギーは小さく、製造コストの安価な製造方法であ
る。加えて、これまで脱墨スラッジを焼却炉で焼却して
焼却灰としていた処理費と、産業廃棄物処分地を確保し
た上で、前記焼却灰を埋め立て処分とする処分費とがな
くなることに加えて、新たに自社の生産工程で原料とし
て使用できる白色顔料を生むこととなり、これらを総合
した差引のメリットは極めて大きい。

【００８１】また、一次粉砕の平均粒子径を１〜３０μ
ｍとしたので、表面積が適度に増大することとなって、
二次燃焼で未燃カーボンを効率よく燃焼させることがで
き、その燃焼の際には体積収縮が起こって元の粒子径よ
り小さい粒子径の白色顔料になると推定されるので、柔
らかく多孔性で角のとれた微細粒子の白色度及び明度の
高い白色顔料が得られることとなる。この柔らかく多孔
性で角のとれた特性は、これを内添用製紙顔料として用
いた時に、抄紙用ワイヤーの摩耗性に顕著な効果が生ず
る。また、二次粉砕における粉砕をより容易なものにす
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 徳和 茨城県高萩市安良川267番地 日本加工製 紙株式会社高萩工場内 Ｆターム(参考） 4J037 AA10 DD05 EE26 EE29 EE35 FF04 FF30 4L055 AH02 BG04 EA16 EA20 FA30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料塗工古紙からパルプ分を回収する脱
   墨工程より廃棄される脱墨スラッジを原料として、これ
   を脱水、乾燥した後、 燃焼炉で一次燃焼として温度４
   ００〜７００℃で有機分を炭化し、 粉砕機で一次粉砕
   として粗粉砕し、 更に、燃焼炉で二次燃焼として温度
   ６５０〜７００℃で炭化した上記有機分を燃焼し、粉砕
   機で二次粉砕として平均粒子径を０．５〜５μｍに粉砕
   して、白色顔料とすることを特徴とする顔料塗工古紙の
   脱墨スラッジを原料とする白色顔料の製造方法。
2. 【請求項２】 一次粉砕を平均粒子径で１〜３０μｍと
   する請求項１記載のの顔料塗工古紙の脱墨スラッジを原
   料とする白色顔料の製造方法。