JP2002115196A

JP2002115196A - 顔料塗工紙およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002115196A
Application number: JP2000307818A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yamada; 信夫山田; Terunobu Fukui; 照信福井
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: JP4660907B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却灰から製造した顔料を用いた塗料を塗工し
た場合に塗工機のブレード摩耗を効果的に防止でき、ま
た、塗工後の紙加工においても、加工機のスリッター、
カッターの刃の摩耗を効果的に防止できること。【解決手段】平均粒子径が０．１〜２μｍに調整した焼
却灰顔料に該焼却灰顔料に対して１．４倍以上の平均粒
子径の非焼却灰顔料を少なくとも１種類以上含むことに
より、非焼却灰顔料の摩耗性と同等レベルまで軽減する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰を含む塗料
を塗工した塗工紙とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】白色顔料は農薬の展着剤、増量剤、塗
料、印刷インキの体質顔料、ゴム類の補強剤、プラスチ
ック類（成形品、フィルム、繊維など）の充填材，改質
剤、および製紙産業における内添用填料や塗工用顔料な
どとして利用されている。ここでは、白色顔料としてカ
オリン類や炭酸カルシウム等の使用量が最も多い製紙産
業での利用形態を代表例として記載する。一般に、紙は
白色度、不透明度などの光学特性や平滑性等を改善する
ために、通常、内添用填料としてパルプを主成分とする
紙料に白色顔料が添加されて抄紙が行われる。また、印
刷適性の改善を主目的に、白色顔料と接着剤を主成分と
する顔料塗工紙を紙（原紙）の上に設けることも広く行
われている。このような内添用あるいは塗工用に使用さ
れる製紙用白色顔料として、通常はカオリン、焼成カオ
リン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウ
ム、硫化亜鉛、二酸化チタン、硫酸カルシウム、亜硫酸
カルシウム、硫酸バリウム、サチンホワイト、タルク、
シリカ等の無機顔料を主体に、さらに必要に応じてプラ
スチックピグメントと称される有機顔料の１種あるいは
２種以上が適宜混合されて使用されている。

【０００３】一方、製紙産業においては製紙材料である
パルプなどの繊維分、澱粉や合成接着剤などの接着剤を
主とする有機物や上記のごとき白色顔料を主とする無機
物で利用されずに廃水中に含ませて処理される固形原
料、さらにはパルプ化工程で洗い出されたリグニン、微
細繊維、あるいは古紙由来の製紙用填料、それに付着し
た印刷インキ、および生物廃水処理工程で生じる余剰ス
ラッジ等からなる、所謂製紙スラッジが発生する。生物
廃水処理工程で生じる余剰スラッジ以外の主な製紙スラ
ッジの発生源は、抄紙時にワイヤーを通過して流出し
たもの、古紙処理工程での混入異物除去、脱墨処理や
洗浄過程で発生したもの、およびパルプ化工程での洗
浄過程で発生したものであり、これら固形分を含む廃水
は、沈殿あるいは浮上などを利用した固形分分離装置に
よりその固形分が分離、回収され、その後、必要に応じ
て活性スラッジ処理等の生物処理が施された後放流され
る。このような処理によって分離、回収された固形分や
最終生物処理によって発生する余剰スラッジが製紙スラ
ッジ（以降単にスラッジと呼ぶ）となる。

【０００４】近年、古紙利用率が高まるにつれ、古紙の
脱墨工程由来のスラッジが多くなっている。その中で、
新聞古紙や上質古紙は古紙中に含まれる無機物（無機顔
料）が少ないのでスラッジ発生量が比較的少なくその利
用率が高いのに対し、雑誌古紙は古紙に含まれる無機物
が多く、その結果スラッジ発生量が多くなる。このこと
は、新聞古紙や上質古紙に比べて雑誌古紙の利用率が低
いことの一因となっている。今後、古紙利用を一層促進
するためには、雑誌古紙の利用率向上が必要となるが、
反面その利用率が高まると、スラッジの発生量が増える
という新たな問題が発生する。

【０００５】そこで、スラッジの大量発生に対処するた
め廃水から分離、回収されたスラッジは、従来は脱水後
そのまま埋め立て処分されることが多かったのに対し、
最近は流動床炉やストーカ炉等の焼却炉でスラッジ中の
有機物を燃焼させてエネルギーとして回収すると同時
に、スラッジの減容化が図られている。

【０００６】これとは別に、製紙材料として再利用が困
難な低級な古紙やそれに付随するプラスチックを主とし
たＲＰＦ（ＲｅｆｕｓｅｄＰａｐｅｒ＆Ｐｌａｓｔｉ
ｃＦｕｅｌ）を燃料として利用するサーマルリサイク
ルが検討されている。スラッジやＲＰＦを燃焼させるこ
とは、従来利用されずに廃棄される繊維などの有機物を
エネルギーとして有効に取り出して回収できる反面、ス
ラッジには無機物が多く含まれるために、焼却後には多
量の残渣（灰）が残るという問題がある。現在、焼却灰
の一部はセメントに混合されたり土壌改良剤等にも使用
されているが、大部分は産業廃棄物として埋め立て処分
されている。このため、焼却によってエネルギーとして
回収されている有機物だけでなく、焼却灰として残る無
機物を製紙用白色顔料（内添用填料，塗工用顔料）とし
て再利用することができれば、埋め立て処分に要する環
境負荷が減るのみならず、現在利用率が低い雑誌古紙の
利用率向上に結びつくと考えられる。

【０００７】特開平１０−２９８１８号公報や特開平１
１−３１０７３２号公報には、スラッジを一旦焼却炉で
焼却して残渣として残った焼却灰を、さらに焼成炉へ再
供給し、白色度を向上させる提案がなされている。前者
の従来技術では、スラッジを乾燥造粒し、この造粒
スラッジを６００〜８００℃で焼却し、さらに、その
焼却残渣（焼却灰）をロータリキルン等で６００〜９５
０℃焼成して、残存する有機物や炭素物質を燃焼させ、
焼成物を粉砕処理して、白色度の高い無機材料を得て
いる。また、後者の従来技術では、焼却灰を５００〜１
１００℃で焼成し、焼成物を湿式分散により粉砕して白
色顔料を得ている。そして、５００℃以上の高温焼成に
より白色度が短時間で向上すること、１１００℃以下で
は、焼却灰の熔融を防止でき、後工程の粉砕が困難を伴
わずに行えるとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、低級古
紙の利用と廃棄物の有効利用を促進するために、焼却灰
を含む塗料を塗工した塗工紙とその製造方法について検
討した。その結果、以下の課題が判明した。一般的に、
ワインダーで巻き取られた塗工紙は、そのまま出荷され
ることはなく、用途に合わせて小幅の巻き取りやシート
状に紙加工機（スリッター、カッター）で仕上げられ
る。しかしながら、焼却灰や上述の焼成焼却灰を単独で
塗工用顔料に使用した場合、紙加工機の刃を著しく摩耗
してしまうことが判明した。また、一部の塗工方式、例
えば塗料をブレードでかきとる塗工方式の場合、ブレー
ドの刃を著しく摩耗してしまうことが判明した。そこで
本発明者らは、焼却灰ならびに焼成焼却灰の塗工する際
問題について検討した結果、以下の解決方法の発明に至
った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の塗工紙は、平均
粒子径が０．１〜２μｍの焼却灰顔料と該焼却灰顔料に
対して１．４倍以上の平均粒子径の非焼却灰顔料を少な
くとも１種類以上含む塗料を塗工することを特徴とする
ことにより、紙加工機の刃や塗工機のブレードを著しく
摩耗してしまうことが無い。また、該焼却灰顔料に対し
て非焼却灰顔料が固形分で同量以上含まれる塗料を塗工
することにより更に摩耗性を改善した塗工紙が得られ
る。該焼却灰として８００℃〜１０００℃で焼成した焼
却灰顔料を用いることにより塗工紙の白色度をより良好
にすることができる。前記焼却灰が製紙スラッジの焼却
灰であることが実際に塗工紙の原料の供給と使用の場所
を考慮すると好ましい。焼却灰以外の非焼却灰顔料が炭
酸カルシウムであると形状、実用性の面でより好まし
い。本発明の塗工紙の製造方法は、焼却灰と該焼却灰以
外の非焼却灰顔料が少なくとも１種類以上含まれる塗料
をブレード塗工方式で塗工するのでブレードの摩耗が減
少し、紙加工機の刃の摩耗も減少する塗工紙の製造方法
となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１および２のフローシートを参
照して、この発明の実施の形態を説明する。図１は焼却
灰を粉砕後に非焼却灰顔料と配合して塗工するフローを
示す図である。図２は焼却灰を焼成炉で焼成し、粉砕後
に非焼却灰顔料と配合して塗工するフローを示す図であ
る。尚、本発明ではスラッジの燃焼は焼却、スラッジ灰
（焼却灰）の燃焼は焼成とし、区別する。非焼却灰顔料
とは、スラッジ由来の焼却灰と焼成焼却灰を除く、一般
の顔料である。カオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウ
ム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、二酸化
チタン、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、サチンホワイト、タルク、シリカ等の無機顔料を
主体に、さらに必要に応じてプラスチックピグメントと
称される有機顔料等を例示できる。

【００１１】焼却灰の原料として、下水や工場廃水等の
スラッジがある。下水や工場廃水には固形分が含まれて
いるために、クラリファイヤーや凝集沈殿槽で沈降分離
されてから放流されている。この際、廃棄物として廃水
中に含まれる固形分がスラッジとして回収される。通
常、スラッジは、脱水または焼却後に埋立て廃棄されて
いる。これとは別に、製紙材料として再利用が困難な低
級な古紙やそれに付随するプラスチックを主としたＲＰ
Ｆを燃料として焼却されることもある。焼却灰の製紙原
料への利用に関する本発明においては、製紙材料に由来
したスラッジが好ましい原料であることから、以下に製
紙スラッジを使用した例について記述する。

【００１２】製紙スラッジの由来は、パルプ製造工程、
古紙再生工程、抄紙工程から流失した排水中の固形分で
ある。脱水後のスラッジは、前工程で焼却（酸化）さ
れ、焼却灰にされる。焼却温度は、２００〜１０００℃
が好ましい。因みに、2００℃未満での焼却では処理時
間が長くなり、１０００℃を超えるような高温では無機
物の溶融〜焼結が進み、焼却後の微粉砕化が困難となる
だけでなく、粒子硬度が高くなったり、着色傾向が強く
なるので好ましくない。焼却には乾式酸化（焼却）と湿
式酸化があるが、ここでは両者を合わせて焼却と呼ぶ。
湿式酸化とは、スラッジを、水中に懸濁した状態で、酸
素含有ガスあるいは過酸化物などの酸化剤を一緒に混在
させて、高温高圧下で一定時間保持して処理するもので
ある。特に限定されるものではないが、実用的には温度
で２００℃以上、好ましくは水の臨界温度である３７
４．２℃以上、圧力で臨界圧である２２ＭＰａ以上、好
ましくは２２〜３０ＭＰａとするのが望ましい。尚、反
応処理時間はそのときの温度、および圧力により異なる
が、通常２２ＭＰａ以上の圧力で行う場合は１〜１０分
で行うのが適当である。しかし、湿式酸化は現時点では
エネルギーコストが大きく実用的ではないため、以下、
乾式酸化（焼却）について記述する。

【００１３】スラッジを乾式酸化（焼却）する具体的設
備としては、火格子方式（ストーカ炉）、散布浮遊方
式、材料攪拌方式、熱風燃焼方式どを例示することがで
き、５００〜１０００℃で焼成することが好ましい。ま
た、焼却装置から排出される排ガスの熱エネルギーを用
いて、スラッジを乾燥させる乾燥装置や温水や蒸気を製
造するボイラを組み合わせることも可能である。これら
の装置の選択は、燃焼に供するスラッジの形態、量、水
分、有機物量、のみならず、経済的効果、環境衛生管理
面から考慮されるべきものである。

【００１４】尚、焼却後のスラッジ灰としては、鉄分含
有量（Ｆｅ）が焼却灰中の全無機物に対し固形分比率で
５．０重量％以下、好ましくは３．０重量％以下である
焼却灰が好ましい。このため焼却灰中の鉄分量を減らす
方法としては、例えば、製紙工場廃水処理工程で固形分
分離のために使用される凝集剤に鉄分を含まないものを
使用すること、あるいは焼却灰中に混入する針金やくぎ
などの鉄片を磁石等により除去したり、混入しない工夫
をすることで対処することができる。鉄を多量に含む焼
却灰を焼成すると焼成物の白色度が十分に高くならない
問題が生じる。この他にも必要に応じて異物や粗大焼結
塊の除去を行う。

【００１５】焼却灰をそのまま使用することも可能であ
るが、焼却灰の内、白色度の高い粒子のみを分離して、
使用することが好ましい。特に流動床炉から回収される
焼却灰は、粒子径が大きいほど未燃焼カーボン含有量が
少なく白色度が高い傾向にある。ここで、流動床炉と
は、炉の底部が流動層となっているもので、砂を使用し
た粉粒体層の底部から散気管または分散板を通して予熱
した空気を吹込み、空気の流量と個々の砂重量のバラン
スにより砂を浮遊流動状態にしているもので、本発明に
おける有機物含有体のようなスラッジ(被燃焼物)は、こ
の流動層の上に投入される。そして、スラッジは、その
大きさや重量により、一部は流動層内部まで落下してそ
こで砂や空気と接触するとともに加熱されて燃焼し、一
部は流動層には落下せず流動層上で浮遊したまま空気に
より加熱され燃焼する。ここで本発明がいう燃焼温度と
は、流動層上部(下流側)の燃焼室温度であり、燃焼温度
が７００℃未満では燃焼後に残る焼却灰の白色度が低
く、本発明が目的とする白色顔料の原料としては適さな
い。一方、燃焼温度が１１００℃を超えると焼却灰の焼
結が進み、白色顔料として好適な粒子径まで粉砕するの
に多大のエネルギーや時間を要する点や、流動床炉内壁
に焼却灰がスラグとして付着したりすることがあるた
め、好ましくない。

【００１６】また、スラッジを燃焼して残る焼却灰にお
いて、焼却灰の粒子径が大きいものほど、未燃焼カーボ
ン含有量が少なくその結果白色度が高く、具体的には４
００μm以上のもの、好ましくは６００μm以上のものを
分取して、これを粉砕した場合は白色度がより向上した
顔料として好適なものが得られ易いことが分かった。粒
子径が大きい焼却灰ほど未燃焼カーボン量が少ない(白
色度が高い)理由を以下のように推定する。被燃焼物で
あるスラッジは前述のように流動床炉の流動層上に投入
され、流動層内部やその上部で燃焼する。燃焼した後に
残る焼却灰の内、流動層の層密度より大きなものは流動
層底部に沈降し、一方、流動層の層密度より軽いものは
空気の流れに従い流動層の下流側に流れ、最後に飛灰と
して炉から排出される。流動床炉は流動層部に導入され
る空気流量と流動層を構成している個々の砂とのバラン
スにより、砂浮遊流動状態を保っており、換言すると砂
が飛灰のように炉外に排出されないように運転している
ものであり、何らかの理由で形成された粒子径の大きな
焼却灰は、すなわち、砂の大きさに近くなった飛灰は炉
から排出されづらくなり、焼却炉内部での滞留時間が長
くなる結果、完全燃焼に近い形で有機物が燃焼され未燃
焼のカーボン量が少なくなるものと推定される。逆に、
粒子径が小さい焼却灰は、焼却炉内部での滞留時間が短
く、有機物が完全に燃焼されずに残カーボンが多くなる
と考えられる。

【００１７】焼却灰から粒子径が４００μm以上あるい
は６００μm以上のものを分取する場合、その方法は特
に限定されず、焼却灰を網で篩い分けする方法やサイク
ロン式の空気分級機で分級するなど各種方法が利用でき
る。

【００１８】焼却灰の白色度が低かったり、高白色度部
分を分離できない場合には、後述の焼成により白色度を
高めることができる。焼成炉としては、高温運転が可能
なローターリーキルンが望ましいが、この他にも、各製
紙工場に排水処理装置の一部とし設置されている既存の
焼却炉（サイクロン炉や流動床焼却炉）を用いることが
できる。焼成温度は８００〜１０００℃の範囲になるよ
うに、加熱することで、短時間で白色度を向上させるこ
とが可能である。この際、８００℃未満での焼成では処
理時間が長くなり、１０００℃を超えるような高温では
焼成残渣の溶融・焼結が進み、焼成処理後の微粉砕化が
困難となる不都合がある他、着色傾向が強くなるので好
ましくない。

【００１９】焼却灰および焼成焼却灰（以下両者を合わ
せて焼却灰と記す。焼成物は、乾式粉砕機（ローラミ
ル）に送られて一次粉砕される。粉砕された粉体はロー
ラミル８の下部から取り入れた空気とともに排出され、
捕集機により粉体が捕集され、空気は大気中に放出され
る。捕集された粉体は、分散機に移送され、水や少量の
分散剤とともに攪拌されてスラリー化される。そして、
このスラリーは湿式粉砕機に送られ、粉体が二次粉砕さ
れて、非常に細かい微粉（焼却灰顔料）となる。

【００２０】粉砕方法として、乾式粉砕機のみによる粉
砕も可能であり、湿式粉砕機のみの粉砕も可能である
が、上述のように乾式粉砕機と湿式粉砕機を適宜組み合
わせることが好ましい。各粉砕機を複数回処理すること
も可能である。最終的に白色顔料の平均粒子径が０．１
〜２．０μｍになるように粉砕するが、湿式粉砕前に乾
式粉砕により予め小粒子化しておくことが粉砕効率上よ
り好ましい態様である。乾式粉砕が不十分であると後段
の湿式粉砕時に分散機、粉砕機が摩耗して、焼却・焼成
した白色顔料のスラリー白色度を低下させてしまうこと
になり易い。

【００２１】乾式粉砕機と湿式粉砕を組み合わせた場
合、乾式粉砕では得られる白色顔料の平均粒子径を２〜
３５μｍ、さらに好ましくは２〜１０μｍに粉砕し、固
形分濃度５０％以上の水性スラリーとして湿式粉砕する
ことにより、分散機や湿式粉砕機の摩耗による白色度低
下を防止しながら、効率良く微粒子まで粉砕することが
できる。湿式粉砕後の平均粒子径は０．１〜２．０μｍ
となるように粉砕する。粉砕が不十分であると、紙製造
時における塗工機や加工時におけるスリッター、カッタ
ーの刃やロール表面を摩耗させ深刻な問題を生じる。白
色顔料の平均粒子径を０．１〜２．０μｍに調整をする
ことで、製紙用白色顔料として摩耗性を改善するもので
ある。

【００２２】以下に乾式粉砕機についてさらに詳しく説
明する。数ｍｍのものを数十μｍにまで粉砕する粉砕機
としては、例えばロールクラッシャ、ロールミル、スタ
ンプミル、エッジランナ、カッタミル、ロッドミルなど
を例示することができる。また、製紙用原料に適した数
μｍ以下にする乾式微粉砕機としてはローラミル、ジェ
ットミル、乾式ボールミル、衝撃式粉砕機などが使用さ
れる。

【００２３】次に、湿式粉砕機としては、湿式ボールミ
ル、振動ミル、攪拌槽型ミル、流通管型ミル、コボール
ミルなどの粉砕機により粉砕することが可能である。さ
らに、粉砕機からの汚染を防ぐために、粉砕機の粉砕室
および、または、隔離板を耐摩耗性プラスチックで被覆
することにより粉砕時に生じる粉砕機の汚染によるスラ
リー白色度低下を防止することができる。耐摩耗性プラ
スチックとして、ウレタン樹脂やナイロン樹脂を例示す
ることができ、およそ１〜１０ｍｍ程度の厚みに被覆す
ることが望ましいが、使用頻度や粉砕条件によって適宜
選択することができる。尚、湿式粉砕前後に、オープン
型振動スクリーン、多管式振動加圧フィルタや機械式加
圧フィルタなどのスクリーニング装置を介して難粉砕性
の焼結物を除去することもできる。

【００２４】湿式粉砕に際して、焼成物を均一に分散す
るために分散剤を添加してスラリー化することが行われ
る。分散剤を添加することによって、スラリーを高濃度
化しても粘度上昇を防止することができる他、湿式粉砕
による粘度上昇を防止し、粉砕効率やハンドリング性を
向上させることができる。スルホン酸基含有ポリアクリ
ル酸の分散剤は他の分散剤に比べて耐塩性、耐熱性に優
れる利点を有しているため、分散剤として分子量が１０
００〜１００００のスルホン酸基含有ポリアクリル酸を
０．０５〜３％添加することが好ましい。

【００２５】次に平均粒子径が０．１〜２μｍに粉砕さ
れた焼却灰顔料は該焼却灰顔料に対して非焼却灰顔料を
少なくとも１種類以上混合する。非焼却灰顔料とは、ス
ラッジ由来の焼却灰と焼成焼却灰を除く、カオリン、焼
成カオリン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミ
ニウム、硫化亜鉛、二酸化チタン、硫酸カルシウム、亜
硫酸カルシウム、硫酸バリウム、サチンホワイト、タル
ク、シリカ等の無機顔料を主体に、さらに必要に応じて
プラスチックピグメントと称される有機顔料等を例示で
きる。これらの非焼却灰顔料を混合することで、焼却灰
顔料顔料の摩耗性を軽減することができる。特に、該焼
却灰顔料に対して１．４倍以上の平均粒子径の非焼却灰
顔料を混合すると、該非焼却灰顔料の摩耗性と同等レベ
ルまで軽減することができる。これは、非焼却灰顔料が
焼却灰顔料粒子よりも十分に大きいために、紙製造時の
ブレード、スリッター、カッターの刃先と焼却灰粒子と
の接触回数が減少するためと考えられる。

【００２６】非焼却灰顔料の粒子間の空隙に小粒径の焼
却灰顔料が充填されることで、焼却灰顔料が塗工機の刃
先や表面に直接接触することを防止するものと推定され
る。そのために、形態的に好ましい非焼却灰顔料は、平
板状の粘土鉱物（カオリン、焼成カオリン、タルク等）
よりも、球状に近い粒子である。炭酸カルシウム、二酸
化チタン等の無機顔料を例示することができるが、特に
粒径制御が容易で経済的に入手可能な炭酸カルシウムが
より好ましい。炭酸カルシウムの種類は、乾式重質炭酸
カルシウム、湿式重質炭酸カルシウムさらに、軽質炭酸
カルシウムのどれを選択しても構わない。それぞれの組
み合せも可能であるが、非焼却灰顔料の総量が焼却灰に
対して同量以上混合されることが好ましい。

【００２７】焼却灰顔料と非焼却灰顔料の混合物は塗工
紙に求められる強度や印刷適正に合わせて、適時ラテッ
クスやでんぷん等の接着剤を添加する。ラテックスの組
成は、ごく一般的に使用されるスチレン・ブタジエン共
重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体ある
いはその変性物が使用され、ラテックス以外の接着剤と
して、酸化デンプン、エステル化あるいはエーテル化デ
ンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライ
して得られる冷水可溶性デンプンを例示することができ
る。この他には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水
化剤等通常の塗工紙紙用顔料に配合される各種助剤を使
用しても良い。

【００２８】本発明によって、焼却灰顔料の入った塗料
をブレード塗工しても、ブレード摩耗が問題ない程度に
なった。ブレード塗工が可能となったが、それ以外の塗
工方式であっても、当然問題なく塗工できる。例えば、
フィルムトランスファー方式の塗工を例示することがで
きる。フィルムトランスファー方式の塗工機としてゲー
トロールコータ、ブレードあるいはロッドメタリングサ
イズプレスコータなどが例示できる。ブレード方式の塗
工機は、ロールアプリケーションタイプあるいはファウ
ンテンノズルタイプのいずれでも良い。

【００２９】抄紙と塗工を同時に行うオンマシン塗工方
式やこれらの塗工方式を組み合わせた多層塗工を使用す
ることも可能である。フィルムトランスファー塗工で
は、ストリークの発生問題がないという長所の反面、平
滑な塗工面が得られず、厚塗りができないという欠点を
もち、ブレード塗工は高濃度塗料の塗工ができ、高速塗
工が可能で、平滑な塗工面を形成できる長所がある。品
質的には下塗り塗工により原紙の被覆性が向上し、面状
や印刷品質も良くなることから、多層塗工が好ましい。
オンマシンでフィルムトランスファー塗工した後、上塗
り塗料をブレード塗工することも可能である。無論、ブ
レード塗工装置のみによる多層塗工も可能である。これ
らの塗工方式の組み合わせは、既存の装置の有無や経済
性、塗工紙の要求品質により適宜選択することができ
る。

【００３０】ブレード塗工は良好な塗工面を得られやす
い反面、ストリークやスクラッチの表面傷の発生、摩耗
によるブレードの頻繁な交換を要する欠点がある。ブレ
ード摩耗の低減策として、鋼製のブレード先端をクロム
メッキやセラミックで被覆したブレードの使用が可能で
ある。ブレードタイプには剛直なチップタイプと屈曲性
のベントタイプがあるが、ブレードの素材、厚み、角
度、その他の形態は使用頻度や塗工条件によって適宜選
択することができる。

【００３１】原紙としては、目的により上質紙、中質
紙、板紙、段ボール等を選択して使用することができ
る。塗工量は、原紙の片面当たり固形分で１〜２０ｇ／
ｍ2 の範囲で塗工するのが好ましい。また、下塗りと上
塗りの塗料についても任意の異なる組成、塗工量に設定
することも可能である。特に下塗りに本発明の焼却灰顔
料と非焼却灰顔料を含む塗料を塗工し、上塗りに非焼却
灰顔料のみからなる塗料を塗工することにより、塗工紙
の白色度、平滑性、摩耗性等を効果的に改善できる。塗
工後に乾燥された塗工紙をスーパーカレンダー、ソフト
カレンダー等の処理をする。用途に合わせて小幅の巻き
取りやシート状に紙加工機（スリッター、カッター）で
仕上げ、製品となる。

【００３２】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明する。勿論、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。尚、実施例および比較例に示す部または％
は、特に断らない限り、それぞれ有効成分（重量）部ま
たは重量％を示す。

【００３３】平均粒子径の測定には、セディグラフ粒度
分布測定装置〔５１００／micromeritic社〕を使用して
測定を行った。尚、平均粒子径とは、粒子分布の積算値
が最大粒子径から５０％となる粒子径の値である。塗工
紙の白色度はスガ試験機製、分光白色度測色計を使用
し、JIS P 8123に準拠して測定を行った。

【００３４】塗工装置のブレードの摩耗は塗工前後にブ
レードの刃先を顕微鏡撮影し、写真により刃先の変化を
測定した。各塗料の塗工時に新しいブレードを使用し
た。尚、塗工前のブレード形状は、厚みが０．５０８ｍ
ｍ、刃先の角度が３０°で、スウェーデン鋼製であっ
た。摩耗角度が小さいほどブレード摩耗量が小さく、塗
工した塗料の摩耗性が低い（良い）ことになる。尚、操
業中の塗工量はブレードのたわみ角（ローディング角）
を変更して、一定になるように調整した。

【００３５】塗工紙の紙加工機の摩耗は、厚み１０μｍ
のカミソリ刃をラボスリッターに固定し、一定箇所に塗
工紙が当たるように一定速度で引き裂き測定した。所定
長さ（１００ｍ）引き裂いたところでカミソリ刃をスリ
ッターからはずし、塗工紙を引き裂いていた箇所を顕微
鏡撮影し、刃の摩耗量を測定した。測定値が低いほどカ
ミソリの刃の摩耗量が少なく、引き裂いた塗工紙の摩耗
性が低い（良い）ことになる。

【００３６】（実施例１）洋紙、板紙用の抄紙機および
塗工機、さらに原料として使用する脱墨パルプ化設備を
有する製紙工場の廃水処理クラリファイヤーで分離した
固形分および活性スラッジ処理工程から生じる余剰スラ
ッジからなるスラッジを脱水機により固形分濃度が約５
０％となるように脱水したのち、流動床ボイラーを使用
し、８００℃で、滞留時間は供給した空気が４秒以上滞
留する条件で燃焼させて、焼却灰を得た。この焼却灰を
由来としたサンプルをＡとする。焼却灰の内、白色度の
高い１ｍｍ以上の粒子を篩分けした。この篩分けした焼
却灰由来のサンプルをＢとする。次に、焼却灰の白色度
を増加させるために焼成を行った。外熱式ロータリーキ
ルンを用いて、最高温度９５０℃での条件（滞留時間６
０分）で焼成処理を行った。焼成焼却灰由来のサンプル
をＣとする。

【００３７】焼却灰（Ａ）、分級焼却灰（Ｂ）、焼成焼
却灰（Ｃ）を用いて粉砕処理を行った。予め平均粒子径
８μｍまでローラミルで乾式粉砕したものを、スルホン
酸基含有ポリアクリル酸ソーダ系（分子量１００００）
の分散剤（A6028／東亜合成化学工業）が固形分比で
０．５％となるように添加した水中に、分散機（アイメ
ックス社）を用いて分散して固形分濃度６０％のスラリ
ーを調整した。このスラリーをウレタンライニングした
ビーズミル（アシザワ）を用いて平均粒子径が０．８μ
ｍになるまで湿式粉砕した。

【００３８】得られたそれぞれの顔料スラリーに平均粒
子径１．５μｍの重質炭酸カルシウム（ハイドロカーブ
６０／備北紛化工業）のスラリーを加えた。各焼却灰サ
ンプルと重質炭酸カルシウムの固形分比は３０対７０と
した。スラリーを十分に攪拌後、この顔料スラリーに、
予め糊化した澱粉（エースA／王子コーンスターチ）を
２部、スチレンブタジエン共重合体ラテックス（Ｔ−２
５６１Ｃ／ＪＳＲ）９部、さらに滑剤としてレーザー回
折による平均粒子径が１６μｍのポリオレフィン粒子
（スリップエイドＳＬ−３００／サンノプコ）を０．５
部、いずれも顔料との固形分比で添加して、固形分濃度
６３％の塗料を得た。

【００３９】得られた塗料を４８．５ｇ／ｍ²の原紙に
乾燥固形分が片面１０ｇ／ｍ²になるようにブレードコ
−タ−にて塗工、乾燥し、両面塗工紙を得た。５００ｍ
／分で１００００ｍ塗工しブレードの刃先の変化を測定
した。結果を表１に示した。この両面塗工紙の白色度と
スリッター刃の摩耗量を測定した。結果を表１に示し
た。ブレードの刃先の変化は全くなかった。白色度は高
く、スリッター刃の摩耗量は少なく、全体的に満足でき
る値となった。

【００４０】（実施例２）各焼却灰サンプルと重質炭酸
カルシウムの混合比率が７０％対３０％である他は実施
例１と全く同様の作業を行った。１００００ｍ塗工しブ
レードの刃先の変化を測定した。結果を表１に示した。
この両面塗工紙の白色度とスリッター刃の摩耗量を測定
した。結果を表１に示した。ブレードの刃先の変化が実
施例１に比べて大きかったが、塗工は可能であった。白
色度は焼却灰サンプルＡが低い値となった。スリッター
刃の摩耗量はやや大きい結果となった。

【００４１】（実施例３）各焼却灰に混合する重質炭酸
カルシウムの平均粒子径が０．８μｍ（ハイドロカーブ
９０／備北粉化工業）であること除いて実施例１と同様
の作業を行った。１００００ｍ塗工しブレードの刃先の
変化を測定した。結果を表１に示した。この両面塗工紙
の白色度とスリッター刃の摩耗量を測定した。結果を表
１に示した。ブレードの刃先の変化が実施例１に比べて
やや大きかったが、塗工は可能であった。白色度とスリ
ッター刃の摩耗量は実施例１とほぼ等しかった。

【００４２】（実施例４）各焼却灰の平均粒子径が３．
０μｍになるように湿式粉砕したことを除いて、実施例
１と同様の作業を行った。１００００ｍ塗工しブレード
の刃先の変化を測定した。結果を表１に示した。この両
面塗工紙の白色度とスリッター刃の摩耗量を測定した。
結果を表１に示した。ブレードの刃先の変化が実施例に
比べて大きかったが、塗工は可能であった。白色度は実
施例１とほぼ等しかったが、スリッター刃の摩耗が大き
い結果となった。

【００４３】

【表１】

【００４４】（実施例５）塗工方式がゲートロールコー
タであることを除いて実施例１と同様の作業を行った。
ゲートロールコータであるため、刃先の変化は測定して
いない。この両面塗工紙の白色度とスリッター刃の摩耗
量を測定した。結果を表２に示した。さらに、ゲートロ
ール塗工に合わせて、重質炭酸カルシウム（ハイドロカ
ーブ９０／備北粉化工業）とＨＴカオリン（エンゲルハ
ード）が固形分比で７０対３０の顔料スラリーを調整
し、この顔料スラリーに、予め糊化した澱粉（エースA
／王子コーンスターチ）を２部、スチレンブタジエン共
重合体ラテックス（Ｔ−２５６１Ｃ／ＪＳＲ）９部を加
えて、塗料を得た。この塗料を上塗りとして、先にゲー
トロール塗工した塗工紙に乾燥固形分が片面１０ｇ／ｍ
²になるようにブレードコ−タ−にて塗工し、乾燥して
両面塗工紙を得た。下塗り（ゲートロール）後の白色度
とスリッター刃の摩耗量は実施例１と同等であった。さ
らに、上塗り塗工後には、どのサンプルも白色度が高ま
り、非常に満足できる結果となった。結果を表２に示し
た。

【００４５】

【表２】

【００４６】（比較例１）顔料に炭酸カルシウムを配合
せず、各焼却灰のみであることを除いて実施例４と同様
の作業を行った。ブレードの刃先の変化が大きく、塗工
量を一定に維持することが難しくなり、操業上の問題が
生じた。結果を表３に示した。この両面塗工紙の白色度
とスリッター刃の摩耗量を測定した。白色度も他に比べ
低く、スリッター摩耗性も高く、実用上の問題が生じ
た。結果を表３に示した。

【００４７】

【表３】

【発明の効果】本発明は、平均粒子径が０．１〜２μｍ
に調整した焼却灰顔料に該焼却灰顔料に対して１．４倍
以上の平均粒子径の非焼却灰顔料を少なくとも１種類以
上含むことにより、焼却灰から製造した顔料を用いた塗
料を塗工しても塗工機のブレード摩耗を効果的に防止で
きるようになった。また、塗工後の紙加工においても、
加工機のスリッター、カッターの刃の摩耗を効果的に防
止できるようになった。焼却灰を含む塗料を塗工した塗
工紙とその製造方法の発明により、低級古紙の利用と廃
棄物の有効利用を促進することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼却灰を粉砕後に非焼却灰顔料と配合して塗工
するフローを示す図。

【図２】焼却灰を焼成炉で焼成し、粉砕後に非焼却灰顔
料と配合して塗工するフローを示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒子径が０．１〜２μｍの焼却灰顔料
と該焼却灰顔料に対して１．４倍以上の平均粒子径の非
焼却灰顔料を少なくとも１種類以上含む塗料を塗工する
ことを特徴とする塗工紙。
【請求項２】該焼却灰顔料に対して非焼却灰顔料が固形
分で同量以上含まれる塗料を塗工することを特徴とする
請求項１に記載の塗工紙。
【請求項３】該焼却灰を８００℃〜１０００℃で焼成し
た焼却灰顔料を用いることを特徴とする請求項１または
２項に記載の塗工紙。
【請求項４】前記焼却灰が製紙スラッジの焼却灰である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
塗工紙。
【請求項５】前期の焼却灰以外の非焼却灰顔料が炭酸カ
ルシウムであることを特長とする請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の塗工紙。
【請求項６】焼却灰と該焼却灰以外の非焼却灰顔料が少
なくとも１種類以上含まれる塗料をブレード塗工方式で
塗工することを特徴とする塗工紙の製造方法。