JP3274141B2 - 廃紙脱インキプラント残留物からの無機充填剤のリサイクル - Google Patents

廃紙脱インキプラント残留物からの無機充填剤のリサイクル

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、脱インキプロセスの一部として紙から除去
される無機顔料充填剤の加工と再利用に関する。このよ
うな充填剤は一般に、顔料混合物（クレー、炭酸カルシ
ウム、チタニアなど）、水、セルロース繊維、インキ、
トーナー、接着剤などを含んだ複雑な廃棄混合物の一部
である。これらの廃棄物は通常、有機成分を含有してい
ることから焼却されるか、あるいは埋立地に埋められ
る。本発明は、これらの無機充填剤を、石灰［Ca（OH）
２］の乳状液と二酸化炭素ガス（CO2）との反応によっ
て沈降炭酸カルシウム（PCC）を生成させるプロセスに
おける原料および基質として使用するのに適したものに
するための方法を説明する。
背景となる技術 廃紙のリサイクルは一般に、脱インキプラントとその
顧客の目的に適ったいかなる仕方でも行うことのできる
一連の工程にしたがって、紙の他の成分（例えば無機充
填剤、印刷インキ、レーザートーナー粒子、および接着
剤）から使用可能なパルプ繊維を分離することを含む。
リサイクル工程の種類に関係なく、常に２種の物質が生
成される。１つは（１）“二次”繊維と呼ばれるパルプ
繊維で、紙製造の原料として再利用するために製紙メー
カーに販売することができ、もう一つは（２）脱インキ
プロセスの一部として除去される成分の混合物を含んだ
複合廃棄物である。この複合廃棄物は廃紙脱インキ残留
物（DIR）と呼ばれる。
生成されるDIRの量は、持ち込まれる廃紙の品質、お
よびリサイクルプロセスのタイプによって異なる。DIR
のフラクションは一般に、乾量基準にて、脱インキ処理
前の初期廃紙の15〜40重量％である。DIRは湿潤状態に
て生成されるので、廃棄物が脱インキプロセスを終える
前に、取り扱いコストや輸送コストを下げるためにでき
るだけ多くの水を除去する。一般には、廃棄物を約50％
固形分になるまでプレスする。したがって、100トンの
廃紙が処理されるごとに、30〜80トンのDIR（この半分
は水である）が生成されることになる。1996年の終わり
頃までには、北アメリカの脱インキプラントは350万ト
ン以上の廃紙をリサイクルし、したがって100万トン以
上の湿潤残留物を生成するであろう。
製紙工場の現場において運転され、製紙工場と統合化
されている脱インキプラントにおいては、DIRは、燃料
物質を含有していることから、製紙工場の白液回収用ボ
イラー中で焼却されることが多い。しかしながら、含水
量が多いために、DIRは低グレードで非効率的な燃料物
質である。統合化されていない脱インキプラントでは、
残留物の最も普通の処置法は埋立地に埋めることであ
る。埋め立てはコストがかかり、また環境にやさしくな
いので望ましい処置法ではない。したがって、残留混合
物中に存在する無機充填剤および／または他の成分を再
利用することによって、脱インキプラントにおいて生成
される廃棄物の量を減らす必要がある。
多くのグレードの紙は機能的な無機顔料（例えば、カ
オリンクレー、炭酸カルシウム、チタニア、ケイ酸塩な
ど）を含有し、これらは紙を製造するときに紙中に導入
される。廃棄物の有機部分から無機顔料を分離する実際
的な方法ではなく、したがって、生成物においてあるい
は紙製造プロセスにおいて無機顔料を再利用することが
できる。
従来、紙製造工程あるいはリサイクル廃紙からの廃棄
物は焼却処理されており、焼却処理の残留物は埋立地に
捨てられるか、あるいは団粒物質（一般には建設用途に
使用）を製造するのに使用されている。この残留灰は通
常、DIRの初期重量の約15〜20重量％を構成する。
米国特許第4,932,336号においては、主としてセルロ
ース系材料（木材及びセルロース繊維）からなる固体の
脱水捕集した湿潤生成物（wet dewatered collected pr
oduct）、及び主としてリサイクル前に廃紙から分離さ
れたプラスチック物質からなる残留物が別々に回収され
ている。捕集生成物を25重量％以下の残留水含量となる
まで乾燥し、連続的に層状にして連続的に延び広がった
層（continuously advancing layer）を形成させる。残
留物の層を生成物層の上に重ねて連続的に延び広がった
二層床（two layer bed）を形成させ、二層床にガス含
有空気を下部吹き込みにして二層床を燃焼させる。こう
したプロセスにより、生成物と残留物を焼却し、燃焼ガ
スを生成させ、そしてスラグを回収する。このプロセス
で生成するフライアッシュをスラグに加えて、その環境
への放出を防止することができ、そしてスラグは埋立地
に埋められるか、あるいは建築材料に使用される。燃焼
ガスからの熱は、特にスチーム発生のための熱源として
も使用することができる。
米国特許第5,018,459号は、紙、厚紙、および関連材
料の製造において廃棄物として生成される紙パルプスラ
ッジをリサイクルするための方法と装置を開示してい
る。紙パルプスラッジを800〜3500゜Fの温度にて回転炉
中に連続的に供給する。温度を2400゜F以上に保持すれ
ば、ダイオキシン等の有害物質（焼却プロセス時に形成
される）が分解される。ミキシング触媒（一般には、カ
ゼインまたは大豆タンパク質）と木材パルプ繊維を紙パ
ルプスラッジと共に燃焼させる。こうして得られる焼却
生成物は、実質的に炭酸塩粒子からなり、アスファル
ト、アスファルト塗料、シーラント、セラミック、コン
コリート、セメントパイプ、クレーパイプ、構造用ブロ
ック、及びレンガの製造における無機充填剤の結合剤と
して、又は流出油に対する吸収剤として使用することが
できる。米国特許第5,054,406号においては、紙パルプ
スラッジの15〜25重量％の焼却生成物を土クレー（eart
hen clay）と混合して、埋立地を覆ってシールするのに
使用される耐水性材料を形成させている。
米国特許第4,769,149号は、廃棄物をバクテリア分解
させること、次いでこれを焼却すること（このときバク
テリア分解時に生成したメタンガスを使用して炉を加熱
する）を含む、廃棄物と残留物からエネルギーを回収す
る方法を開示している。燃焼プロセスにおいて放出され
る熱は、必要に応じて工業プロセスに使用することがで
きる。
ヨーロッパ特許出願第0 604 095号は、粒状廃棄物質
（例えば、製紙工場からの排出物中に見られる物質）の
希釈水性懸濁液を処理する方法を開示している。代表的
な廃棄物質としては、カオリンクレーが挙げられる。該
方法は、粒状物質の水性懸濁液中のアルカリ土類金属炭
酸塩（例えば炭酸カルシウム）を沈降させることを含
む。したがって、プロセスのスタート時に存在していた
粒状物質が、アルカリ土類金属炭酸塩沈殿物中に連行さ
れるようになる。ヨーロッパ特許出願第0 604 095号の
図１は、沈降炭酸カルシウム粒子の凝集体中に連行され
た、フラットで“板状（platy）”のカオリナイト粒子
の走査電子顕微鏡写真を示している。こうして得られる
炭酸カルシウムと連行クレー粒子の凝集体は、紙充填剤
または顔料として使用することができる。
しかしながら、埋立地用材料としてではなく有用な生
成物として得られるような仕方でDIRをリサイクルする
ことがなおも求められている。本発明は、こうして問題
点に対する１つの解決法を提供する。
発明の要約 本発明は、廃紙を脱インキ処理して、二次パルプ繊維
に加工したときに生成される残留物から無機顔料を回収
および再利用する方法を提供する。本発明の方法は、酸
素含有雰囲気において脱インキ残量物を、脱インキ残留
物中の全ての炭化水素物質完全に酸化させるだけの充分
に高い温度に加熱して、廃紙中に存在している不燃性無
機顔料から形成される灰の他に、熱、二酸化炭素、およ
び水を生成させることを含む。本発明においては、燃焼
により得られる無機灰を酸化カルシウムおよび水と混合
して、水酸化カルシウムと灰のスラリーを形成させる。
二酸化炭素を含有したガス（濾過し、煙道ガスに冷却し
てもよい）を混合物中に吹き込み、炭酸カルシウムが沈
降するにつれて、炭酸カルシウムが灰粒子（基質として
作用し、沈降と成長が起こるための核形成座を提供す
る）の有効表面を完全に覆う。PCC表面の下の無機灰の
コアーは、いわゆる“バージン"PCC（別途のPCC）によ
って示される光学的・物理的性質に殆どもしくは全く影
響を及ぼさず、したがって生成された“リサイクル"PCC
は、PCCが必要とされる殆どのプロセスまたは生成物に
おいてバージンPCCの代替物として使用することがで
き、このとき生成物の品質に対して殆どもしくは全く悪
影響を及ぼさない。燃焼によって生成される熱、水、お
よび二酸化炭素を捕捉し、必要に応じて、一般的なプロ
セスにおいて使用すべくリサイクルすることができる。
こうした方法に従えば、典型的な脱インキプラントの廃
棄物の量を実質的に減らすことができる。
図面の説明 図１は、本発明の方法のフローチャートである。
発明の詳細な説明 本発明の好ましい実施態様を図１に示す。酸素含有雰
囲気において脱インキ残留物を、全ての炭化水素物質が
酸化され、完全に且つ効率的に焼却されるほどの充分に
高い温度（一般には800〜1200℃）に加熱する。この燃
焼の主要な生成物は熱、二酸化炭素、水、および無機灰
である。必要であれば、先ず最初に無機灰を粉砕し、次
いで無機灰と水酸化カルシウム［Ca（OH）２］（石灰
（CaO）に過剰の水を加えることによって形成される）
の水性スラリーとをミキシングすることによって水性ス
ラリーを作製する。水酸化カルシウムスラリーは、石灰
乳、消石灰、または単にスレーク（slake）としても知
られている。二酸化炭素を含有したガス状混合物をスラ
リー中に吹き込むと、水酸化カルシウムと二酸化炭素が
反応してPCCが形成される。温度、ガス濃度、ガスの付
加速度、およびスレーク濃度等の反応パラメーターは、
所望のPCC結晶サイズとモルホロジーが得られるような
仕方で制御される。本発明においては、スレーク中に存
在している無機灰の表面上にPCCが沈降して成長するこ
とが見いだされている。加熱プロセスからの燃焼生成物
を、スラリーを形成させるのに使用される水、PCCを沈
降させるのに使用される二酸化炭素、および焼却の前に
さらなるDIRを乾燥するのに使用される熱と共にリサイ
クルするのが有利である。反応が完了したら、無機灰の
表面をPCCで被覆して、同等サイズのバージンPCCが有し
ていたのと実質的に同じ光学的・物理的性質を有する複
合粒子を形成させる。
本発明の他の実施態様においては、DIRの燃焼によっ
て生成される無機灰を、乾燥した生石灰（CaO）に加え
る。本混合物に過剰の水を加えて、無機灰と水酸化カル
シウムとのスラリーを形成させ、次いで前述のように炭
酸塩化反応を行う。
本発明のさらに他の実施態様においては、残留物の燃
焼を、石灰石を石灰に転化させる焼成プロセスの一部と
して行う。こうした操作は可能である。なぜなら、石灰
石の焼成に必要とされる温度は、DIRの効率的な燃焼に
必要とされる温度と同等だからである。焼成生成物中の
無機灰フラクションと石灰フラクションが消和および炭
酸塩化できるようにそれぞれ正確に調整された相対量に
て、湿潤状態のDIRと石灰石を混合し、これを石灰窯に
供給する。
周知のように、DIRの炭化水素フラクションの燃焼に
よって生成され、通常は煙道から排気される熱と二酸化
炭素、捕捉して、プロセス全体の初めのほうの部分また
は後のほうの部分に再循環もしくは送り直すことができ
る。例えば、熱を窯に再循環して、燃焼を行う前に、必
要とされる残留物の乾燥を促進させることができる。残
留物の炭化水素フラクションを焼却するときに生成する
二酸化炭素を捕捉して、水酸化カルシウムをPCCに炭酸
塩化するのに使用することができる。
無機灰を沈降炭酸カルシウムで被覆できるという事実
は予想外のことである。本発明においては、こうしたこ
とが可能である。なぜなら、DIRの燃焼によって生成す
る無機灰は、単純な焼成よりもっと複雑な化学反応によ
って形成されるからである。例えば、カオリンクレー
（H2Al2Si2O8・H2O）又は炭酸カルシウムを窯中で高温
に加熱すると、焼成された無機相（すなわち、焼成クレ
ーまたは酸化カルシウム）が生成する。本発明におい
て、無機顔料混合物が高温にて反応して新たな安定無機
相を形成することが見いだされた。炭酸カルシウム、カ
オリンクレー、及び二酸化チタンを種々の割合で混合し
て800〜1200℃（典型的には1000℃）に加熱すると、幾
らかのペロブスカイト（CaTiO3）を含有したゲーレナイ
ト（Ca2AlSiO7）および／または灰長石（CaAl2Si2O8）
を含めて、２種、３種、またはそれ以上の新たな相が種
々の割合にて生成される。形成される各相の相対的な量
は、初期混合物中に存在する各無機物の量および燃焼温
度により異なる。これらの新たな相が、炭酸カルシウム
の直接的な沈降に対する核形成部位を提供し、炭酸カル
シウムが灰の表面を覆うかあるいは、灰の表面上に沈積
する、と考えられる。
容易にわかることであるが、これらの無機相は、未焼
成の無機顔料を構成しているのと同じ元素（すなわち、
カルシウム、アルミニウム、ケイ素、おおび酸素）を含
有している。燃焼温度が高いために、これらの物質が反
応および再配列して熱力学的に安定な無機相を形成する
と考えられる。ゲーレナイト、灰長石、およびペロブス
カイトの結晶格子中にカルシウム原子が存在することに
より、これらの物質の表面が、炭酸カルシウムが核形成
して成長できる基質として適したものになる。炭酸カル
シウムが灰粒子の表面上に直接沈降し、灰と結合するPC
Cの層で灰粒子を完全に覆う。本発明の方法は、くっつ
いて灰粒子を取り囲むPCC粒子を形成させることによっ
て灰を捕捉または連行するだけでなく、実際には、灰の
表面上に炭酸カルシウムを直接沈降させて、無機灰で構
成される内側部分とPCCで構成される外側部分とを含ん
だ複合粒子を形成させる。事実上、灰は“種”として作
用し、炭酸カルシウム沈降のための核形成部位をもたら
す。内側灰部分は通常、最大約50重量％までの粒子を含
むことができる。典型的な粒子では、灰部分は５〜30％
の範囲、好ましくは10〜25％の範囲である。当然のこと
ながら、最大限の灰をリサイクルできるよう、灰の量は
できるだけ多いのが望ましい。この点で、50:50の灰：
炭酸カルシウム粒子が最適の配合割合であると考えられ
る。
脱インキ残留物は廃棄物なので、組成の構造はいろい
ろと変わる。周知のように、必要に応じて、焼却の前に
適切な量のクレー、チタニア、炭酸カルシウム、または
他の適切な物質を廃棄物に加えて、燃焼中に適切な無機
相を形成させることができる。
本発明のリサイクルPCC中に見いだすことのできるゲ
ーレナイト、灰長石、およびペロブスカイトの量が、本
明細書に記載のプロセス全体を通しての物質損失の補正
と分析によって説明できる量より少ない、と考える理由
がある。説明できない損失が起きているとすれば、これ
ら無機相の一部または全部が反応中にPCCに転化されて
いると考えられる。水酸化カルシウムの水性スラリーの
pHが比較的高いので、あるいは炭酸塩化プロセス時に存
在する他の条件のために、こうした損失は起こりうる。
本発明の“リサイクル"PCCは、単独の場合も、いわゆ
るバージンPCCと混合した場合も、現在PCCが使用されて
いる殆どの用途に使用することができる。PCCは通常、
より高いレベルの機能性無機顔料を必要とする印刷用お
よび書き込み用グレードの紙の製造に使用され、またリ
サイクルPCCは、これらの用途の殆どにおいて単独で
も、あるいはバージンPCCと組み合わせても使用するこ
とができる。代表的な用途においては、PCCの量は、混
合物の重量を基準として約１〜50％の範囲である。沈降
炭酸カルシウムと複合粒状物質との比は99:1〜1:1であ
る。リサイクルPCCはさらに、ペイント用途および充填
剤入りポリマー用途においてバージンPCCが使用されて
いる場合にも使用することができる。バージンPCCに対
して他の用途が発見されているので、リサイクルPCCも
適切であることが見いだされると思われる。実施例は、
得られるリサイクルPCCの性質を示しており、当業者
は、リサイクルPCCが適切であるような用途を容易に決
定することができる。リサイクルPCCとバージンPCCは、
取り扱いとプロセシングに関して相容性があるので、必
要に応じてリサイクルPCCとバージンPCCとの組合せ物を
機能用添加剤として使用することができる。
リサイクルPCC粒子とバージンPCC粒子の表面積は、窒
素を吸収ガスとしたBET理論を利用するマイクロメリテ
ィクス・フローカーブ（Micromeritics Flowcarb）2300
を使用して得た。生成物の約３％水性分散液に対してマ
イクロメリティクス・セディグラフ（Micromeritics Se
digraph）モデル5100を使用して、そして約0.1％のカル
ボキシル化高分子電解質（Daxad 30）を分散剤として使
用して、沈降法により粒子のサイズを求めた。乾燥輝度
（dry brightness）はハンター・ラボスキャン（Hunter
LabScan）を使用して測定した。
蒸留水中pH7にて400カナディアン・スタンダード・フ
リーネス（Canadian Standard Freeness;CSF）に叩解し
て得られた、75％漂白硬材のクラフトパルプと25％漂白
軟材のクラフトパルプとを含む供給物から、ホルマック
スシート作製機（Formax Sheet former）〔ノーブル（N
oble）及びウッド（Wood）タイプ、アジロンダック・マ
シーン社により製造〕を使用して、60g/m2ペーパーのハ
ンドシートを作製した。パルプのコンシステンシーは0.
3125％であった。合成サイジング剤（アルキルケテンダ
イマー）を0.25％のレベル（５ポンド／トンの紙に対
応）にてパルプに加えた。パルプに充填剤を加えて、所
定の充填剤配合レベルにした。定着助剤（高密度のカチ
オン性ポリアクリルアミド）をパルプに0.05％のレベル
（１ポンド／トンの紙に対応）にて加えた。試験に付す
前に、相対湿度50％および温度23℃にて少なくとも24時
間、シートを状態調節した。
TAPPI試験法T452−om92を使用してTAPPI輝度を測定し
た。TAPPI不透明度はTAPPI試験法T425−om91にしたがっ
て測定した。多孔度はパーカー・プリント−サーフ（Pa
rker Print−Surf）を使用して測定した。スコットボン
ド（Scott Bond）はTAPPI試験法UM−403にしたがって測
定した。破断長さはTAPPI試験法T494−om88にしたがっ
て測定した。
ハンドシートを通しての液体の浸透を測定するため
に、ハーキュレス・サイズ試験（HST）によってサイジ
ングを調べた。HSTは、本発明において紙のサイジング
の程度を測定するのに使用される試験法である。この試
験はハーキュレス・サイシング試験機モデルKAまたはKC
を使用して行い、使用した試験法はTAPPI試験法Ｔ−530
PM−89であった。
実施例 下記の実施例は、単に本発明の好ましい実施態様を示
したものであり、これらの実施例によって本発明が限定
されることはなく、本発明の範囲は請求の範囲によって
規定されている。
脱インキ工業プラントから入手した２つの湿潤脱イン
キ残留物サンプルからリサイクルPCCを製造した。これ
らのサンプルは、入手の時点で約50重量％の水を含有し
ていた。サンプルをオーブン中100℃で乾燥し、それぞ
れの乾燥固体サンプルの組成をＸ線回折で分析した。分
析結果を表１に示す。値はすべて、乾燥固体の重量％と
して示されている。
実施例Ｉ 残留物サンプルＩをマッフル炉中900℃にて２時間灰
化した。炉から回収した灰を、ハンマーミルを使用して
解凝集し、Ｘ線回折（XRD）により分析した。XRD分析の
結果を表２に示す。これらの値は、灰総量の重量％とし
てのおよその範囲を示している。
水酸化カルシウムスラリーを作製するために、変速攪
拌機を備えた４リットルのステンレス鋼製反応器中に
て、激しく攪拌しながら229.6gのCaOに1607.2gの水を加
えた。この水酸化カルシウムスラリーを60メッシュスク
リーンに通してから次のプロセスに進んだ。スラリーに
表２の無機灰57.4gを加え、スラリーの温度を35.2℃に
調節した。二酸化炭素含有ガス（空気中15％）を混合物
中に、激しく攪拌しながら反応が完了するまで（8.0のp
Hにて115分で終了）吹き込んだ。得られた生成物を325
メッシュのスクリーンに通して粗粒を取り除き、回収し
た＋325メッシュ残留物の重量を測定したところ、わず
か10.661gであることがわかった。リサイクルPCCの走査
電子顕微鏡写真を撮り、物理的特性決定を行った。乾燥
したリサイクルPCC生成物（表２の無機灰をPCCで覆うこ
とによって作製）の物理的特性値を表３に示す。
実施例Ｉで得たリサイクルPCCを、クラフト繊維供給
物を使用したハンドシート研究における紙の性能に関し
て試験した。ハンドシート研究の結果を表７に示す。こ
れらの結果から、本発明のリサイクルPCCは、バージンP
CCと同じ方法で紙の製造に対して有効に使用できること
がわかる。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートとバージンP
CCを組み込んだハンドシートのTAPPI輝度の測定によ
り、リサイクルPCCを使用すると高い紙輝度が得られる
ことがわかる。実施例ＩからのリサイクルPCCを組み込
んだハンドシートのTAPPI輝度は、バージンPCCを組み込
んだハンドシートの約２％ポイント内である。したがっ
て、それほど高い輝度が必要とされないような用途にお
いては、バージンPCCを組み込まずにリサイクルPCCを使
用することができる。できるだけ高い輝度が必要とされ
るか、あるいは紙輝度を調節するのが望ましいような用
途に対する要件は、バージンPCCとリサイクルPCCの混合
物を使用することによって満たされる。高級紙に使用す
るためのバージンPCCとリサイクルPCCの好ましい混合物
は10〜50％である。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートのTAPPI不透
明度とバージンPCCを組み込んだハンドシートのTAPPI不
透明度との間の差は約１％ポイントであり、これら測定
値の統計精度の範囲内である。したがって、本発明のリ
サイクルPCCを組み込んだ紙の透き通しは、バージンPCC
を組み込んだ紙と同等であった。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートの耐水性（H
ST試験により測定）は、同等サイズの充填剤を比較した
場合、バージンPCCを組み込んだ紙の耐水性と充填剤と
しては同等であった。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートの強度は、
バージンPCCを組み込んだハンドシートの強度と比較し
て実質的に同等であるか、あるいはやや良好である。し
かしながら、これらのハンドシートの厚さは、バージン
PCCを組み込んだ紙の厚さよりやや大きい。最後に、リ
サイクルPCC紙の多孔度は、バージンPCC紙の多孔度より
やや高いが、大きな欠点をもたらすほど高くはない。
実施例II ３部の脱インキ残留物サンプルII（表１）を４部の切
り出した石灰石と混合し、実験用回転炉中に置いた。長
さ約1.5メートルで直径16.5センチのこの円筒形の炉に
対しガス燃焼を行った。1150℃で作動するように炉をセ
ットし、公称燃焼時間は約45分であった。燃焼後、炉か
ら石灰／灰混合物を捕集し、XRDにより分析した。得ら
れた結果を表４に示す。結果は、石灰石と脱インキ残留
物との総重量の重量％として表示してある。
水酸化カルシウムと無機灰とのスラリーを作製するた
めに、変速攪拌機を備えた４リットルのステンレス鋼製
反応器中にて、激しく攪拌しながら287gの表４の物質に
2009gの水を加えた。こうして得られた水酸化カルシウ
ム／無機灰スラリーを60メッシュスクリーンに通してか
ら反応を継続し、スクリーンから0.05gの残留物を捕集
した。スラリーの温度を35.5℃に調節し、二酸化炭素含
有ガス（空気中15％）を混合物中に、激しく攪拌しなが
ら反応が完了するまで（スラリーのpHが８に達したとき
の121分で終了）吹き込んだ。このリサイクルPCCスラリ
ーを325メッシュスクリーンに通して粗粒と他の不純物
を取り除き、24.7gの＋325メッシュ残留物を捕集した。
XRDを使用して、リサイクルPCCと＋325メッシュ粗粒を
分析した。得られた結果を表５に示す。結果は、各物質
の重量％として表示してある。
表５の乾燥“リサイクル"PCC生成物の物理的特性を表
６に示す。
実施例IIで得られたリサイクルPCCを、クラト繊維供
給物を使用したハンドシート研究における紙の性能に関
して試験した。試験の結果を表７に示す。これらの結果
から、本発明のリサイクルPCCは、バージンPCCと同じ方
法で紙の製造において有効に使用できることがわかる。
実施例Ｉの場合と同様に、リサイクルPCCを組み込ん
だハンドシートとバージンPCCを組み込んだハンドシー
トのTAPPI輝度の測定により、リサイクルPCCを使用する
と高い紙輝度が得られることがわかる。しかしながら、
実施例IIからのリサイクルPCCを組み込んだハンドシー
トのTAPPI輝度は、充填剤のレベルがやや高いものの、
バージンPCCを組み込んだハンドシートのTAPPI輝度と同
等であった。
同様に、リサイクルPCCを組み込んだハンドシートのT
APPI不透明度は、充填剤のレベルがやや高いものの、バ
ージンPCCを組み込んだハンドシートのそれと同等であ
った。したがって、本発明のリサイクルPCCを組み込ん
だ紙の透き通しは、バージンPCCを組み込んだ紙のそれ
と実質的に同等であった。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートの耐水性（H
ST試験により測定）は、同等サイズの充填剤を比較した
場合、バージンPCCを組み込んだ紙の耐水性と充填剤と
しては同等であった。
リサイクルPCCを組み込んだハンドシートとバージンP
CCを組み込んだハンドシートの強度は対照標準よりやや
低いが、この場合もおそらく充填剤レベルの差によるも
のと思われる。
最後に、実施例IIにおいて、リサイクルPCC紙の多孔
度はバージンPCC紙のそれよりやや低いが、充分に許容
しうる範囲内である。
本明細書に開示の本発明は、前述の目的を充分に満た
すものと考えられるが、当業者にとって、多くの種々の
変形や実施態様が案出可能であることは言うまでもな
い。請求の範囲は、こうした全ての変形や実施態様を本
発明の精神と範囲内に含まれるものとして規定してい
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤング，トラディ・ダイアン アメリカ合衆国ペンシルバニア州18064, ナザレス，ファイルタウン・ロード 255 (56)参考文献 特開 平６−226264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−8632（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−51419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−127466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−49653（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−77594（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106218（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−69694（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−40648（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−246379（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−113075（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−81485（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−310295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−16704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−157602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−109308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−145030（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331182（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26996（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−31851（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−52750（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭57−36030（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平８−507837（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−501879（ＪＰ，Ａ) 特表 昭55−500597（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−501575（ＪＰ，Ａ) 特表 昭55−501147（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09C 1/00 - 3/12 C02F 1/00 - 11/20 B03B 1/00 - 13/06 B01D 21/00 - 21/34 D21H 11/00 - 27/42 C01F 11/00 - 11/48

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】無機鉱物質の灰で構成される内側部分と炭
    酸カルシウムで構成される外側部分とを含む複合粒状物
    質であって、該無機鉱物質の灰が、廃紙脱インキ残留物
    の焼却により得られる灰を含む複合粒状物質。
  2. 【請求項２】上記無機鉱物質の灰の表面に炭酸カルシウ
    ムを沈降させる、請求の範囲第１項に記載の複合粒状物
    質。
  3. 【請求項３】前記無機鉱物質がゲーレナイト、灰長石、
    ペロブスカイト、またはこれらの混合物を含む、請求の
    範囲第１項または２項に記載の複合粒状物質。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項、２項、または３項に記
    載の複合粒状物質とセルロース繊維とを含む紙。
  5. 【請求項５】別途の沈降炭酸カルシウムをさらに含み、
    このとき別途の沈降炭酸カルシウムと複合粒状物質との
    比が99:1〜1:1である、請求の範囲第４項に記載の紙。
  6. 【請求項６】廃紙脱インキ残留物を高温で焼却すること
    によって形成される灰粒子と水酸化カルシウムとのスラ
    リーを作製する工程； スラリーを炭酸塩化して、炭酸カルシウムを灰粒子に直
    接沈降させる工程； および 沈降した炭酸カルシウム粒子を回収する工程； を含む、複合粒状物質の製造法。
  7. 【請求項７】前記灰粒子が、廃紙脱インキ残留物を少な
    くとも800℃の温度で焼却することによって形成されて
    いる、請求の範囲第６項に記載の製造法。
  8. 【請求項８】焼却の前に、廃紙脱インキ残留物に少なく
    とも１種のカルシウム化合物、アルミニウム化合物、も
    しくはチタン化合物、またはこれらの混合物を加える工
    程をさらに含む、請求の範囲第６項または第７項に記載
    の製造法。
  9. 【請求項９】前記化合物が、炭酸カルシウム、チタニ
    ア、クレー、またはこれらの混合物である、請求の範囲
    第８項に記載の製造法。
  10. 【請求項１０】スラリーを作製する工程が、水酸化カル
    シウムと水との混合物を作製し、次いで該混合物に上記
    灰粒子を加えてスラリーを形成させる工程を含む、請求
    の範囲第６、７、８または９項に記載の製造法。
  11. 【請求項１１】スラリーを作製する工程が、上記灰粒子
    と石灰とをミキシングし、次いで該混合物に水を加えて
    スラリーを形成させる工程を含む、請求の範囲第６、
    ７、８または９項に記載の製造法。
  12. 【請求項１２】スラリーを作製する工程が、廃紙脱イン
    キ残留物と石灰とをミキシングし、次いで該混合物を石
    灰がま中で焼成することにより上記灰粒子及び石灰から
    なる粒子を形成させ、次いで前記粒子に水を加えてスラ
    リーを形成させる工程を含む、請求の範囲第６、７、８
    または９項に記載の製造法。
  13. 【請求項１３】請求の範囲第６、７、８、９、10、11ま
    たは12項に記載の製造法にしたがって複合粒状物質を形
    成させる工程；および 前記粒状物質を紙中に機能添加剤として組込む工程； を含む紙製造法。
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