(57)【要約】【課題】少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、表面層上及び裏面層上に設けられた塗工層と、を有する塗工板紙において、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され、印刷適性に優れると共に軽量化を図れる塗工板紙とする。【解決手段】少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、前記表面層上に設けられた表面側塗工層と、前記裏面層上に設けられた裏面側塗工層と、を有する塗工板紙であって、前記裏面側塗工層は、架橋剤、ポリビニルアルコール及び澱粉を主成分とする水性組成物が塗工されて形成されている。【選択図】図１
2011012371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、前記表面層上に設けられた表面側塗工層と、前記裏面層上に設けられた裏面側塗工層と、を有する塗工板紙であって、
前記裏面側塗工層は、架橋剤、ポリビニルアルコール及び澱粉を主成分とする水性組成物が塗工されて形成されている、
ことを特徴とする塗工板紙。
【請求項２】
前記水性組成物は、ラテックスを含有する、請求項１記載の塗工板紙。
【請求項３】
前記裏面層の平均繊維長が、０．２〜０．６ｍｍ、離解後フリーネスが２５０〜３５０ｃｃである、請求項１又は請求項２記載の塗工板紙。
【請求項４】
前記基紙の原料パルプには、紙力増強剤が固形分換算で０．０１〜５．０質量％含有されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗工板紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白抜け等の生じない印刷適性に優れた塗工板紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源保護に対する関心が高まり、包装紙資材のリサイクル化、製造工程でのゼロエミッション化が進み、環境保護の観点からも、古紙を原料とする古紙パルプの多用や増配が望まれ、塗工板紙においても更なる古紙の利用が望まれている。
【０００３】
一般的に、段ボール原紙や非塗工板紙などにおいては、古紙パルプを比較的多く配合しているが、美粧性、印刷適性を必要とする塗工板紙においては、古紙パルプの配合率が以前低い状況である。もちろん、塗工板紙においても、古紙パルプの高配合が望まれるが、古紙パルプは、微細繊維や填料・顔料等の微細異物を多く含んでいるため、印刷工程における白抜けや紙紛トラブルの原因になる。
【０００４】
そこで、これらのトラブルを防止するために、特許文献１は、基紙の裏面に水性接着剤を主成分とする水性組成物を塗布、乾燥してなる塗工白板紙において、水性接着剤としてポリビニルアルコールを使用し、水性組成物中にジルコニウム塩を含有せしめる技術を開示している。しかしながら、この技術によっても、未だ印刷工程における白抜けや紙紛トラブルが十分に解消されないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０２９９６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、少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、表面層上及び裏面層上に設けられた塗工層と、を有する塗工板紙において、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され、印刷適性に優れるとともに軽量化を図れる塗工板紙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、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、前記表面層上に設けられた表面側塗工層と、前記裏面層上に設けられた裏面側塗工層と、を有する塗工板紙であって、
前記裏面側塗工層は、架橋剤、ポリビニルアルコール及び澱粉を主成分とする水性組成物が塗工されて形成されている、
ことを特徴とする塗工板紙。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
前記水性組成物は、ラテックスを含有する、請求項１記載の塗工板紙。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
前記裏面層の平均繊維長が、０．２〜０．６ｍｍ、離解後フリーネスが２５０〜３５０ｃｃである、請求項１又は請求項２記載の塗工板紙。
【００１０】
〔請求項４記載の発明〕
前記基紙の原料パルプには、紙力増強剤が固形分換算で０．０１〜５．０質量％含有されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗工板紙。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、表面層上及び裏面層上に設けられた塗工層と、を有する塗工板紙において、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され印刷適性に優れるとともに、軽量化が図れる塗工板紙となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を説明する。
なお、本発明の塗工板紙は、基紙が少なくとも表面層及び裏面層を有する積層構造とされていれば足り、例えば、基紙が表面層及び裏面層のみを有する２層である場合も含むが、以下では、一例として、基紙が表面層、３層の中層及び裏面層を有する５層である場合を例に説明する。また、本発明の塗工板紙は、その他の点においても、以下で説明する実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内において、その発明特定事項を適宜変更できる。
【００１４】
本形態の塗工板紙は、表面層及び裏面層を有する積層構造の基紙と、表面層上（基紙の表面上）に設けられた表面側塗工層と、裏面層上（基紙の裏面上）に設けられた裏面側塗工層と、を有する。
【００１５】
〔裏面側塗工層〕
本形態の塗工板紙における裏面側塗工層は、架橋剤、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及び澱粉を主成分とする水性組成物が塗工されて形成されている。
【００１６】
（澱粉）
澱粉としては、例えば、グラフト（重合）化澱粉、リン酸エステル化澱粉、カチオン化澱粉、ヒドロキシプロピル澱粉、カルボキシル澱粉、酢酸澱粉等の各種加工澱粉などを用いることができる。澱粉は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及び架橋剤、好ましくは更にラテックスを組み合わせて用いることで、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する印刷トラブルを解消し、印刷面の耐白抜け性が良好な印刷適性を有する塗工板紙を得るに好適である。
【００１７】
ただし、澱粉のなかでも、酢酸ビニル等の樹脂をグラフト重合し皮膜強度を上げた低粘度のグラフト化澱粉が好適である。グラフト化澱粉によると、酢酸ビニル等の官能基を主鎖にグラフト重合させることで、塗工液の粘度を低くでき、ポリビニルアルコール及び架橋剤と均一に混合でき、各構成薬品組合せによる相乗効果を得やすくなるほか、塗工ムラが抑えられる、基紙に微細繊維・微細異物を強固に結合させて裏面層からの微細繊維・微細異物の脱落を防止し基紙の印刷適性（印刷白抜けの防止等）を向上させることができる、という特徴が備わる。グラフト化澱粉としては、例えば、ペトロコートＣ１８（日澱化学株式会社製）等が挙げられる。
【００１８】
澱粉の配合量は、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する印刷トラブルを解消し、印刷面の耐白抜け性が良好な印刷適性を有する効果を発現させるためには、固形分として水性組成物１００質量％に対して、９〜６０質量％含有させることが好ましく、１２〜４７質量％がより好ましい。澱粉の配合量が９質量％未満であると裏面層からの微細繊維・微細異物の脱落を抑えることができず、紙粉が発生し易くなる。他方、澱粉の配合量が６０質量％を超えると、過剰品質となりコストアップの問題につながるとともに、出来上がった塗工板紙を化粧箱やギフトケース等にする際に、裏面塗工層が硬すぎて罫線割れが発生し易く、加工適性が低下する問題につながる。
【００１９】
（ポリビニルアルコール）
本形態のポリビニルアルコールは、その重合度やケン化度等が特に限定されるものではないが、重合度１０００〜２５００、ケン化度９８％以上の完全ケン化ポリビニルアルコールや、珪素変性等の末端基を変性させた変性ポリビニルアルコールが好適である。これらのポリビニルアルコールによると、裏面側塗工層の被膜面の強度を高くでき、澱粉や架橋剤と所定の割合で組み合わせて用いる相乗効果にて、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する印刷トラブルを解消して、印刷面の耐白抜け性が良好な印刷適性を有する塗工板紙を得るうえで好ましい。
【００２０】
本発明者らは、澱粉や架橋剤と所定の割合で組み合わせて用いるにあたり、完全ケン化型（ケン化度９８％以上）のポリビニルアルコールによると、その強固な結合力により著しい造膜性を発現する結果、卓越した用紙表面のバリヤー性を発揮するため、水性組成物中に含まれる澱粉や架橋剤、更にはラテックスとの組み合わせによる相乗効果により、裏面側塗工層の被膜面の強度が高められ、より好適であることを知見している。完全ケン化型（ケン化度９８％以上）のポリビニルアルコールとしては、例えば、日本酢ビポバール株式会社製のＪＦ−１７等を用いることができる。
【００２１】
ポリビニルアルコールの配合量は、固形分として水性組成物１００質量％に対して、５〜４８質量％含有させることが好ましく、７〜３５質量％がより好ましい。ポリビニルアルコールの配合量が５質量％未満であると裏面層の微細繊維や微細異物を強固に固めることができず、微細繊維や微細異物が脱落し易くなる。他方、ポリビニルアルコールの配合量が４８質量％を超えると、澱粉の場合と同様、形成される裏面側塗工層が硬くなり過ぎるため、罫線割れが発生し易くなり、加工適性が低下するうえに、塗工液の粘度が上昇して操業性の低下、裏面側塗工層用塗工液のコストアップの問題につながる。
【００２２】
（架橋剤）
架橋剤としては、例えば、ホウ素化合物、エポキシ化合物、グリシジル化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム塩、クロム化合物等を用いることができる。架橋剤を用いることにより、裏面層に浸透する裏面側塗工層用塗工液中の澱粉、ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂と裏面層のパルプ繊維とが強固に結合するようになる。より詳細には、水溶性樹脂と裏面層のパルプ繊維との架橋構造を効率的に形成することができ、結果、裏面層からの毛羽立ちが防止され、また、裏面側塗工層の剛性も確保でき、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する印刷トラブルを解消し、印刷面の耐白抜け性が良好な印刷適性を得ることができる。しかも、架橋剤は、本形態に好適に用いることができるポリスチレン‐ブタジエン系ラテックスやグラフト化澱粉に含まれるカルボキシル基、アミド基、水酸基等の親水性官能基と反応してパルプ繊維、グラフト化澱粉、ラテックスを架橋、高分子化（三次元網目構造）あるいは疎水化するため、塗工板紙の圧縮強度、耐折強度、耐罫線割れ等の紙質強度向上を図れ、塗工板紙の低米坪化・軽量化を図ることができる。加えて、低米坪化・軽量化を図っても、裏面側塗工層は適度な柔軟性を有するため、耐罫線割れ適性等の加工適性に優れ、スタンプ印刷適性にも優れる。
【００２３】
ただし、以上の架橋剤のなかでも、澱粉及びポリビニルアルコールとの架橋反応の容易性という点で、ジルコニウム化合物が好適である。ジルコニウム化合物によると、裏面側塗工層の皮膜がより硬いものとなるので、裏面層の繊維が強固に結合され、しかも、耐罫線割れ適性等の加工適性も向上する。この架橋剤として用いるジルコニウム化合物の種類は、特に限定されるものではないが、炭酸ジルコニウムアンモニウムを含有するベイコート２０（４５％品、日本軽金属株式会社製）やカルタボンド（４６％品、クラリアント株式会社）によると、裏面層の微細繊維や微細異物がより強固に結合するという点で、特に好ましい。
【００２４】
架橋剤の配合量は、固形分として塗工組成物１００質量％に対して、０．１〜５．０質量％含有させることが好ましく、０．５〜４．０質量％含有させることがより好ましい。架橋剤の配合量が０．１質量％未満であると、水溶性樹脂とパルプ繊維との架橋が不足するため、裏面側塗工層の皮膜強度が十分に得られなくなり、また、ブロッキング発生の原因となる。他方、架橋剤の配合量が５．０質量％を超えると、裏面側塗工層用塗工液を塗工する前から架橋が始まり、塗工液がゲル化するため、塗工液を均一に塗工することが困難となる。
【００２５】
本発明者等の知見では、澱粉、ポリビニルアルコール、架橋剤を所定の割合で用いることにより、個々の薬剤を単独で用いる場合と比べ、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され、印刷適性に優れるとともに軽量化を図れる塗工板紙を好適に得ることができる。
【００２６】
（ラテックス）
以上の澱粉及びポリビニルアルコールとの組み合わせにおいて、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する印刷トラブルを解消し、印刷面の耐白抜け性が良好な印刷適性を有する塗工板紙を得るうえで、また、裏面側塗工層の造膜性、剛性、基紙への浸透性及び微細繊維や微細異物の隠蔽性を向上させるうえで、水性組成物が更にラテックスを含有すると好適である。
【００２７】
ラテックスとしては、例えば、ポリスチレン・ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル酸系重合体ラテックス、酢酸ビニル系共重合体等のビニル系重合体ラテックス、あるいはこれらの各種重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ溶解性あるいは非アルカリ溶解性の重合体ラテックス等の重合体ラテックスの一種以上を適宜選択して用いることができる。ただし、これらの中でも、ポリスチレン‐ブタジエン系ラテックス（ＳＢＲ）が裏面層に微細繊維・微細異物を強固に結合させる点で好適である。
【００２８】
ラテックスの配合量は、固形分で塗工組成物（水性組成物）１００質量％に対して、３〜７７質量％が好ましく、１７〜７０質量％がより好ましい。ラテックスの配合量が３質量％未満であると裏面層の微細繊維・微細異物を強固に固めることができず、紙粉等が発生し易くなる。他方、ラテックスの配合量が７７質量％を超えると、前述澱粉やポリビニルアルコールの場合と同様、形成される裏面側塗工層及びこの裏面側塗工層を有する塗工板紙が硬くなり過ぎて、罫線割れが発生し易くなり、加工適性が低下するうえに、裏面側塗工層用塗工液のコストアップの問題につながる。
【００２９】
本形態で好適に使用できる前記ポリスチレン‐ブタジエン系ラテックスとしては、モノマー成分としてブタジエンを４０〜６５％含むポリスチレン‐ブタジエン系ラテックスを使用することが好ましい。ブタジエン成分は好ましくは４３〜６３％、より好ましくは４５〜６０％である。ブタジエン成分が４０％を下回ると、裏面層への接着性が劣り、印刷時に白抜けトラブルが発生するだけでなく、裏面側塗工層の柔軟性が低下するため、コスレ汚れや紙粉が発生し易くなる。ブタジエン成分が６５％を超過すると、裏面側塗工層表面のラテックス量が多くなり、ロール汚れ等の設備汚損が発生し易くなる。ブタジエン成分を上記範囲に納めることで、裏面層との接着性とコスレ汚れ、紙粉発生を抑えることができる。
【００３０】
ブタジエン以外のモノマー成分としては、スチレンを１５〜４０％含むことが好ましく、より好ましくは２０〜３５％である。スチレン成分は裏面側塗工層に耐水性を付与する効果があるが、他方で硬度を上昇させるため、コスレ汚れや紙粉の発生を低減する観点からは、配合量を上記の範囲に抑えることが好ましい。スチレン成分が１５％を下回ると裏面側塗工層の耐水性が劣るため、特に製函工程での水溶性糊を用いた場合に裏面側塗工層強度が低下し、不用意な剥がれや製函不良などのトラブルが発生する場合がある。他方、スチレン成分が４０％を超過すると、裏面側塗工層が硬くなり、コスレ汚れや紙粉の発生が増加する傾向がある。上記のごとく、コスレ汚れを効果的に低減するには、テラックス中のブタジエン成分及びスチレン成分を所定の範囲内に納めることが好ましく、これにより、塗工層に適度な柔軟性及び耐水性を付与でき、ロール汚れ等の設備の汚損や白抜け、コスレ汚れ、紙粉の発生を低減した塗工板紙を得ることができる。
【００３１】
さらに、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減を図るには、ラテックスのガラス転移温度（Ｔｇ）を−５５〜５℃に調整することが好ましく、−５０〜０℃が更に好ましく、−４０〜０℃が特に好ましい。ガラス転移温度を所定の範囲にすることで、裏面側塗工層の柔軟性を更に向上させることができ、コスレ時に裏面層からパルプ繊維を掻き取る作用を緩和させることができる。ガラス転移温度は、ブタジエン及びスチレンの配合量や、その他の成分（エチレン製不飽和単量体やシアン化ビニル系単量体）、重合開始剤の種類と量、重合度などによって容易に調整できる。ガラス転移温度が−５５℃を下回ると、裏面側塗工層が柔らかくなりすぎて、製造工程内の金属ロールにラテックスの一部が剥離して付着するロール汚れトラブルが発生し、紙品質及び操業性の双方や、製函時に加工適性が悪化する場合が生じる。ガラス転移温度が５℃を超えると、塗工層が硬くなり、コスレ汚れや紙粉が発生し易くなる。
【００３２】
上記のごとくブタジエン及びスチレン成分の含有量並びにガラス転移温度を特定の範囲に規定することで、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減を図ることができる。
【００３３】
さらに、発明者等は、ラテックスの平均粒子径を８０〜１４０ｎｍ、好ましくは９０〜１３０ｎｍに調製することで、白抜けやロール汚れが発生せず、コスレ汚れ、紙粉の発生を充分に低減した塗工板紙を得ることができることを見出している。平均粒子径が上記範囲にない場合は、裏面層に裏面側塗工をした後の乾燥工程において、ラテックスが裏面側塗工層の外表面側へ移動するバインダーマイグレーションが発生して、裏面側塗工層表面にラテックスが集中し、裏面側塗工層表面から金属ロールへのラテックスの転写が発生する傾向、また、これにより塗工層内部の結合強度が低下して白抜けが発生しやすくなる傾向が生じる場合がある。ラテックスの平均粒子径を上記所定の範囲内とすることで、コスレ汚れ、紙粉を低減しつつ、ラテックスのバインダーマイグレーションを抑え、白抜けやロール汚れが発生せず、コスレ汚れや紙粉を充分に低減した塗工板紙を得ることがでる。ラテックスの平均粒子径が８０ｎｍを下回ると、バインダーマイグレーションが発生する問題が生じやすく、白抜け、紙粉とロール汚れが発生しやすく、他方、ラテックスの平均粒子径が１４０ｎｍを超過すると、ロール汚れは発生し難くなるが、ラテックス粒子の比表面積が少なくなり裏面層との接着強度が低下し、塗工層の表面強度が低下するため白抜けトラブルや紙粉が発生しやすくなる。
【００３４】
本発明者らの知見では、澱粉、ポリビニルアルコール、架橋剤の所定の組合せに加え、前述したラテックスを更に組み合わせて用いることで、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され、印刷適性に優れるとともに軽量化を図れる塗工板紙を更に好適に得ることができる。
【００３５】
（その他）
裏面側塗工層を形成するための塗工液の濃度は、好ましくは３〜２０％、より好ましくは５〜１２％に調整する。塗工液の濃度が３％未満であると、裏面側塗工層の皮膜が薄くなり、裏面層のカバーリングが十分に出来ないため、裏面層の微細繊維や微細異物が脱落してしまい、紙粉等を防止することができなくなるおそれがある。他方、塗工液の濃度が２０質量％を超えると、塗工液の粘性が高くなりすぎる傾向があるため、塗工液の裏面層への浸透が悪化し、さらに操業性が低下するという問題が発生することに加え、裏面側塗工層の表面が硬くなる傾向にあり、耐罫線割れ適性等の加工適性を満足することが難しくなる。
【００３６】
裏面側塗工層を形成するための塗工液の塗工量は、固形分換算（ｄｒｙ換算）で好ましくは０．１〜５．０ｇ／ｍ2、より好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｍ2である。この範囲とすると、裏面層表面に未塗工部分を生じさせないで被覆可能であり、裏面層表面を裏面側塗工組成物にて固着するため、塗工板紙の圧縮強度、耐折強度、耐罫線割れを保持でき、出来上がる塗工板紙を従来の塗工板紙と比べて１０〜１５％程度低米坪化・軽量化したとしても、段ボール箱や紙器に加工する際に必要な加工適性を維持することができるとともに、裏面層からの紙粉や微細異物等の発生を防止することができ、印刷トラブルを防止することがより容易となる。より詳細には、塗工液の塗工量が０．１ｇ／ｍ2未満であると、裏面層の微細繊維の毛羽立ちを被い隠すことが難しくなる。他方、塗工液の塗工量が５．０ｇ／ｍ2を超えると、裏面層側の剛性は満足することができるが、裏面側塗工層の柔軟性がなくなり、硬くなる傾向にあるため、耐罫線割れ適性等の加工適性を満足させることが難しくなる。
【００３７】
このような塗工液を裏面層上に塗工して裏面側塗工層を形成するにあたっては、裏面側塗工層表面のワックスピックを１０〜２０Ａにするのが好ましく、１２〜１６Ａにするのがより好ましい。ワックスピックが１０Ａ未満であると、裏面側塗工層の剛性が弱くなる傾向にあり、低米坪化・軽量化を図ると、加工適性及びスタンプ印刷適性を得ることが難しくなる。他方、ワックスピックが２０Ａを超えると、裏面側塗工層の剛性が強くなりすぎる傾向にあり、柔軟性がなくなり、硬くなるため、耐罫線割れ適性等の加工適性を満足することが難しくなる。
【００３８】
裏面側塗工層を形成するための塗工液の塗工方法としては、特に限定されず、シングル塗工でもダブル塗工以上の多段塗工でもよい。また、塗工のための塗工装置も特に限定されず、例えば、バーコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロッドブレードコーター、ゲートロールコーター、サイズプレス等のロールコーター、ビルブレードコーター、ベルバパコーター、カレンダーロールコーターなどを用いることができる。
【００３９】
ただし、これらの塗工装置のなかでも、高線圧下での塗工が可能なカレンダーロール塗工方式が好ましい。また、カレンダーロールとしてはチルドロールがより好ましい。さらに、塗工後の裏面側塗工層の表面の平坦化処理は、例えば、オンマシンカレンダーやソフトカレンダー、グロスカレンダーなどによって行うことができる。
【００４０】
〔表面側塗工層〕
次に、表面側塗工層について説明する。
本形態の表面側塗工層は、いわゆるインク受容層として機能するものであり、顔料及び接着剤を主成分とし、好ましくは顔料として樹脂粒子を含有する。樹脂粒子は、無機顔料と比べると硬度が低いものの、粒子に弾力性と剛性があり光沢もあるので、印刷適性、耐罫線割れ適性及び圧縮強度をバランス良く満足させることができるとの利点を有する。また、樹脂粒子を含有させると、表面側塗工層の厚みが増すので、表面層を被い隠し易くなり、無機顔料よりも好ましい。要するに、表面側塗工層用塗工液に樹脂粒子を含有させることにより、表面側塗工層の厚みを確保することができ、さらに柔軟性及び剛性を確保することができる。
【００４１】
樹脂粒子の配合量は、２〜３０質量％が好ましく、４〜１７質量％がより好ましい。この範囲とすることにより、表面側塗工層の曲げ応力に対する耐性が向上し、耐罫線割れ適性を向上させることができるので、表面側塗工層の罫線割れの発生を大幅に減少させることができるとともに、水性・油性インクの両方に適したスタンプ印刷適性を得ることができる。また、当該範囲とすると、出来上がる塗工板紙を従来の塗工板紙と比べて１０〜１５質量％低米坪化・軽量化しても、板紙としての圧縮強度を確保し、加工適性を満足することができる。より詳細には、樹脂粒子の配合量が２質量％未満であると、表面側塗工層が十分に厚くならないので、表面層の微細繊維を覆い隠すことができなくなる傾向にある。他方、樹脂粒子の配合量が３０質量％を超えると、表面側塗工層の厚みが厚くなりすぎるため、かえって罫線割れが発生し易くなるほか、表面側塗工層用塗工液のコストアップにつながる。
【００４２】
この表面側塗工層を形成するための塗工液の塗工方法としても、特に限定されず、シングル塗工でもダブル塗工以上の多段塗工でもよい。また、塗工のための塗工装置も特に限定されず、例えば、バーコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロッドブレードコーター、ゲートロールコーター、サイズプレス等のロールコーター、ビルブレードコーター、ベルバパコーター、カレンダーロールコーターなどを用いることができる。
【００４３】
また、表面層上に表面側塗工層を形成する前に、カレンダーパートにて平坦化処理を施すことにより、表面側塗工層用塗工液を均一に塗工することができるようになり、表面側塗工層を平滑にすることができる。
【００４４】
〔基紙〕
次に、本形態の塗工板紙の基紙について説明する。
前述したように本形態の基紙は、表面層（表面側塗工層が形成され、表面側塗工層と接する層）、３層の中層（以下、表面側から順に、表下層、中央層、裏下層という。）、及び、裏面層（裏面側塗工層が形成され、裏面側塗工層と接する層）の５層の紙層により構成されている。
【００４５】
（表面層）
表面層は、針葉樹パルプ（ＮＫＰ）及び広葉樹パルプ（ＬＫＰ）を主たる原料パルプとして形成するのが好ましく、針葉樹パルプ（ＮＫＰ）を１０〜９０質量％とするのがより好ましく、針葉樹パルプ（ＮＫＰ）を４０〜７０質量％とするのが特に好ましい。このように原料パルプを特定することにより、表面層のパルプ繊維の結合を強くすることができ、裏面側に設ける澱粉、ポリビニルアルコール、架橋剤、延いてはラテックスを含有する裏面側塗工層を設ける事で、出来上がる塗工板紙の米坪を、従来の塗工板紙と比べて１０〜１５％低米坪化・軽量化したとしても、段ボール箱や紙器の用途に必要な耐罫線割れ適性を満足させることができるとともに、微細繊維や微細異物の脱落も防止することができる。より詳細には、針葉樹パルプの配合量が１０質量％未満であると、長繊維パルプの配合量が少なくなるため、罫線割れが発生し易くなる。他方、針葉樹パルプの配合量が９０質量％を超えると、長繊維パルプが多すぎるため、表面層を均一な地合いとすることができず、平坦にすることができず、印刷不良の原因になるとともに、出来上がる塗工板紙の低米坪化・軽量化を図るにあたり、紙がしまりにくくなり、剛性を確保することが難しくなる。
【００４６】
一方、表面層の原料パルプが針葉樹パルプ１０〜９０質量％である場合において、広葉樹パルプの種類は特に限定されるものではなく、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ等の木材繊維を主原料として化学的に処理されたパルプ等の公知の種々のものを用いることができる。
【００４７】
また、表面層の原料パルプとしては、針葉樹パルプ（ＮＫＰ）及び広葉樹パルプ（ＬＫＰ）のほか、木材以外の繊維原料であるケナフ、麻、葦等の非木材繊維パルプも用いることができるが、非木材繊維パルプはパルプ強度が弱く、パルプ自体の単価が高いため、コストも高くなることからクラフトパルプを用いることが好ましい。
【００４８】
さらに、針葉樹パルプは、繊維が柔らかくカレンダー処理を施す際に繊維が潰れ易いため、表面側塗工層を形成する前に、基紙にカレンダー処理を施すことにより、基紙の表面がより平坦となり、表面側塗工層用塗工液を表面層上に均一に塗工することが可能となる。
【００４９】
以上のほか、表面層の原料パルプとしては、機械パルプの使用も可能である。この機械パルプの製造方法については、特に制限がなく、機械的に砕木される砕木パルプ（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）等を用いることができる。この機械パルプの漂白方法についても特に制限はなく、公知の手段を用いることができる。
【００５０】
その他に、原料パルプとしては、古紙パルプなどを配合することもできる。古紙パルプを配合する場合は、例えば、１０〜４５質量％、好適には４０質量％未満とすることができる。
【００５１】
本形態においては、表面層のＪＩＳ  Ｐ  ８２５２（５２５℃）に準じて測定した灰分が、好ましくは３５％以下、より好ましくは２５％以下である。灰分が３５％を超えると、耐罫線割れ適性等の加工適性を満足することが難しくなる。
【００５２】
また、以上の灰分範囲において、表面層の紙密度を０．４８〜０．９８ｇ／ｃｍ3に調整すると、表面側塗工層用塗工液の表面層への吸収バランスが極めて良くなり、出来上がる塗工板紙を従来の板紙と比べて１０〜１５％低米坪化・軽量化することができ、このように低米坪化・軽量化したとしても、出来上がる塗工板紙の圧縮強度を維持し、加工適性を維持することができる。しかも、表面側塗工層用塗工液の塗工量を２〜３５ｇ／ｍ2の範囲としても、出来上がる塗工板紙を所望とする加工適性及びスタンプ印刷適性を有するものと、より容易にすることができる。
【００５３】
表面層の灰分の調整に使用する填料は、特に限定されるものではないが、炭酸カルシウム、クレー、タルク、二酸化チタン、後述する再生粒子を填料として用いることができる。
【００５４】
また、表面層をより嵩高とするために、公知の嵩高剤を使用することもできる。嵩高剤の種類や配合量は特に制限されないが、配合量を増やすと表面強度が低下し、印刷時に紙剥けが発生することがあるため、必要最小限の量に留めることが望ましい。具体的には、対パルプの固形分添加率として０．２％〜１．０％に調整することが好ましい。
【００５５】
原料パルプのスラリーに添加する添加剤として、公知の添加剤を用いることができる。具体的には、例えば、紙力増強剤として、澱粉類、植物性ガム、水性セルロース誘導体等を、サイズ剤として、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）、中性ロジン等を、歩留り向上剤として、ポリアクリルアミド及び共重合体等を用いることができる。さらに、必要に応じて、染料、顔料等の色料を添加することもできる。
【００５６】
また、填料をパルプに定着させるために、公知の凝集剤、凝結剤、硫酸バンドを配合することができる。さらに、白色度や見た目の白さを向上させるため、公知の蛍光染料や着色染料、着色顔料についても任意に添加することができる。
【００５７】
（裏面層）
裏面層の原料パルプとしては、表面層の原料パルプと同様のものを使用することができるが、古紙パルプが、好ましくは古紙パルプが５０〜１００％配合されていると、本発明による効果がいかんなく発揮される。古紙パルプの原料古紙は、特に限定されず、例えば、新聞古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、ＯＡ古紙等を用いることができる。ただし、上白古紙とコート紙の白損からなる中白古紙等とを適宜配合したものが好適に用いられる。  
【００５８】
また、裏面層は、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２０（１９９８）に準じて離解パルプ（以下単に「離解パルプ」と言う。）とした場合の、繊維長分布の重量平均繊維長が０．２〜０．６ｍｍの繊維構成であるのが好ましく、０．３〜０．５ｍｍの繊維構成であるのがより好ましい。このような繊維を使用すると、裏面層を平坦にし易く、本発明の課題を効率的に解決できる。より詳細には、重量平均繊維長が０．２ｍｍ未満であると、抄紙工程においてワイヤーの目詰まりが発生しやすくなり、また、本発明の課題を効率的に解決するのが困難になる。他方、重量平均繊維長が０．６ｍｍを超えると、当該裏面層の繊維と裏面側塗工層の水溶性樹脂とがバランスよく結合しにくくなる傾向にある。
【００５９】
本形態においては、裏面層のＪＩＳ  Ｐ  ８２５２（５２５℃）に準じて測定した灰分が、好ましくは５〜２０％、より好ましくは６〜１５％である。
【００６０】
灰分が５％未満とすることは、原料パルプ中から灰分成分を除去することが必要であり、設備改造や洗浄強化など製造コストが高くなる問題がある。他方、灰分が２０％を超えると、耐罫線割れ適性等の加工適性を満足することが難しくなる。裏面側紙層の灰分を表層側紙層の灰分より少なくすることで、コスレ等の物理的接触が発生しやすい裏面側紙層からの紙粉抑制がより効果的であり、裏面側紙層上に設ける塗工液の過度の紙層への浸透防止を図れ、本件発明の課題である、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等を減少させることができる。
【００６１】
また、以上の灰分範囲において、裏面層の紙密度を０．４８〜０．９８ｇ／ｃｍ3に調整すると、裏面側塗工層用塗工液の裏面層への吸収バランスが極めて良くなり、出来上がる塗工板紙を従来の板紙と比べて１０〜１５％低米坪化・軽量化することができ、このように低米坪化・軽量化したとしても、出来上がる塗工板紙の圧縮強度を維持し、加工適性を維持することができる。しかも、裏面側塗工層用塗工液の塗工量を０．１〜５ｇ／ｍ2の範囲としても、出来上がる塗工板紙を所望とする加工適性及びスタンプ印刷適性を有するものと、より容易にすることができる。
【００６２】
裏面層の灰分の調整に使用する填料は、特に限定されるものではないが、炭酸カルシウム、クレー、タルク、二酸化チタン、再生粒子が好ましい。この再生粒子については、後述する。
【００６３】
本形態において、裏面層の離解パルプは、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１（１９９５）に準じて測定したフリーネス（以下「離解フリーネス」と言う。）が、好ましくは２５０〜３５０ｃｃ、より好ましくは２６０〜３２０ｃｃとなるように調整する。これにより、繊維同士の絡み合いはもちろんのこと、裏面側塗工層からの水溶性樹脂の浸透性を向上させることができ、本発明の課題を効率的に解決することができる。より詳細には、裏面層の離解フリーネスが２５０ｃｃ未満であると、ワイヤーパートでの脱水性が低下する傾向にあり、地合潰れが発生し易く、本発明の課題を解決するのが難しくなる。他方、離解フリーネスが３５０ｃｃを超えると、ワイヤーパートでの脱水が早くなり、基紙を多層構造とするために積層する湿紙の繊維の絡みが悪化する傾向にあり、抄き合わせが困難になり、本発明の課題を効率的に解決することが難しくなる。
【００６４】
（その他）
表面層及び裏面層以外の層、すなわち、本形態では、表下層、中央層及び裏下層を形成する原料パルプも、特に限定されるものではないが、古紙パルプを配合するのが好ましく、古紙パルプの原料古紙としては、新聞古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、ＯＡ古紙等を用いることができる。ただし、上白古紙とコート紙の白損からなる中白古紙等とを適宜配合したものが好適に用いられる。  
【００６５】
以上の原料パルプは、公知の抄紙工程、例えば、ワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート、サイズプレスパート、カレンダーパートなどを経て、表面層、表下層、中央層、裏下層及び裏面層の５層を有する積層構造とされた基紙とすることができる。
【００６６】
この基紙の抄紙方法は、特に限定されるものではなく、酸性抄紙法、中性抄紙法、アルカリ性抄紙法のいずれであってもよい。また、抄紙機も特に限定されるものではなく、例えば、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、円網短網コンビネーション抄紙機等の公知の種々の抄紙機を使用することができる。
【００６７】
また、この５層の積層構造とされた基紙は、各層の繊維配向性（ジェットワイヤー比）を、表面層が１００〜９６、表下層が１００〜９６、中央層が１０６〜１０２、裏下層が１０６〜１０２、裏面層が１０６〜１００の範囲で、かつ、表面層＜表下層＜裏下層＜裏面層≦中層の関係を有するように調整することが好ましい。これにより、出来上がる塗工板紙の低米坪化・軽量化を図ることができ、かつ剛性を維持できる表面層及び裏面層を形成することができる。また、以上のように基紙の灰分及び層別の繊維配向性を規定することで、表面層及び裏面層の剛性を高めることができるので、出来上がる塗工板紙を従来の板紙と比べて１０〜１５％低米坪化・軽量化することができ、さらに低米坪化・軽量化を図っても、加工適性及びスタンプ印刷適性を満足させることができる。
【００６８】
さらに、基紙の坪量は、１００〜５００ｇ／ｍ2とすることが好ましく、２００〜４００ｇ／ｍ2とすることがより好ましい。坪量が１００ｇ／ｍ2未満であると、塗工板紙を段ボール箱用途とする場合に、段ボール箱の圧縮強度が低くなるといった問題がある。他方、坪量が５００ｇ／ｍ2を超えると、基紙の紙厚も厚くなるため、塗工板紙を折り曲げた際に、表面の応力が強くなりすぎ、表面塗工層及び表面層にひび割れが発生するという問題が発生するおそれがある。
【００６９】
本形態において、基紙を構成する各層は、紙力増強剤（ＰＡＭ）を含有するのが好ましい。紙力増強剤としては、ハリマ化成株式会社製のハーマイドＴＡ−２３８や、荒川化学株式会社製のポリストロン１２２１などを用いることができる。
【００７０】
紙力増強剤は、好適には固形分で、０．０１〜５．０質量％含有させることが好ましく、更には０．１〜２．０質量％含有させるのが、出来上がる塗工板紙を過度に硬くせず適度な柔軟性を持たせるとともに、従来の板紙と比べて１０〜１５％低米坪化・軽量化するために好ましい。紙力増強剤の含有量が０．０１質量％未満となると繊維間結合が弱くなり、微細繊維や微細異物が脱落し易くなるとともに、従来の板紙と比べて１０〜１５％の低米坪化・軽量化を図ることが困難となる。他方、紙力増強剤の含有量が５．０％を超えると、繊維間結合は強くなり、微細繊維や微細異物の脱落防止に繋がり、従来の板紙と比べて１０〜１５％の低米坪化・軽量化を図るための強度を確保できるが、基紙が硬くなるため、罫線割れが発生し易く、また、コストアップの問題につながる。
【００７１】
本形態の基紙は、プレス工程後に鏡面仕上げされたドライヤーに圧接することが好ましく、特にヤンキードライヤーなどの大径ドライヤーに圧接乾燥することが望ましい。さらに、圧接前の基紙の湿紙水分が５３〜６０％であるとより好ましくなる。湿紙水分が５３％未満であると表裏面に存在する水分の絶対量が少なくなり、表裏面のみが過乾燥気味になり、表面側塗工層形成前あるいは裏面側塗工層形成前の、基紙の表裏面の凹凸が大きくなり、上述した表面側塗工層用塗工液あるいは裏面側塗工層用塗工液の塗工量では、本発明の課題を解消することが難しくなる。他方、湿紙水分が６０％を超えると、基紙の表面層あるいは裏面層に分布する絶対水分量が多くなり、表面層あるいは裏面層から蒸発する水蒸気量が多くなるので、鏡面と基紙との接触が不十分となり、良好な表面層及び裏面層を得ることが難しくなる。
【００７２】
なお、基紙を抄紙後、２次加工で印刷機やバーコーター、ロッドコーター、エアナイフ等の塗工機により、表面側塗工層用塗工液及び裏面側塗工層用塗工液を塗工して、表面側塗工層及び裏面側塗工層を形成し、もって本形態の塗工板紙を得ることができる。
【００７３】
以上で詳述したように、複数層からなる基紙を有し、基紙の表面層上に、樹脂粒子を、特定量配合した表面側塗工層用塗工液を塗工して表面側塗工層を形成し、かつ基紙の裏面層上に、ポリビニルアルコール、澱粉、架橋剤、好ましくはラテックスを、特定量配合した裏面側塗工層用塗工液を、塗工して裏面側塗工層を形成することで、裏面層が劣化古紙パルプ、低白色度パルプ、特に未脱墨古紙パルプ、製紙スラッジ、排水スラッジ等が配合された原料パルプを用いて得られた塗工板紙であっても、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落がなく、したがって塗工板紙の巻取り時に表面側塗工層上に微細繊維や微細異物が付着し難くなり、オフセット印刷をしても、ブランケット及び刷版への繊維・異物の付着がほとんどなく、この付着を原因とする印面の白抜けも生じ難くなる。また、青果物用途の段ボール箱や紙容器に使用するにも好適となり、しかも、水性・油性インクの両方に適したスタンプ印刷適性を有するようになる。加えて、米坪を従来の板紙と比べて１０〜１５％低減させ、低米坪化・軽量化を図ることができ、また、低米坪化・軽量化を図っても、段ボール箱や紙器用途に適した加工適性を満足させる品質を有する。
【００７４】
〔再生粒子〕
さらに、本形態においては、裏面側塗工層中に、再生粒子を塗工組成物中に、固形分対比で５質量％以下の範囲で適宜配合することにより、裏面側塗工層の塗膜強度向上と裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減を図ることができるので、より好ましい実施態様となる。
【００７５】
このように少量の再生粒子の添加で、裏面側塗工層の塗膜強度向上と裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減を図れる理由については定かではないが、微小の再生粒子が、架橋剤、ポリビニルアルコールを主成分とし、より好適にはラテックスを含有する水性組成物との組合せにおいて、相互に連携しあった多次元的な構造を形成し、塗工層構造のみならず紙層への含浸も含めて塗膜強度向上と裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減を図れるものと推定される。なお、配合する再生粒子が５質量％を超えると、水性組成物の物性が再生粒子の存在に阻害され、結果として塗工層の均一性が阻害され、本来の塗工層強度が低下し、塗膜強度向上と裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等の低減効果が期待できなくなるおそれがある。
【００７６】
本形態に使用される再生粒子は、好ましくは、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して、この主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕の各工程を経て、再生粒子を得るものであって、前記乾燥と燃焼工程が、前記脱水後の原料の乾燥と燃焼を一連で行う先の第１燃焼炉（内熱キルン炉）と、この第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、その後に粉砕し、再生粒子を得るものである。
【００７７】
より好ましくは、燃焼工程は、第１燃焼炉（内熱キルン炉）内の酸素濃度が０．２〜２０％となるように、第１燃焼炉にて３００〜５００℃の温度で燃焼処理を行い、さらに第２燃焼炉は、第１燃焼炉からの燃焼物を５５０〜７８０℃の温度で燃焼処理を行うものである。
【００７８】
この点、本形態において使用しようとする再生粒子の主原料となる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は、無機微粒子を含有すると共に、古紙パルプとして利用が困難な微細繊維や、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を多く含む。このため、燃焼工程の燃焼処理において、脱墨フロスそのものが燃焼反応（酸化）を生じて燃焼するため、熱風による加熱処理以上の発熱が生じ、原料の過剰燃焼を引き起こす問題が発生することを知見した。
【００７９】
このような過剰な燃焼は、（１）高温燃焼により原料が黄変化し白色度の低下を招く、（２）原料の溶融によりゲーレナイト等の硬質物質を生じやすくなって抄紙設備でのワイヤー摩耗度が上昇する、（３）原料の溶融による凝集体を形成するため、後の微粉砕工程において粉砕エネルギーの増加、処理効率が低下する、（４）原料の表面が高温に晒され、原料内部よりも先に溶融されるため、原料内部まで燃焼反応（酸化反応）が進まず、有機物（カーボン）が残留し、結果として白色度の低下を招く等の問題が発生する。
【００８０】
そこで、このような問題を解決する手段として、過剰な燃焼をコントロールする方策に着目し、鋭意検討を行った結果、燃焼工程を第１燃焼炉及び第２燃焼炉の少なくとも２段階で構成し、第１燃焼炉の燃焼温度（炉内温度）を、主原料である脱墨フロスが自燃せず、脱墨フロス中に含有される有機成分がガス化し発生する燃焼ガス（可燃焼ガス）を燃焼させるに必要なだけの温度に留め、有機成分ガスの燃焼反応（酸化反応）のみを促進させることで、前記問題を解決できることを見出し、上記に示した本形態の塗工板紙に内添される再生粒子を完成するに到ったものである。
【００８１】
また、第１燃焼炉内において、主原料である脱墨フロスを燃焼させるために必要な酸素濃度を０．２〜２０％とする。これにより、燃焼が確保される炉内環境となるものの、脱墨フロスの過剰燃焼が発生しにくくなる。
【００８２】
さらに、脱墨フロスの過剰燃焼を防止するため、熱風供給に加え、主原料となる脱墨フロスの含有水分を高める方策が有効であることを見出している。より具体的には、主原料となる脱墨フロスは、脱水後の水分が４０〜９０％、好ましくは４０〜７０％、より好ましくは４５〜７０％の高含水状態で、第１燃焼工程の第１燃焼炉内に供給されることが、脱墨フロスの過剰燃焼を防止するために適していることを知見した。すなわち、主原料である脱墨フロスを第１燃焼工程の第１燃焼炉内に高含水状態で供給することで、第１燃焼炉内において水分が蒸発し、これにより第１燃焼炉内の温度が低下する。この結果、脱墨フロスの自燃を抑え、発生する燃焼ガス（可燃焼ガス）のみの燃焼を促進することができ、過剰な燃焼を抑制することができるものと考えられる。
【００８３】
さらにまた、第１燃焼工程の後の燃焼工程である第２燃焼工程の第２燃焼炉内の内壁に、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が好ましく、これにより、原料を均一に燃焼することができ、再生粒子の品質の均一化を図ることができる。
【００８４】
すなわち、上述したように、第１燃焼工程の第１燃焼炉では、３００〜５００℃という低い燃焼温度で、主原料である脱墨フロスの燃焼処理を行い、原料中から、原料に含有される有機物を燃焼ガス化し、この燃焼ガスを燃焼（酸化）させて、均質な第１燃焼炉の燃焼物を得たのち、白色度を低下させる原因となる、残留する炭素分をできる限り燃焼させる必要がある。このため、原料を緩慢に燃焼させる必要があり、可能な限り均一な燃焼を連続的に実施するには、第２燃焼工程の第２燃焼炉内での原料搬送速度を適宜コントロールする方策が最も好適と考えられ、その手段として、リフターを用い、原料の搬送速度を調整することができることも見出した。しかしながら、公知のリフターは、一般的に鉄素材で製造されているため、鉄分がコンタミとして原料中に含有されてしまい、この結果、鉄の酸化により白色度が低下し、再生粒子の品質が低下するという問題を招く。そこで、ステンレス製のリフターを第２燃焼炉に設けることで、鉄の酸化問題を生じることなく、白色度の低下がないなど、均一な焼成品質を有する高品質の再生粒子を製造できる技術を見出した。
【００８５】
なお、第２燃焼炉の構造としては、外熱キルン炉または内熱キルン炉のどちらも適宜採用することができる。しかしながら、外熱キルン炉はバーナーの直火が原料に直接晒されないため、原料の過剰燃焼を防止でき、第２燃焼炉の燃焼物を均一な焼成品質とすることができ、また高い白色度が得られるという利点がある。一方、内熱キルン炉は、内部に貼り付けた耐火物が断熱性を持つと同時に遠赤外線を放出し、少ない熱量で加温できる利点がある。従って、第２燃焼炉の構造については、これら諸条件を鑑みて外熱キルン炉あるいは内熱キルン炉のいずれかを適宜選択できるが、いずれの方式についてもリフターを設けることが最適である。
【００８６】
より好適には、先の第１燃焼炉として内熱のものを用い、後の第２燃焼炉として外熱のものを用いることである。なお、これらの燃焼炉としては、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、キルン炉等の種々のものを用いることができる。しかしながら、これらの燃焼炉としては、それぞれの燃焼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。
【００８７】
すなわち、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。
【００８８】
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とともに、珪砂は本形態で使用する再生粒子より硬度が高く、均一に粉砕することが難しくなる。硅砂を流動層に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することが難しい。また、硅砂の上に再生粒子を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、得られた燃焼物の品質にばらつきが発生してしまう。さらに、燃焼物が、燃焼炉のストーカ（階段状）を、所定幅で通過しながら燃焼されるため、灰の攪拌が不十分となり、幅方向で燃焼にバラツキが発生する。また、珪砂は硬度が高いため、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という問題も発生する。
【００８９】
サイクロン炉については、燃焼物が炉内を一瞬で通過してしまうため、燃焼物中の固定炭素を十分に燃焼できず、再生粒子の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。
【００９０】
従って、以上の各炉の諸問題を考慮した結果、本形態に用いられる再生粒子の製造に用いられる燃焼炉としては、キルン炉、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、公知の種々の燃焼炉を用いることができるが、特にキルン炉を用いることが好適である。さらに、外熱の第２燃焼炉として、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を採用することもできる。
【００９１】
さらに好適には、原料が脱水工程を経た後の、乾燥工程と燃焼工程とが一連の工程で行われる方法を用いる。この方法は、第１燃焼工程の第１燃焼炉として、燃焼時間（滞留時間）が３０〜９０分、好ましくは４０〜８０分、より好ましくは５０〜７０分で、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）キルン炉を用いて、脱水工程を経た後の原料の乾燥及び第１燃焼を行い、また、第２燃焼工程の第２燃焼炉として、燃焼時間（滞留時間）が６０分以上、好ましくは６０〜２４０分、より好ましくは９０〜１５０分、特に好ましくは１２０〜１５０分で、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を用い、第１燃焼路で得られた燃焼物を再度燃焼する方法である。
【００９２】
このように、第１燃焼炉として、乾燥及び燃焼を一つの炉で行うことができる内熱キルン炉を用いると、第１燃焼炉の供給口から排出口に至るまで、緩やかに、かつ安定的に乾燥及び燃焼が進行し、燃焼物の微粉化を抑制することができる。また、第２燃焼炉として、乾燥及び燃焼を一つの炉で行うことができる外熱キルン炉を用いると、第２燃焼炉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。さらに、キルン炉の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、燃焼物の微粉化をより抑制することができる。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。すなわち、上記のとおり、乾燥工程及び燃焼工程を、少なくとも２つの燃焼炉を用いて、好適には内熱キルン炉及び外熱キルン炉を用いて、２段階で行うことで、均一で、白色度の高い再生粒を得ることができる。
【００９３】
なお、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、燃焼物を間接的に乾燥、燃焼させるためには多量の熱源が必要になる。従って、第１燃焼炉として外熱キルン炉を用いると、脱水工程を経た後の原料は、上述したように高含水状態であるため、乾燥・燃焼効率が低くなる。この結果、再生粒子の生産性が悪くなるとともに、温度の制御が難しくなるため、多大なエネルギーコストを必要とし、費用に対する効果が極めて低くなる。
【００９４】
また、第２燃焼炉として内熱キルン炉を用いると、第１燃焼炉で得られた燃焼物の残カーボンを燃焼することにおいて、多量の希釈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難しく、炉内温度の調整が難しくなる、燃焼物の過剰燃焼や、燃焼物の燃焼ムラが生じやすく、均一な焼成物を得にくく、再生粒子の白色度が低下するという問題が発生する。さらに、通常、内熱キルン炉の加熱に重油バーナーが用いられるが、重油燃焼残カーボンやイオウ酸化物等の白色度の低い粒子が発生し、得られる再生粒子の白色度の低下や、バラツキが生じ、均一な品質とすることが難しくなる。
【００９５】
さらに、好適な第１燃焼炉および第２燃焼炉として用いられる内熱キルン炉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せることなく持ち上げて攪拌することができる。しかしながら、現実には、キルン炉は円筒形であるため、燃焼物攪拌用のリフターを設けることが、原料の均一な燃焼を行い、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、３００〜５００℃という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。
【００９６】
次に、本板紙に用いる再生粒子の製造方法の一例を、図面を参照しながら説明する。
〔概要〕
図１は、本形態の塗工板紙の基紙に内添される再生粒子の、一実施形態に係る製造設備フロー図である。なお、以下に説明するように、この再生粒子の製造工程は、脱水工程、乾燥・燃焼工程、及び粉砕工程を有するが、この他、脱墨フロスの凝集工程又は造粒工程、さらには各工程間に分級工程等を設けてもよい。なお、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。
【００９７】
図示しない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、水分率が４０〜９０％、好ましくは４５〜７０％、より好ましくは５０〜６０％の高含水状態となるように脱水される。さらに、かかる脱水後の原料１０は、図示しない粉砕機（または解砕機）により４０ｍｍ以下の粒子径となるように粉砕しておくことが望ましい。
【００９８】
かかる原料１０は、貯槽１２から切り出されて、装入機１５により、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る第１燃焼炉１４の一方側から、第１燃焼炉１４に装入される。また、第１燃焼炉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。熱風が、排出チャンバー１８を通り抜けて、第１燃焼炉１４の他方側から吹き込まれ、前記一方側から装入され、第１燃焼炉１４の回転に伴って前記他方側に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。
【００９９】
ここで、第１燃焼炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度が０．２〜２０％となるようにするのが望ましい。炉内温度は３００〜５００℃、好ましくは４００〜５００℃、より好ましくは４００〜４５０℃である。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。
【０１００】
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燃焼物の微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再利用される。排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に、熱風発生炉２０に送られ、第１燃焼炉１４から吹き込まれる熱風の用に供せられ、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようにしてある。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。
【０１０１】
第１燃焼炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱キルン炉である第２燃焼炉３２に装入される。この装入される燃焼物の粒径としては、４０ｍｍ以下が好適である。第２燃焼炉３２での熱源としては、第２燃焼炉３２内の温度コントロールが容易で、長手方向の温度制御が容易な電気による調整が好適である。従って、電気ヒーターにより間接的に第１燃焼炉１４から得られる燃焼物を再び燃焼させる外熱式の燃焼炉であることが望ましい。
【０１０２】
第２燃焼炉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）にて酸素濃度が５〜２０％、好ましくは１０〜２０％、より好ましくは１０〜１５％となるように燃焼する。温度としては５５０〜７８０℃、好ましくは６００〜７５０℃である。また、第２燃焼炉３２内での滞留時間は６０分以上、好ましくは６０〜２４０分、より好ましくは９０〜１５０分、特に好ましくは１２０〜１５０分が、残カーボンを完全に燃焼させるに望ましい。
【０１０３】
燃焼が終了した原料である燃焼物は、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燃焼物が燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【０１０４】
なお、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製紙スラッジを適宜混入させたものを原料とした燃焼物であってもよい。
【０１０５】
以上、再生粒子の製造工程の概要を説明したが、その詳細及び応用例を以下に説明する。
〔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、再生粒子の製造方法において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古紙中に含まれていた場合においても、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することができる。従って、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等、他の工程で発生する製紙スラッジと比べ、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。
【０１０６】
本明細書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。
【０１０７】
〔脱水工程〕
脱墨フロスの更なる脱水は、公知の脱水手段を適宜に使用できる。本形態における一例では、脱墨フロスは、例えばスクリーン等の脱水手段によって、脱墨フロスから水を分離して脱水する。スクリーンにおいて、水分を９０〜９７％に脱水した脱墨フロスは、例えばスクリュープレスに送られ、さらに所定の水分に脱水することが好適である。
【０１０８】
脱水後の原料１０の水分率が７０％を超えると、第１燃焼炉１４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１０の燃焼ムラが生じやすくなり均一な燃焼を進めにくくなる。さらに、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。また、脱水後の原料１０の水分率が４０％未満と低いと、脱墨フロスの過剰燃焼の原因となる。
【０１０９】
以上の説明で明らかにしたように、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を下げる問題を引き起こす。
【０１１０】
脱墨フロスの脱水工程は、本板紙に使用する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、脱水を行ったもの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。
【０１１１】
かかる脱水後の原料１０は、第１燃焼炉１４に供給する操作において、粉砕機（または解砕機）により平均粒子径を４０ｍｍ以下、好ましくは３〜３０ｍｍ、より好ましくは５〜２０ｍｍの範囲になるように調整される。さらには、平均粒子径が５０ｍｍ以下の割合が７０質量％以上になるように粉砕しておくことがより好ましい。脱墨フロス中に含まれる炭酸カルシウムの熱変化をきたさない燃焼処理を図るため、原料の平均粒子径が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、一方で４０ｍｍを超えると、原料芯部まで均一に燃焼を図ることが困難になるという問題を有するためである。
【０１１２】
前記平均粒子径と粒子径の割合は、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。各燃焼工程における粒子径は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１−２：２０００に基づき、金属製の板ふるいにて測定した。
【０１１３】
〔第１燃焼工程〕（乾燥、燃焼工程）
かかる原料１０が貯槽１２から切り出されて、第１燃焼炉に供給される。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方式からなり、内熱キルン炉１４の一方側から装入機１５により装入される。内熱キルン炉加熱手段は、熱風発生炉にて生成された熱風を内熱キルン炉１４の排出口側から、脱水物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に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。
【０１１４】
すなわち、本乾燥・燃焼工程は、脱水物を、本体が横置きで中心軸周りに回転する、内熱キルン炉１４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が行え、燃焼物の微粉化が抑制され、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。また、乾燥を別工程に分割し吹き上げ式の乾燥機を入れることもできる。
【０１１５】
ここで、内熱キルン炉１４内に吹き込む熱風は、酸素濃度が０．２〜２０％、好ましくは１〜１７％、より好ましくは７〜１５％となるようにする。
【０１１６】
酸素濃度は、原料の燃焼（酸化）により消費されるため、燃焼の状況により酸素濃度に変動を生じる。酸素濃度が過度に低いと、十分な燃焼を図ることが困難である。燃焼炉内の酸素は、原料の燃焼等によって消費され酸素濃度が低下するが、燃焼させるための熱風発生装置等により、空気などの酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、酸素濃度を維持、調節可能であり、さらに酸素含有ガスを送風し、あるいは排気することで、燃焼炉内の温度を細かく調節可能になり、原料をムラなく万遍に燃焼することができる。
【０１１７】
第１燃焼炉の炉内温度としては、３００〜５００℃、好ましくは４００〜５００℃、より好ましくは４００〜４５０℃である。第１燃焼炉においては、容易に燃焼可能な有機物を緩やかに燃焼させ、燃焼しがたい残カーボンの生成を抑える目的から燃焼温度３００〜５００℃の温度範囲で燃焼することが好ましい。過度に温度が低いと、有機物の燃焼が不十分であり、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る酸化カルシウムが生成し易くなる。さらに、炉内温度が５００℃を超えると、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する燃焼物の粒揃えが進行するよりも早く乾燥・燃焼が局部的に進むため、粒子表面と内部の未燃率の差を少なく均一にすることが困難になる。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。
【０１１８】
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。微粉末は、排ガスチャンバー１６の下部から排出され、再び原料に配合され再利用される。
【０１１９】
排ガスは、再燃焼室２２でバーナーにより再燃焼が行われ、予冷器２４により予冷された後、熱交換器２６を通し、誘引ファン２８により煙突３０から排出される。ここで、熱交換器２６は外気を昇温した後に、熱風発生炉２０に送られ、内熱キルン炉１４に吹き込まれる熱風の用に供せられ、排ガスチャンバー１６からの排ガスの熱を回収するようにしてある。
【０１２０】
第１燃焼炉は、脱墨フロス中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、好適には前記条件で３０〜９０分の滞留時間で燃焼させることが好ましい。有機物の燃焼と生産効率の面から４０〜８０分がより好ましく、さらには恒常的な品質を確保する面から５０〜７０分の範囲が特に好ましい。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。燃焼時間が９０分を超えると、原料の過燃焼による炭酸カルシウムの熱分解が生じ、得られる再生粒子が極めて硬くなる。
【０１２１】
特に、次工程の第２燃焼工程内に供給する燃焼物の未燃率が２〜２０質量％、好ましくは５〜１７質量％、より好ましくは７〜１２質量％となるように乾燥・燃焼する。未燃率を２〜２０質量％にすることで、第２燃焼工程での燃焼を短時間に効率よく行うことができるとともに、外熱炉における安定した加熱により、硬度が低く白色度が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。未燃物が２質量％未満では、先の第１燃焼炉におけるエネルギーコストが高いものとなるとともに、燃焼物の硬度が比較的高くなっている場合があり、第２燃焼炉出口における白色度の低下等の品質低下を来たす場合がある。
【０１２２】
〔第２燃焼工程〕
内熱キルン炉１４において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、移送流路を通して、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に装入される。
【０１２３】
この燃焼炉では、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、原料の燃焼炉内での搬送を制御し、緩慢に燃焼させることで、さらに均一に未燃分を燃焼する。
【０１２４】
第２燃焼炉における燃焼においては、第１燃焼炉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燃焼炉において供給される原料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、平均粒子径が１０ｍｍ以下、好ましくは１〜８ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍとなるように調整する。第２燃焼炉入り口での平均粒子径が１ｍｍ未満では、過燃焼の危惧があり、平均粒子径が１０ｍｍを超える粒子径では、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問題を引き起こす。
【０１２５】
第２燃焼炉での安定生産を確保するためには、平均粒子径が１〜８ｍｍの燃焼物が７０％以上に成るように粒子径を調整することが好ましい。従って、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。さらに、本形態のように、分級を乾燥後とすると、小径な粒子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。
【０１２６】
外熱キルン炉３２での外熱源としては、外熱キルン炉３２内の温度コントロールが容易で長手方向の温度制御が容易な電気加熱方式の電気炉が好適であり、したがって、電気ヒーターによる外熱キルン炉３２であることが望ましい。外熱に電気を使用することにより、温度の調整を細かくかつ内部の温度を均一にコントロール可能になり、凝集体の形成、硬い・柔らかい等さまざまな性質を有する脱水物の燃焼度合いの制御と粒揃えを安定的に行うことができる。さらに電気炉は、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、一定温度保持することが可能であり、第１燃焼炉を経た燃焼物中の残留有機分、特に残カーボンを第２燃焼炉で炭酸カルシウムの分解を来たすことなく未燃分を限りなくゼロに近づけることができ、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。
【０１２７】
外熱キルン炉３２においては、酸素濃度が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。酸素濃度は、第２焼成炉に適宜の手段により酸素または空気投入量のコントロールによって行うことができる（具体的な形態の図示は省略してある）。外熱キルン炉内の酸素濃度が、５％未満では、燃焼困難な残カーボンの燃焼が進まない問題を生じる。一方、酸素濃度が２０％を超えると、炭酸カルシウムの酸化が進み、酸化カルシウムに変化する傾向になる。このため、水に溶出しやすくなり、抄紙系内にスケール汚れが発生するおそれがある。
【０１２８】
第２燃焼炉の燃焼温度としては５５０〜７８０℃、好ましくは６００〜７５０℃である。第２燃焼炉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ことが好ましい。従って、第２燃焼炉の燃焼温度が５５０℃未満では、十分に残留有機物の燃焼を図ることが困難であり、一方で、燃焼温度が７８０℃を超える場合は、燃焼物中の炭酸カルシウムの酸化が進行し、粒子が硬くなるという問題が生じる。
【０１２９】
また、滞留時間は６０分〜２４０分、好ましくは９０分〜１５０分、より好ましくは１２０分〜１５０分である。すなわち、燃焼物の安定生産を行うという観点から滞留時間を６０分以上とし、一方で過燃焼の防止、生産の確保という観点から滞留時間を２４０分以下とすることが好適である。なお、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るが、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、一方、２４０分を超えると、炭酸カルシウムが分解する問題が生じる。
【０１３０】
この外熱キルン炉３２から排出される燃焼物の粒子径としては１０ｍｍ以下、好ましくは平均粒子径が１〜８ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍに調整する。
【０１３１】
燃焼が終了した再生粒子は好適には凝集体（再生粒子凝集体）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により目的の粒子径のものが燃焼品サイロ３８に一時貯留され、顔料や填料の用途先に仕向けられる。
【０１３２】
なお、脱墨フロスを原料１０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製紙スラッジを適宜混入させたものの燃焼品であってもよい。
【０１３３】
〔粉砕工程〕
本形態に基づく再生粒子の製造方法においては、必要に応じ、さらに公知の分散・粉砕工程を設け、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使用できる。
【０１３４】
一例では、燃焼後に得られた粒子は、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、本形態の再生粒子は、平均粒子径２〜５μｍであるのが好ましい。
【０１３５】
これは、従来の炭酸カルシウムよりも平均粒子径が大きいため、嵩高効果が向上するためと考えられる。タルクやクレーは再生粒子より平均粒子径が大きく、嵩高効果が期待できるが、酸性抄紙となるために黄変化しやすくなり、実用的ではない。
【０１３６】
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：日機装株式会社製）により体積平均粒子径を測定した。
【０１３７】
〔付帯工程〕
本製造設備において、より品質の安定化を求めるためには、再生粒子の粒子径を、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。
【０１３８】
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を造粒することが好ましく、さらには、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、回転式、攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。
【０１３９】
本製造方法の原料１０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い。すなわち、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、鉄分が酸化することにより微粒子の白色度を低下させる起因物質となる。従って、鉄分の混入を避けるために、鉄分を選択的に取り除くことが推奨される。このため、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。
【０１４０】
さらに、本形態に基づく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、好ましくは４０〜８２：９〜３０：９〜３０、より好ましくは６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合となるように含有させる。
【０１４１】
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、過度の水溶液吸収を抑えることができるため、脱水工程における脱水性が良好であり、また乾燥・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化を生じるおそれを低減できる。
【０１４２】
本形態の割合に調整するための方法としては、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。
【０１４３】
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用い、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。
【０１４４】
また、上述したような製造方法で得られる再生粒子は、示差熱熱重量同時測定装置による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、本形態に基づいて脱墨フロス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ので好ましい。
【０１４５】
〔第２燃焼炉（外熱キルン炉）のリフターについて〕
先に採用理由と共に述べたように、第２燃焼炉（外熱キルン炉）３２内の内壁に、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１０の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
【０１４６】
この第２燃焼炉（外熱キルン炉）３２には、図２（ａ）にその内部構造を、図２（ｂ）にその内面の展開図で示すような公知の回転式燃焼装置が好適に用いられる。
【０１４７】
すなわち、この第２燃焼炉（外熱キルン炉）３２は、回転駆動手段（図示せず）にて回転駆動可能に構成されるとともに、一端部に投入部（図示せず）が、他端部に排出部（図示せず）が設けられ、他端には筒状本体３２Ａ内に燃焼ガスを導入する燃焼バーナー（図示せず）が配設されている。筒状本体３２Ａの投入部側における耐火壁３２Ｂの内面には、筒状本体３２Ａの軸心に対して４５°〜７０°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がブラケット６を介して等間隔に突設されており、この他端側には、筒状本体３２Ａの軸心に対して平行な適当な長さの平行リフター５Ａが周方向に等間隔置きに複数（図示例では８つ）、軸心方向に複数列（図示例では８列）ブラケット５Ｂを介して突設されている。
【０１４８】
なお、耐火壁３２Ｂは、耐火キャスタブルあるいは耐火レンガで構成することが好ましく、また、螺旋状リフター４と平行リフター５Ａ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ことにより、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。特に、螺旋状リフター４と平行リフター５Ａとは、上記のとおり、被燃焼物の投入部側から排出側に向けてこの順で配設するのが望ましい。
【０１４９】
上記のとおり構成されたこの第２燃焼炉（外熱キルン炉）３２によれば、投入部側から投入された内容物が、まず螺旋状リフター４にて他端側に向けて適性量ずつ送り込まれながら持ち上げられて落下する間に、原料１０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、さらに引き続いて平行リフター５Ａ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、熱交換効率よく内容物を燃焼させることができる。特に、螺旋状リフター４にて平行リフター５Ａに送り込まれる内容物の量がコントロールされることで、平行リフター５Ａ部分における内容物の持ち上げ・落下が適性に行われ、内容物の燃焼を均一かつ効率的に行うことができる。また、耐火物の損傷のおそれがないことから、焼成物の純度の低下がなく、その生産能力も向上させることができる。なお、上記の実施形態では、螺旋状リフター４と平行リフター５Ａとを並設したが、必要に応じ、いずれか一方のみを設けることでもよい。
【０１５０】
以上のようにして得られた再生粒子は白色度が７５〜８５％、好ましくは８０〜８５％と高く、また白色度の変動が少ないため、塗工層用塗工組成物中に好適に含有させることができるとともに、填料として紙中に含有させることもできる。
【実施例】
【０１５１】
本発明に係る塗工板紙の作用効果を確認するために、以下のような各種の試料を作製し、これらの各試料に対する品質を評価する試験を行った。なお、以下において、配合量、濃度等を示す数値は、固形分又は有効成分の質量基準の数値である。また、以下で示すパルプ・薬品等は、一例にすぎず、本発明はこれらの実施例によって制限を受けるものではなく、適宜選択可能であることはいうまでもない。
【０１５２】
［実施例１］
以下の原料を用いて、下記の製造法に従い、表面層、表下層、中央層、裏下層、裏面層の５層からなる基紙を有する塗工板紙を得た。
（基紙：表面層）
針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）６０質量％（ｄｒｙ換算）と、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）４０質量％（ｄｒｙ換算）とを配合した後に、ダブルディスクレファイナーにより、カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）を４００ｃｃに調整した。この原料パルプ中に、填料として、タルク（日本タルク株式会社製、商品名「ナノエースＤ１０００」、平均粒子径１．０μｍ）を、原料パルプの質量に対して固形分換算で８質量％添加し、さらに、パルプからの持込灰分も含めて、灰分が１７％になるように填料を添加して、表面層用の原料パルプスラリーを得た。
【０１５３】
（基紙：表下層、中央層及び裏下層）
上白古紙と中白古紙とを１：１の質量比で配合したものを主成分とした原料パルプスラリーを用いた。
【０１５４】
（基紙：裏面層）
ＬＫＰと古紙パルプ（地券古紙）を使用して裏面層用の原料パルプスラリーを得た。
【０１５５】
（抄紙等）
これらの原料パルプスラリーを用い、円網抄紙機にて、表面層、表下層、中央層、裏下層及び裏面層の紙層を抄き合わせ後、下記に記載するように表面層上及び裏面層上に塗工層を設け、坪量が２５５ｇ／ｍ2の５層抄きの試験紙を得た。
【０１５６】
（ラテックス）
裏面側塗工層に含有させるラテックスとして、スチレン‐ブタジエンラテックス市販品（品番：ＧＴ−１８５７、日本ゼオン（株）製、Ｔｇ：−１２℃、ブタジエン：３５質量％、スチレン：３６質量％、平均粒子径：８８ｎｍ）を用いた。このスチレン‐ブタジエンラテックス市販品を基に、ガラス転移温度、スチレン及びブタジエン含有量、平均粒子径を表１のとおり変化させた。ラテックス成分はブタジエン、スチレン、メタクリル酸メチル及び助剤を用い、合計で１００質量％となるよう調整した。
【０１５７】
なお、表面側塗工層に用いるラテックスは、スチレン‐ブタジエンラテックス市販品（品番：ＧＴ−１８５７、日本ゼオン（株）製、Ｔｇ：−１２℃、ブタジエン：３５質量％、スチレン：３６質量％、平均粒子径：８８ｎｍ）を用いた。
【０１５８】
（表面側塗工層用塗工液）
樹脂粒子、クレー、炭酸カルシウム、前記市販のＳＢＲラテックスをバインダーとして、下記の表１に示す通りに配合させて、表面側塗工層用塗工液を作成した。なお、各配合量の数値は、乾燥状態における固形分数値である。
【０１５９】
（裏面側塗工層用塗工液）
水溶性樹脂として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本酢ビポバール株式会社製、商品名「ＪＦ−１７」）を固形分換算で１７．９質量％配合し、また、グラフト化澱粉（三井化学株式会社製、商品名「ペトロコートＣ１８」）を固形分換算で２９．９質量％配合し、また、バインダーとして、前記ラテックスを固形分換算で４７．８質量％配合し、さらに、架橋剤として、炭酸ジルコニウムアンモニウムを含有するジルコニウム系のもの（日本軽金属株式会社製、商品名「ベイコート２０（５０％品）」）を固形分換算で１．４質量％配合し、再生粒子は、体積平均粒子径２．０μｍに湿式粉砕した物を３．０質量％用い、下記の表１に示す通り裏面側塗工層用塗工液を作製した。
【０１６０】
（表面側塗工層及び裏面側塗工層の形成）
上記表面側塗工層用塗工液を、バーコーターにて基紙の表面層上に１１ｇ／ｍ2の塗工量で塗工して表面側塗工層を形成した。また、上記裏面側塗工層用塗工液を、バーコーターにて基紙の裏面層上に１．８ｇ／ｍ2の塗工量で塗工して裏面側塗工層を形成し、試験紙（塗工板紙）を得た。
【０１６１】
［その他の実施例及び比較例、他社品Ａ，Ｂ］
表１〜表６に示すように、基紙及び塗工層の各種条件を変化させて、他の実施例及び比較例に係る試験紙を得た。なお、他社品Ａ、Ｂは市販品である。また、
【０１６２】
［測定・評価方法］
以上の各試験紙（塗工板紙）について、評価を行った。測定及び評価の方法は、下記のとおりであり、結果は、表１〜表９に示した。なお、評価試験は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１１に準拠して温度２３±２℃、湿度５０±２％の環境条件で行った。
【０１６３】
（平均繊維長（ｍｍ））
裏面層の原料パルプの平均繊維長であり、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２０：１９９８「パルプ−離解方法」に記載の方法に準拠して離解した裏面層について、カヤニ平均繊維長測定器（ＦＳ−１００）で測定した重量平均繊維長の値である。
【０１６４】
（離解後フリーネス（ｃｃ））
各試験紙の基紙を１０ｃｍ×１０ｃｍ大にカットしたサンプルを作成し、このサンプルを水温２０℃の水に３分間浸漬させ、その後、前記サンプルを手揉みしながら裏面層を剥離する。その後、剥離した裏面層を、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２０（１９９８）に準じて離解した後、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１（１９９５）に準じて測定したフリーネスの値である。
【０１６５】
（灰分（％））
ＪＩＳ  Ｐ  ８２５１（２００３）に記載の「紙、板紙及びパルプ‐灰分試験方法‐５２５℃燃焼方法」に準じて測定した値である。
【０１６６】
（ワックスピック（裏）（Ａ））
ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ  Ｎｏ．１（２０００）に記載の「紙及び板紙‐ワックスによる表面強さ試験方法」に準じて測定した、裏面側塗工層のワックスピック強度（Ａ）の値である。
【０１６７】
（ＲＩピック）
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２９に規定されているＩＧＴ印刷適性試験機に用いる標準タックグレードインクを、熊谷理機工業株式会社製ＫＲＫ万能印刷適性試験機を用いて塗工板紙の表面側塗工層に印刷した後、ＲＩ印刷適性試験によって評価したものである。なお、評価基準は下記の通りとした。
５：表面の毛羽立ち又は紙むけが認められない。
４：０．５ｍｍ以上の毛羽立ち又は紙むけが２箇所以下である。
３：０．５ｍｍ以上の毛羽立ち又は紙むけが３個所〜５箇所である。
２：０．５ｍｍ以上の毛羽立ち又は紙むけが６箇所〜１０箇所である。
１：０．５ｍｍ以上の毛羽立ち又は紙むけが１１箇所以上である。
【０１６８】
（インク抜け）
グラビア印刷機にサカタインクス株式会社製のグラビアインクＮＴ−２０００を使用し、１００線、５０μ深度のグラビアロールを用いて、各試料である塗工板紙の表面側塗工層上にベタ印刷を行った後、Ａ４サイズの大きさの各試料の裏面側塗工層上に発生した直径０．３ｍｍ以上のピンホールの数を肉眼で確認し、評価したものである。なお、その評価基準は下記の通りとした。
５：ピンホールの数が５個以下である。
４：ピンホールの数が６個〜１０個である。
３：ピンホールの数が１１個〜２０個である。
２：ピンホールの数が２１個〜３０個である。
１：ピンホールの数が３０個を超えている。
【０１６９】
（圧縮強度（横）（Ｎ））
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２６（２００５）に記載の「紙及び板紙−圧縮強さ試験方法−リングクラッシュ法」に準じて測定した横方向の圧縮強度の値である。
【０１７０】
（耐折強度（横）（回））
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５（２００１）に記載の「紙及び板紙−耐折強さ試験方法−ＭＩＴ試験機法」に準じて測定した横方向の耐折回数である。
【０１７１】
（耐罫線割れ適性）
インク抜けと同様の印刷を行った各試料の塗工板紙をＡ４サイズ（縦目）に断裁し、長辺に対して２つ折りにし、プレス圧２．０ｋｇ／ｍ2で５分間プレス後、折り目部分のひび割れを肉眼で確認し、評価したものである。なお、その評価基準は下記の通りとした。
５：ひび割れが発生していない。
４：折り目長さに対して、総全長が１５％未満であるひび割れが発生する。
３：折り目長さに対して、総全長が１５％以上３０％未満であるひび割れが発生する。
２：折り目長さに対して、総全長が３０％以上５０％未満であるひび割れが発生する。
１：折り目長さに対して、総全長が５０％以上であるひび割れが発生する。
【０１７２】
（米坪（ｇ／ｍ2）
各試料である塗工板紙の基紙の全体の坪量で、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４（１９９８）に記載の「紙及び板紙‐坪量測定方法」に準拠して測定した値である。
【０１７３】
【表１】
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【０１７４】
【表２】
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【０１７５】
【表３】
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【０１７６】
【表４】
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【０１７７】
【表５】
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【０１７８】
【表６】
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【０１７９】
【表７】
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【０１８０】
【表８】
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【０１８１】
【表９】
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【０１８２】
評価結果から、本発明に係る塗工板紙であると、裏面層からの微細繊維や微細異物の脱落に起因する白抜けや紙紛トラブル等が解消され、印刷適性に優れると共に、従来の市販品の１０〜１５％、低米坪化・軽量化させることができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
白抜けや紙粉トラブル等の生じない印刷適性に優れ、軽量化した塗工板紙として、適用可能である。
【図１】
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【図２】
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