(57)【要約】【課題】処理能力の優れた微細紙粉製造方法を提供する。【解決手段】粗粉砕された紙粉を、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の微細紙粉を得る第１微粉砕工程２と、第１微粉砕工程２で得た微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を得る第２微粉砕工程４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗粉砕された紙粉を、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の微細紙粉を得る第１微粉砕工程と、
該第１微粉砕工程で得た微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を得る第２微粉砕工程とを備えることを特徴とする微細紙粉製造方法。
【請求項２】
前記第１微粉砕工程で得た微細紙粉を、粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の予め定められた基準粒径以下の微細紙粉とこれを超える粒径の微細紙粉に分級する分級工程を備え、
前記第２微粉砕工程では、前記分級工程で分級した前記基準粒径を超える粒径の微細紙粉のみを粉砕して、前記基準粒径以下の微細紙粉を得ることを特徴とする請求項１に記載の微細紙粉製造方法。
【請求項３】
前記分級工程では気流式分級機を用いて分級し、
前記分級工程で分級した前記基準粒径以下の微細紙粉と、前記第２微粉砕工程で得た微細紙粉を、前記基準粒径に対応するメッシュを有するスクリーンを備えた分級機を用いて、前記基準粒径以下の微細紙粉と前記基準粒径を超える微細紙粉とに分級し、前記基準粒径を超えると分級された微細紙粉を排除する確認工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の微細紙粉製造方法。
【請求項４】
前記分級工程では前記基準粒径に対応するメッシュのスクリーンを有する分級機を用いて用いて分級し、
前記第２微粉砕工程で得た微細紙粉を、前記基準粒径に対応するメッシュのスクリーンを有する分級機を用いて、前記基準粒径以下の微細紙粉と前記基準粒径を超える微細紙粉とに分級し、前記基準粒径を超えると分級された微細紙粉を排除する確認工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の微細紙粉製造方法。
【請求項５】
前記切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機は、粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下であって、前記基準粒径より大きな予め定められた粒径に対応するメッシュを有するスクリーンを備え、前記第１微粉砕工程では、当該予め定められた粒径以下の微細紙粉のみを得ることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の微細紙粉製造方法。
【請求項６】
前記確認工程では前記基準粒径を超えるとして排除された微細紙粉を、前記第２微粉砕工程で粉砕することを特徴とする請求項３又は４に記載の微細紙粉製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細紙粉を製造する微細紙粉製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、オフィス、出版社、製紙会社などから大量の廃紙が排出されている。紙は、一般的に木材などからの加工段階で、セルロース繊維を細かく柔らかくする高度な加工を受けており、付加価値の高い構造を有する機能性材料である。そのため、廃紙は、元来付加価値の高い構造を有する機能性材料であり、その上、環境負荷が実質ゼロの原料となる。そこで、粉砕した廃紙を樹脂に混在させた紙含有樹脂組成物を成形加工の素材として用いることが提案されている。
【０００３】
しかしながら、含有される粉砕紙が大きいと、微細な構造を有する複雑な成型品を射出成型した場合、加熱しても流動性を示さない粉砕紙が樹脂組成物の流動を妨げ、充填不良などの欠陥が生じ易く、転写性が劣るため、高品質の成型品を歩留り良く得ることができない。そのため、紙含有樹脂組成物が含有する紙粉は、最大粒径が１００μｍ以下程度の微細とする必要がある。
【０００４】
このような微細紙粉を製造する方法は、例えば、特許文献１に記載されている。この方法は、粗粉砕された紙粉を、竪型ローラミル又は薬研式ミルを用いて粉砕し、平均粒径５０μｍ以上１５０μｍ未満の微細紙粉を得る第１微粉砕工程と、第１微粉砕工程で得た微細紙粉に平均粒径２５μｍ以上５０μｍ未満の微細紙粉を混入した微細紙粉を、竪型ローラミル又は薬研式ミルを用いて粉砕し、平均粒径２５μｍ以上５０μｍ未満の微細紙粉を得る第２微粉砕工程とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９０４３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の製造方法は、それ以前の竪型ローラミル又は薬研式ミルを単独の工程で用いて粉砕する方法と比べて大幅な処理能力の向上を実現した。しかしながら、微細紙粉を含有する樹脂組成物の需要は近年著しく増大しており、その原料となる微細紙粉についてもさらなる量産化が望まれるようになった。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、処理能力の優れた微細紙粉製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の微細紙粉製造方法は、粗粉砕された紙粉を、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の微細紙粉を得る第１微粉砕工程と、該第１微粉砕工程で得た微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径が２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を得る第２微粉砕工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の微細紙粉製造方法によれば、第１微粉砕工程で、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて粗紙粉を粉砕し、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の微細紙粉を得ている。切断式粉砕機は、高速回転する刃と接触して粗紙粉が粉砕され。また、衝撃式粉砕機は、高速気流にのった粗紙粉同士があるいは固定刃と接触して粉砕される。
【００１０】
そのため、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の微細紙粉を得る第１微粉砕工程のような場合には、上記特許文献１で記載されたように竪型ローラミル又は薬研式ミルを用いて磨り潰し式に粗紙粉を粉砕する場合と比較して、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて粗紙粉を粉砕するほうが、処理能力が優れ、量産性が高い。
【００１１】
本発明の微細紙粉製造方法において、前記第１微粉砕工程で得た微細紙粉を、粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の予め定められた基準粒径以下の微細紙粉とこれを超える粒径の微細紙粉に分級する分級工程を備え、前記第２微粉砕工程では、前記分級工程で分級した前記基準粒径を超える粒径の微細紙粉のみを粉砕して、前記基準粒径以下の微細紙粉を得ることが好ましい。
【００１２】
この場合、第２微粉砕工程では、分級工程で基準粒径を超える粒径であると分級された微細紙粉のみを、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、基準粒径以下の微細紙粉を得ている。そのため、第２微粉砕工程では、基準粒径を超える粒径であると分級された微細紙粉のみが粉砕され、基準粒径以下に分級された微細紙粉は粉砕されないので、処理能力が優れ、量産性が高くなる。
【００１３】
さらに、磨り潰し式粉砕機では、基準粒径を超える粒径の微細紙粉だけを粉砕するので、基準粒径以下の粒径の微細紙粉も含めて粉砕する場合と比較して、第２微粉砕工程における処理能力を高めることができる。
【００１４】
なお、第２微粉砕工程で平均粒径が２５μｍ以上５０μｍ以下の微細紙粉を得るものであればより好ましい。
【００１５】
本発明の微細紙粉製造方法において、前記分級工程では気流式分級機を用いて分級し、前記分級工程で分級した前記基準粒径以下の微細紙粉と、前記第２微粉砕工程で得た微細紙粉を、前記基準粒径に対応するメッシュを有するスクリーンを備えた分級機を用いて、前記基準粒径以下の微細紙粉と前記基準粒径を超える微細紙粉とに分級し、前記基準粒径を超えると分級された微細紙粉を排除する確認工程を備えることが好ましい。
【００１６】
この場合、分級工程で気流式分級機、すなわちスクリーンを用いない分級機を用いるので、スクリーンを用いた分級機と比較して、スクリーンの目詰まりのメンテナンスにかかる手間が生じない。そして、分級工程で誤って基準粒径以下であると分級された微細紙粉は、確認工程で排除されるので、基準粒径を超える微細紙粉が後工程に流れない。
【００１７】
また、本発明の微細紙粉製造方法において、前記分級工程では前記基準粒径に対応するメッシュのスクリーンを有する分級機を用いて用いて分級し、前記第２微粉砕工程で得た微細紙粉を、前記基準粒径に対応するメッシュのスクリーンを有する分級機を用いて、前記基準粒径以下の微細紙粉と前記基準粒径を超える微細紙粉とに分級し、前記基準粒径を超えると分級された微細紙粉を排除する確認工程を備えることも好ましい。
【００１８】
この場合、確認工程では、第２微粉砕工程で得た微細紙粉のみを分級すればよいので、確認工程での分級処理を軽減することができる。よって、確認工程で用いる分級機を小型することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の微細紙粉製造方法において、前記切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機は、粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下であって、前記基準粒径より大きな予め定められた粒径に対応するメッシュを有するスクリーンを備え、前記第１微粉砕工程では、当該予め定められた粒径以下の微細紙粉のみを得ることが好ましい。
【００２０】
この場合、第１微粉砕工程からは当該予め定められた粒径以下の微細紙粉のみが得られるので、第２微粉砕工程で粉砕される微細紙粉の処理量を軽減させることが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明の微細紙粉製造方法において、前記確認工程では前記基準粒径を超えるとして排除された微細紙粉を、前記第２微粉砕工程で粉砕することが好ましい。
【００２２】
この場合、前記確認工程で排除された微細紙粉を廃棄することなく、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る微細紙粉製造方法を示す工程図。
【図２】本発明の実施形態に係る微細紙粉製造方法を実施する微細紙粉製造システムを示す説明図。
【図３】切断式粉砕機の一例を模式的に示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図。
【図４】気流式分級機の一例を模式的に示す側面図。
【図５】気流式分級機の一例を模式的に示す側面図。
【図６】本発明の実施形態に係る他の微細紙粉製造方法を示す工程図。
【図７】本発明の実施形態に係る他の微細紙粉製造方法を実施する微細紙粉製造システムを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の微細紙粉製造方法の実施形態及びこれを実施する微細紙粉製造システムを図１及び図２を参照して説明する。
【００２５】
本微細紙粉製造方法は、原料である廃紙を平均粒径が２５μｍ以上１００μｍ以下の予め定められた基準粒径以下の微細紙粉まで粉砕するものであり、粗粉砕工程１、第１微粉砕工程２、分級工程３、第２微粉砕工程４及び確認工程５を備える。以下、予め定められた基準粒径が１００μｍである場合について説明する。
【００２６】
なお、廃紙には、新聞古紙、雑誌古紙、印刷古紙、包装古紙、段ボール古紙、ＯＡ古紙などの各種古紙、バージン紙の製造時に発生した破紙や損紙、雑誌などの裁断屑、研磨粉、シュレッダー屑等が含まれる。廃紙は、オフィス、出版社、製紙会社などから大量に排出され、環境負荷が実質ゼロであると評価される。また、廃紙には、紙コップの端材など、表面に樹脂層などの層を有するものも含まれる。
【００２７】
紙粉の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（Marvern Instruments Ltd.製、Mastersizer S型）により測定するものとする。
【００２８】
粗粉砕工程１では、供給コンベアなどの原料供給機１１から供給される廃紙を、ロールクラッシャ、ハンマークラッシャ、カッターミルなどの粗粉砕機１２を用いて、１ｍｍから数十ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍから３ｍｍ角の紙片に粗粉砕する。
【００２９】
廃紙がロール状やシート状の破紙や損紙などからなる場合、粗粉砕機１２として、裁断機や切断機を用いてもよい。なお、本を研磨した研磨粉、シュレッダー屑など、廃紙が数ｍｍ以下の場合には、粗粉砕機１２を必要としない。
【００３０】
第１微粉砕工程２は、粗粉砕機１２から供給された粗紙粉を、切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機からなる第１微粉砕機１３Ａ，１３Ｂを用いて、最大粒径が１００μｍを超え３００μｍ以下の予め定められた粒径であって、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下に粉砕する。ここでの予め定められた粒径は、前述した基準粒径より大きい粒径であり、例えば、ここでは、１５０μｍである。
【００３１】
第１微粉砕工程２は、第１の第１微粉砕工程２Ａと第２の第１微粉砕工程２Ｂとから２段階の工程からなり、粗粉砕工程１で粉砕された粗紙粉を微粉砕する。
【００３２】
第１の第１微粉砕工程２Ａでは、前段第１微粉砕機１３Ａを用いて、最大粒径が２００μｍを超え５００μｍ以下の予め定められた粒径であって、平均粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下程度の微細紙粉に粉砕する。第２の第１微粉砕工程２Ｂでは、前段第１微粉砕機１３Ａで粉砕された微細紙粉を、後段第１微粉砕機１３Ｂを用いて、最大粒径が１００μｍを超え２００μｍ以下の予め定められた粒径であって、平均粒径が７５μｍを超え１５０μｍ以下程度の微細紙粉に粉砕する。
【００３３】
例えば、第１の第１微粉砕工程２Ａでは最大粒径が２００μｍ以下となるように粉砕し、第２の第１微粉砕工程２Ｂでは最大粒径が１５０μｍ以下となるように粉砕する。
【００３４】
第１微粉砕機１３Ａ，１３Ｂは、ここでは、カッターミルとも呼ばれる切断式粉砕機である。第１微粉砕機１３Ａ，１３Ｂは、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、複数の刃３１が固定されたロータ３２を複数列備えて回転する回転筒３３と、複数の刃３４が内周面に固定され、回転筒３３を収容するケース３５と、回転筒３３とケース３５との間に原料を供給するための原料供給口３６と、ケース３５の下部に形成された穴の上に設置されたスクリーン３７と、スクリーン３７の下方に配置され、粉砕物が排出される排出口３８とを備えている。なお、回転筒３３には、多数の穴が形成されている。
【００３５】
このような切断式粉砕機は、刃（回転刃）３１と刃（固定刃）３４との間の隙間によって、粉砕する細かさが定まり、スクリーン３７のメッシュに応じて、排出される粉砕物が排出される最大粒径が定まる。そして、切断式粉砕機は、刃３１，３４の数、刃３１，３４の個数、ロータ３２の列数、回転数などによって処理能力が定まる。
【００３６】
切断式粉砕機のこのような特性に基づいて、第１の第１微粉砕工程２Ａで用いる切断式粉砕機（前段第１微粉砕機）１３Ａと、第２の第１微粉砕工程２Ｂで用いる切断式粉砕機（後段第１微粉砕機）１３Ｂとを定める。切断式粉砕機１３Ａは、切断式粉砕機１３Ｂと比較すると、回転刃３１と固定刃３４との間の隙間は広く、スクリーン３７のメッシュは粗い。
【００３７】
なお、切断式粉砕機は、回転刃３１の飛び出し量が調整可能又は回転刃３１の飛び出し量が異なるものに交換可能に構成されており、且つ、スクリーン３７はメッシュの異なるものに交換可能である。よって、第１及び第２の第１微粉砕工程２Ａ，２Ｂで目標とする微細紙粉の平均粒径や最大粒径に応じて、これらの調整や交換を行えばよい。
【００３８】
なお、切断式粉砕機１３Ｂだけを用いて第１微粉砕工程２を構成することも可能である。しかし、この場合、異なる切断式粉砕機１３Ａ，１３Ｂを直列で用いる場合と比較して、一般的にエネルギー効率に劣り、処理時間が長くなる。
【００３９】
ただし、第１微粉砕工程２で得る微細紙粉の最大粒径が大きい場合、例えば、最大粒径が２００〜５００μｍなどの場合、エネルギー効率及び処理時間は左程変わらないので、１台の切断式粉砕機１３Ｂだけを用いてもよい。さらに、このような場合、切断式粉砕機１３Ａ，１３Ｂを同じものとして並列に接続することにより、処理能力の増大を図ることも好ましい。
【００４０】
また、第１微粉砕工程２は、３種類以上の異なる切断式粉砕機を直列に接続した連続的に処理するものであってもよい。さらに、切断式粉砕機１３Ａ，１３Ｂはスクリーン２７を有さないものであってもよい。
【００４１】
さらに、第１微粉砕工程２で使用される微粉砕機１３は、切断式粉砕機に限定されず、衝撃式粉砕機を用いてもよい。
【００４２】
衝撃式粉砕機は、衝撃板が高速回転することによって、衝撃板とこれに対向するハウジングの隙間に気流が発生して旋回気流となり、この高速の旋回気流にのった粉体同士又は紙粉と衝撃板とが衝突することにより、粉体が粉砕されるものである。また、衝撃式粉砕機には、固定刃を備えるものもある。この場合、紛体が固定刃と接触しても粉砕され、切断式粉砕機の作用効果を兼ね備えたものとなる。
【００４３】
衝撃式粉砕機は、衝撃板とハウジングとの隙間の間隔によって、粉砕する細かさが定まる。そして、衝撃板の数、回転数などによって処理能力が定まる。そして、衝撃式粉砕機には、スクリーンを備えるものも存在し、このスクリーンのメッシュに応じて、排出される微細紙粉の最大粒径が定まる。
【００４４】
さらに、第１の第１微粉砕工程２Ａでは衝撃式粉砕機を用い、第２の第１微粉砕工程２Ｂでは切断式粉砕機を用いるなど、各工程で異なる粉砕機を用いてもよい。
【００４５】
なお、上記特許文献１で記載したように第１微粉砕工程２で竪型ローラミル又は薬研式ミルを用いると、単位時間当たりの処理能力が小さく、微細紙粉を大量に製造するには適していない。
【００４６】
切断式粉砕機又は衝撃式粉砕機で粉砕された微細紙粉は、粒度分布を有する。粒度分布は、正規分布とは限らず、紙の種類、刃数、回転数、回転時間などに応じて変化する。そのため、第１微粉砕工程２で最大粒径が１５０μｍ以下になるように粉砕した場合、粒径が１００μｍ以下の微細紙粉が存在し、その割合も高いことが多い。そこで、粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を除き、粒径が１００μｍを超える微細紙粉のみを、さらに粉砕すればよい。そこで、分級工程３でこれらを分級する。
【００４７】
分級工程３では、分級機１４を用いて、第１微粉砕工程２で得た微細紙粉を粒径１００μｍ以下の微細紙粉と粒径１００μｍを超える微細紙粉とに分級にする。
【００４８】
分級機１４は、気流式分級機であることが好ましい。気流式分級機１４には、重力式、サイクロン式、強制渦流れ式などの方式がある。
【００４９】
気流式分級機１４は、例えば、図４に示すように、内部に分級空間を有し、略円錐筒状のケーシング４１と、ケーシング４１の頭頂部から粗粉と微粉とが混合された原料を供給する原料供給口４２と、頭頂部からケーシング４１内にエアを導入するエア導入口４３と、ケーシング４１内に配置され、回転する分級翼４４と、ケーシング４１の外周面下部に配置され、粗粉が排出される粗粉排出口４５と、ケーシング４１の外周部上部に配置され、微粉が排出される微粉排出口４６とを備えている。
【００５０】
このような気流式分級機１４は、分級翼４４の回転によってケーシング４１内に旋回気流が発生する。そして、旋回気流により作用する外向きの遠心力と中心向きに移動する気体の流れとによって、粗粉と微粉とを分級する。すなわち、粗粉は、旋回気流による外向きの遠心力により径方向外側に移動して、下部に配置された粗粉排出口４５から排出され、微粉は、中心向きに移動する空気の流れにより径方向内側に移動して、中央部に配置された微粉排出口４６から排出される。
【００５１】
そのため、気流式分級機１４では、例えば粒径１００μｍを基準に厳密に分級することはできない。しかし、スクリーンを備えていない気流式分級機１４は、メッシュの目詰まりなどを解消する必要がなく、メンテナンスが容易であるという利点がある。本実施形態の分級工程３では、気流式分級機１４を用いて、粒径が１００μｍ以下とされた微粉と粒径が１００μｍを超えるとされた微細紙粉とに分級する。そして、気流式分級機１４で粒径が１００μｍを超えるとされた微細紙粉は、第２微粉砕工程４に送られる。
【００５２】
分級工程３で粒径が１００μｍを超えるとされ、粗粉排出口４５から排出された微細紙粉は、吸引機１５によって吸引されて、後段第１微粉砕機１３Ｂに戻されて再粉砕される。なお、工程を簡略化するために、粒径が１００μｍを超えるとされた微細紙粉は、廃棄してもよい。分級工程３で粒径が１００μｍ以下であるとされ、微粉排出口４６から排出された微細紙粉は、吸引機１６によって吸引されて、一旦、タンクなどの収容器１７に収容される。
【００５３】
第２微粉砕工程４では、気流式分級機１４で粒径が１００μｍを超えるとされた微細紙粉を、第２微粉砕機１８を用いて、粒径が１００μｍ以下となるように粉砕する。第２微粉砕機１８は、竪型ローラミル、薬研式ミル、石臼式ミルなどの磨り潰し式粉砕機である。第２微粉砕機１８で粉砕された微細紙粉は、吸引機１９によって吸引されて、一旦、タンクなどの収容器１７に収容される。
【００５４】
竪型ローラミルは、ローラミルを代表するものであり、単に「ローラミル」とも呼ばれるローラ式粉砕機である。竪型ローラミルは、円筒形状の粉砕室の内部に、モータにより回転駆動する回転テーブルと、この回転テーブルの回転方向に隙間を隔てて配置された複数の竪型状の粉砕ローラとを備えている。竪型ローラミルとして、具体的には、上記特許文献１に記載されたものを挙げることができる。
【００５５】
粉砕ローラは、油圧やスプリング等により回転テーブルに向って荷重が付加されるように構成されたフリーローラであり、回転テーブルの回転に追従して回転する。回転テーブルの回転に伴い、粉砕ローラのランドと粉砕室の内側壁との間に紙粉を噛み込み粉砕する。なお、粉砕ローラの下部を支持しながら回転する回転テーブルの代わりに、粉砕ローラの上部を支持し（粉砕ローラを吊り下げ）ながら回転する吊下部材を用いてもよい。粉砕室の内側壁に凹溝を形成してもよいが、凹溝内に紙粉が溜り粉砕効果が低下する恐れがあるので、粉砕室の内側面は滑らかであるほうが好ましい。
【００５６】
分級工程３から送られてきた粒径が１００μｍを超える微細紙粉は、粉砕室内に供給され、回転テーブルの遠心力により回転テーブルの外周へ移動し、回転テーブルと粉砕ローラとの間に噛み込まれることにより、主として粉砕される。粉砕室内には、外部から空気が導かれており、ベーンにより吹き上げられる空気によって、粉砕され細かくなった微細紙粉は粉砕室の上部に吹き上げられる。
【００５７】
なお、粉砕室の上部に設置された気流式分級機を介して、粒径が１００μｍ以下の微細紙粉が排出される。排出される微細紙粉の粒径は、分級機の回転羽根の回転数により調整することができる。
【００５８】
なお、第２微粉砕工程４では、竪型ローラミルの代わりに薬研式ミル又は石臼式ミルを用いてもよい。ただし、石臼式ミルは、エネルギー効率に劣り、好ましくない。
【００５９】
薬研式ミルは、Ｖ字状の溝を円周状に有する底部を備えた外形円筒形状のハウジング内部に、モータによって回転し、複数の円板状の回転ローラを備えている。回転ローラは、溝との間に隙間を隔てて配置されており、その間隔は調整可能である。
【００６０】
粉砕室に供給された微細紙粉は、粉砕室の溝の内部に溜る。この溝に溜った紙粉は、回転ローラにより粉砕される。さらに、絡まり合った粗い微細紙粉が渦巻く気流により遠心分離されてほぐされ、細かい紙粉が衝突することにより、紙粉が粉砕される。
【００６１】
本実施形態のように最大粒径が１００μｍとなるまで微細紙粉を粉砕するには、竪型ローラミル又は薬研式ミルを用いることがエネルギー効率の点から好ましい。そして、最大粒径が２５μｍ程度の微細紙粉は、切断式粉砕機や衝撃式粉砕機を用いても得ることができず、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕するしかない。
【００６２】
しかし、磨り潰し式粉砕機は微細紙粉を磨り潰すように粉砕するので、機械にかかる衝撃が大きく、摩耗が激しく、部品交換などのメンテナンスの手間が多い。さらに、エネルギー効率に劣り、処理能力も少ない。
【００６３】
そこで、本実施形態では、分級工程３で最大粒径が１００μｍ以下である微細紙粉を除去したうえで、第２微粉砕工程４で、最大粒径が１００μｍを超える微細紙粉のみを磨り潰し式粉砕機からなる第２微粉砕機１８で粉砕している。よって、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕する微細紙粉の量が少なくてすみ、システム全体として、処理能力及びエネルギー効率が優れたものとなる。
【００６４】
確認工程５では、分級工程３で粒径１００μｍ以下と分級された微細紙粉、及び第２微粉砕工程４で得た粒径１００μｍ以下に粉砕された微細紙粉、すなわち収容器１７に収容された微細紙粉を、粒径１００μｍに対応するメッシュを有するスクリーンを備えた分級機２１を用いて、粒径１００μｍ以下であることを確認する。
【００６５】
上述したように、気流式分級機１４で粒径１００μｍ以下と分級された微細紙粉は、厳密に全て粒径１００μｍ以下であるものではない。さらに、第２微粉砕機１８で粒径１００μｍ以下に粉砕された微細紙粉も、気流式分級機１４と同様の方法で分級されているので、厳密に全て粒径１００μｍ以下であるものではない。
【００６６】
そこで、確認工程５では、粒径１００μｍに対応するメッシュのスクリーンを有する分級機２１を用いて、微細紙粉が粒径１００μｍ以下であることを確保する。粒径１００μｍを超える微細紙粉は、吸引機２２によって吸引されて、第２微粉砕機１８に戻されて再粉砕される。なお、工程を簡略化するために、分級機２１で粒径１００μｍを超えるとされた微細紙粉は、廃棄してもよい。
【００６７】
分級機２１は、メッシュを有するスクリーンを備えた分級機である。このような分級機２１は、例えば、図５に示すように、内部に分級空間を有し、略円錐筒状のケーシング５１と、ケーシング５１の頭頂部から粗粉と微粉とが混合された原料を供給する原料供給口５２と、頭頂部からケーシング５１内に１次エアを導入する１次エア導入口５３と、ケーシング５１内の頭頂部付近に配置された分散板５４と、ケーシング５１内に配置されたスクリーン５５と、スクリーン５５の背面で回転するエアブラシ５６と、スクリーン５５の背面にジェットエアを噴射するエア噴射部５７と、スクリーン５５の前面側であってケーシング５１の外周面下部に配置され、粗粉が排出される粗粉排出口５８と、スクリーン５５の背面側であってケーシング５１の外周部に配置され、微粉が排出される微粉排出口５９とを備えている。
【００６８】
このような分級機２１は、１次エアにのった原料が分散板５４で分散されて、スクリーン５５に至る。スクリーン５５を通過した微粉は微粉排出口５９から排出される。通過できずにスクリーン５５上に滞留した粗粉はジェットエアで吹き飛ばされ、自重によって下方に落下する。粗粉排出口５８から分級空間内に２次エアが供給されており、重さの軽い微粉は吹き上げられて粗粉排出口５８から排出されない。一方、粗粉は、２次エアによって吹き上げられず、粗粉排出口５８から排出される。
【００６９】
そして、微粉排出口５９から排出される最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉は、吸引機２２で吸引されて、後工程に送られる。一方、粗粉排出口５８から排出される最大粒径が１００μｍを超える微細紙粉は、吸引機２３で吸引されて、第２微粉砕機１８で再粉砕される。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７１】
例えば、第１微粉砕工程２と第２微粉砕工程４との間に分級工程３を設け、基準粒径以下に分級された微細紙粉を第２微粉砕工程には送らない場合について説明した。しかし、これに限定されず、分級工程３を省略して、第１微粉砕工程２で粉砕された全ての微細紙粉を全て第２微粉砕工程４に送り込んでもよい。
【００７２】
例えば、微細紙粉の最大粒径が基準粒径で１００μｍ以下となるように粉砕する場合について説明したが、これに限定されない。本発明は、基準粒径で２５μｍを超え１００以下の範囲で有効な方法であるが、基準粒径が小さい程有効である。基準粒径は、好ましくは２５μｍを超え７５μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍを超え５０μｍ以下である。
【００７３】
また、分級工程３で、メッシュを有するスクリーンを備えていない気流式分級機１４を用いる場合について説明した。しかし、図６及び図７に示すように、分級工程６で、メッシュを有するスクリーンを備えた気流式分級機２４を用いてもよい。
【００７４】
この場合、気流式分級機２４を用いて基準粒径１００μｍを基準に厳密に分級することができる。そこで、気流式分級機２４を用いて粒径１００μｍ以下とされた微細紙粉は、そのまま後工程に送られる。そして、気流式分級機２４で粒径が１００μｍを超えるとされた微細紙粉のみを第２微粉砕工程４に送ればよい。これにより、確認工程５では、第２微粉砕工程４で得た微細紙粉のみを分級すればよいので、確認工程５での分級処理を軽減する。よって、確認工程５で用いる分級機２１を小型化することが可能となる。
【００７５】
なお、分級工程６で、気流式分級機２４以外の分級機、例えばメッシュを有するスクリーンを備えた他の方式の分級機を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…粗粉砕工程、  ２…第１微粉砕工程、  ２Ａ…第１の第１微粉砕工程、  ２Ｂ…第２の第１微粉砕工程、  ３，６…分級工程、  ４…第２微粉砕工程、  ５…確認工程、  １１…原料供給機、  １２…粗粉砕機、  １３…第１微粉砕機、  １３Ａ…前段第１微粉砕機、切断式粉砕機、  １３Ｂ…後段第１微粉砕機、切断式粉砕機、  １４…分級機、気流式分級機、  １７…収容器、  １８…第２微粉砕機、  ２１…分級機、  ２４…気流式分級機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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