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WO2016125413A1 - 処理能力が大きい粉砕機及び微細紙粉製造方法 - Google Patents

処理能力が大きい粉砕機及び微細紙粉製造方法 Download PDF

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WO2016125413A1
WO2016125413A1 PCT/JP2015/086036 JP2015086036W WO2016125413A1 WO 2016125413 A1 WO2016125413 A1 WO 2016125413A1 JP 2015086036 W JP2015086036 W JP 2015086036W WO 2016125413 A1 WO2016125413 A1 WO 2016125413A1
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WO
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fine
paper powder
less
tip
chamber
Prior art date
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PCT/JP2015/086036
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬通 松下
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Eco Research Institute Ltd
Original Assignee
Eco Research Institute Ltd
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Publication date
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Priority to JP2016539231A priority patent/JP6091717B2/ja
Priority to EP15881230.5A priority patent/EP3395446B1/en
Priority to US15/305,204 priority patent/US10814333B2/en
Priority to PCT/JP2015/086036 priority patent/WO2016125413A1/ja
Priority to BR112016025239-0A priority patent/BR112016025239B1/pt
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64—Paper recycling

Definitions

  • the present invention relates to a pulverizer and a fine paper powder production method for producing fine paper powder.
  • Paper is a functional material having a structure with high added value, which has been subjected to advanced processing that makes cellulose fibers fine and soft at the processing stage from wood or the like. Therefore, waste paper is originally a functional material having a structure with high added value, and in addition, it becomes a raw material with virtually no environmental impact. Thus, it has been proposed to use a paper-containing resin composition in which crushed waste paper is mixed in a resin as a material for molding.
  • the contained paper powder is large, when a complicated molded product having a fine structure is injection-molded, the crushed paper that does not show fluidity even when heated prevents the resin composition from flowing, resulting in poor filling, etc. Since defects are likely to occur and transferability is poor, a high-quality molded product cannot be obtained with a good yield. Therefore, the paper dust contained in the paper-containing resin composition needs to be fine with a maximum particle size of about 100 ⁇ m or less.
  • Patent Document 1 A method for producing such fine paper powder is described in Patent Document 1, for example.
  • a coarsely pulverized paper powder is pulverized using a vertical roller mill or a Yakuken type mill to obtain fine paper powder having an average particle size of 50 ⁇ m or more and less than 150 ⁇ m, and a first fine pulverization step.
  • the fine paper powder in which the fine paper powder having an average particle size of 25 ⁇ m or more and less than 50 ⁇ m is mixed with the fine paper powder obtained in the above is pulverized using a vertical roller mill or a Yakuken type mill, and the fine paper powder having an average particle size of 25 ⁇ m or more and less than 50 ⁇ m.
  • a second pulverization step to obtain
  • Patent Document 1 realized a significant improvement in processing capacity compared to the previous method of grinding using a vertical roller mill or a Yakken type mill in a single process.
  • the demand for resin compositions containing fine paper powder has increased remarkably in recent years, and further mass production of fine paper powder as a raw material has been desired.
  • an object of the present invention is to provide a pulverizer and a fine paper powder manufacturing method having a large processing capacity.
  • the pulverizer according to the present invention includes a pulverization chamber having a plurality of fixed blades extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction on an inner peripheral surface, a rotating shaft rotatably supported by the pulverization chamber, and the fixed blade.
  • a plurality of rotary blades fixed to the rotary shaft and having a gap of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less between the tip and the tip of the fixed blade, and paper dust for feeding paper dust into the grinding chamber An inlet, a rotation drive unit that rotates the rotating shaft so that the peripheral speed of the tip of the rotary blade is 19 m / second or more and 30 m / second or less, and is disposed inside or outside the grinding chamber, and is 130 ⁇ m or more and 400 ⁇ m.
  • a screen having the following openings.
  • a pulverizer that coarsely pulverizes fibers and the like using a fixed blade arranged in a substantially cylindrical shape and a rotary blade arranged so as to face the fixed blade has been known.
  • this crusher has a large gap between the tip of the fixed blade and the tip of the rotary blade, and the peripheral speed of the tip of the rotary blade is about 10 m / second, and can only be pulverized to a few millimeters.
  • the clearance between the tip of the fixed blade and the tip of the fixed blade is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less
  • the peripheral speed of the tip of the rotary blade is 19 m / sec or more and 30 m / sec.
  • This screen may be provided inside the crushing chamber or may be provided outside.
  • the gap between the tip of the fixed blade and the tip of the fixed blade is narrowed by not less than 0.1 mm and not more than 0.5 mm, fine paper powder is caught in this gap, and maintenance is required to eliminate this bite. It takes time to complete.
  • the peripheral speed at the tip of the rotary blade is significantly increased compared to the conventional one, so that a high-speed air flow is generated in the pulverization chamber, and the high-speed air flow eliminates the biting.
  • the particle size of the fine paper powder cannot be reduced only by increasing the rotational speed so that the peripheral speed of the tip of the rotary blade is 19 m / second or more and 30 m / second or less.
  • the biting may occur at a low frequency depending on the paper quality.
  • a gap between the tip of the fixed blade and the tip of the rotary blade is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the rotation driving unit rotate the rotation shaft so that the peripheral speed at the tip of the rotary blade is 19 m / second or more and 30 m / second or less.
  • an accumulation chamber in which paper powder crushed in the pulverization chamber and passed through the screen is accumulated, a discharge port formed on one side of the accumulation chamber, and the discharge port through the discharge port.
  • a suction portion for sucking air in the storage chamber ; a communication passage formed on the other side of the storage chamber and communicating between the storage chamber interior and the outside; an on-off valve disposed in the communication passage; and the on-off valve It is preferable to provide an intermittent operation part that opens and closes.
  • the accumulation chamber becomes negative pressure by the suction of the suction part.
  • the opening / closing valve is opened by the opening / closing operation unit, air suddenly flows from the outside into the accumulation chamber via the communication path, and the paper dust accumulated in the accumulation chamber moves to the discharge port side. This makes it possible to discharge the paper dust in the storage chamber from the discharge port.
  • the fine paper powder manufacturing method of the present invention includes a crushing chamber having a plurality of fixed blades extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction on an inner peripheral surface, a rotating shaft rotatably supported by the crushing chamber, and the fixed A plurality of rotary blades fixed to the rotary shaft so as to face the blades and having a tip of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less between the tips of the fixed blades, and paper powder is put into the grinding chamber
  • the method includes a pulverization step of rotating and obtaining fine paper powder discharged through a screen having an opening of 130 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less arranged inside or outside the pulverization chamber.
  • the fine paper powder obtained in the fine pulverization step is pulverized using a grinding pulverizer to obtain a fine paper powder having a maximum particle size of 25 ⁇ m to 100 ⁇ m. It is preferable to provide a re-pulverization step.
  • the paper powder may be made of paper having a maximum particle size of 1 mm or more and 5 mm or less and having a resin layer on at least one surface.
  • the fine paper powder obtained in the fine pulverization step or the re-fine pulverization step is classified with a screen having an opening corresponding to a predetermined maximum particle size. It is preferable to provide an exclusion step of eliminating fine paper powder exceeding the maximum particle size using a machine.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • the block diagram which shows the fine paper powder manufacturing method using the grinder which concerns on embodiment of this invention.
  • Process drawing which shows the fine paper powder manufacturing method.
  • the side view which shows an example of a classifier typically.
  • a pulverizer 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the pulverizer 100 is a rotary shearing pulverizer, and includes a pulverization chamber 110, a rotation shaft 120, a rotation plate 130, a paper dust inlet 140, a rotation drive unit 150, a screen 160, and a storage chamber 170.
  • the grinding chamber 110 has a generally cylindrical shape as a whole.
  • a plurality of fixed blades 111 are fixed to the inner peripheral surface of the crushing chamber 110.
  • the fixed blades 111 are arranged in six rows and axial directions at intervals in the circumferential direction, excluding the upper and lower portions.
  • the rotary shaft 120 is rotatably supported by a cylindrical crushing chamber 110.
  • a plurality, here five rotary blade mounting plates 130 are fixed to the rotary shaft 120 at intervals in the horizontal direction.
  • a plurality of, here sixteen, rotary blades 131 are fixed to the outer peripheral surface so as to cover all the rotary blade mounting plates 130. In this way, the fixed blade 111 and the rotary blade 131 are arranged so as to face each other. However, the number of fixed blades 111 and rotary blades 131 may not be the same.
  • the rotary blade 131 is fixed to the rotary blade mounting plate 130 with a bolt or the like, and the blade height can be adjusted and replaced.
  • a minute gap of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, more preferably 0.3 mm or more and 0.5 mm or less exists between the tip of the fixed blade 111 and the tip of the rotary blade 131.
  • the blade height of the fixed blade 111 may be adjustable, and in this case, the blade height of the rotary blade 131 may not be adjustable.
  • the five rotary blade mounting plates 130 may be integrated. Further, the rotary blade mounting plate 130 may be integrated with the rotary shaft 120.
  • An opening is formed in the upper part of the crushing chamber 110, and serves as a paper dust input port 140 into which paper dust is input.
  • the rotation driving unit 150 rotates the rotating shaft 120 so that the peripheral speed at the tip of the rotary blade 131 is 19 m / second or more and 30 m / second or less, more preferably 25 m / second or more and 30 m / second or less.
  • the rotation drive unit 150 includes, for example, a control unit including an electric motor connected to the rotation shaft 120 via a gear, a CPU that controls the electric motor, a memory, and the like.
  • An opening is formed in the lower part of the grinding chamber 130 in the horizontal direction, and a screen 160 having a mesh corresponding to a preset particle size is disposed.
  • the opening of the screen 160 is 130 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less.
  • a storage chamber 170 in which paper dust that has passed through the screen 160 is stored is disposed below the screen 160.
  • the crusher 100 further includes a discharge mechanism 180 that discharges the paper dust accumulated in the accumulation chamber 170 to a downstream device.
  • the discharge mechanism 180 includes a discharge port 181, a suction part 182, a communication path 183, an on-off valve 184, and an intermittent operation part 185.
  • a suction unit 182 that sucks air in the storage chamber 170 through the discharge port 181 is provided.
  • the suction unit 182 is, for example, a suction fan.
  • An opening is also formed on the other side of the accumulation chamber 170 in the horizontal direction and on the right side of FIG. 1, and a communication path 183 that connects the inside and the outside of the accumulation chamber 170 is connected to this opening.
  • An open / close valve 184 is disposed in the communication path 183.
  • the intermittent operation part 185 for intermittently opening and closing the on-off valve 184 is disposed.
  • the intermittent operation unit 185 is, for example, a control unit that controls the air cylinder and includes a CPU, a memory, and the like.
  • the peripheral speed of the tip of the rotary blade 131 is 19 m / second or more and 30 m.
  • the rotating shaft 120 rotates at a high speed at a speed of less than 1 second / second and the stationary blade 111 receives shearing force to shorten the fiber and pulverize.
  • Fine paper powder finely pulverized to pass through the screen 160 falls into the accumulation chamber 170.
  • the paper dust that cannot pass through the screen 160 is wound up by the swirling flow generated by the rotation of the rotary blade 131 and pulverized again in the pulverizing chamber 110.
  • the clearance between the outer peripheral end of the rotary blade and the inner peripheral surface of the pulverization chamber is at least 0.5 mm or more, and the peripheral speed at the tip of the rotary blade 131 is The rotating shaft 120 was rotated at a speed of 11 m / sec or less at the fastest, and the maximum particle size could only be pulverized to a few millimeters.
  • the gap between the tip of the fixed blade 111 and the tip of the rotary blade 131 is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and the peripheral speed of the tip of the rotary blade 131 is 19 m / sec or more.
  • the fine paper powder that has passed through the screen 160 is accumulated in the accumulation chamber 170. Since the rotating shaft 120 rotates at high speed and the paper dust is finely pulverized in a short time, the pulverizing ability of the pulverizer 100 is large. Therefore, a large amount of fine paper dust is accumulated in the accumulation chamber 170 in a short time.
  • the fine paper dust is accumulated in such a manner that the vicinity of the horizontal center portion of the accumulation chamber 170 or the portion closer to the discharge port 181 from the horizontal central portion by suction by the suction portion 182 is the top of the mountain.
  • the pulverization capacity decreases.
  • the internal space of the pulverizer 100 becomes narrow, and there is a risk of increasing the temperature.
  • the fine paper powder is made of laminated paper or the like, the resin may melt and adhere to the screen 160, causing clogging.
  • the pulverizer 100 includes a discharge mechanism 180.
  • the discharge mechanism 180 In the state where the on-off valve 184 is closed, the discharge mechanism 180 has a negative pressure in the accumulation chamber 170 due to the suction of the suction part 182.
  • the opening / closing valve 185 is opened by the opening / closing operation unit 185, air suddenly flows into the accumulation chamber 170 from the outside via the communication path 184, and the paper dust accumulated in the accumulation chamber 170. Moves to the outlet 181 side. As a result, the paper dust in the accumulation chamber 170 can be discharged well from the discharge port 181.
  • the structure of the discharge mechanism 180 is simple.
  • This fine paper powder manufacturing method is for finely pulverizing waste paper as a raw material, and includes a coarse pulverization step 1, a fine pulverization step 2, a re-fine pulverization step 3, and an exclusion step 4.
  • the re-pulverization step 3 may be omitted.
  • an in-line fine pulverization system including the coarse pulverization step 1, the fine pulverization step 2, and the exclusion step 4 can be constructed.
  • Waste paper includes waste newspaper, magazine waste, printed waste paper, packaging waste paper, corrugated waste paper, OA waste paper, and other waste paper, broken paper and waste paper generated during the manufacture of virgin paper, cutting waste such as magazines, and abrasive powder. , Shredder scraps and the like. Waste paper is discharged in large quantities from offices, publishers, paper manufacturers, etc., and it is evaluated that the environmental impact is virtually zero.
  • the waste paper includes paper having a layer such as a resin layer on at least one side, such as an end material of a paper cup.
  • the average particle size of the fine paper powder shall be measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (Mastersizer® S type manufactured by Marvern® Instruments® Ltd. or SALD-2300 manufactured by Shimadzu Corporation).
  • waste paper supplied from a raw material supply machine 11 such as a supply conveyor is crushed using a coarse pulverizer 12 such as a roll crusher, a hammer mark lasher, or a cutter mill, and is about 1 mm to several tens of mm, preferably 1 mm. To roughly 5 mm square paper pieces.
  • a coarse pulverizer 12 such as a roll crusher, a hammer mark lasher, or a cutter mill
  • the coarse pulverizer 12 is not required when the waste paper is a few millimeters or less, such as polishing powder obtained by polishing a book, shredder waste, or the like.
  • the coarse paper powder supplied from the coarse pulverizer 12 is pulverized using the pulverizer 100 to obtain fine paper powder containing a large amount of fine paper powder having a particle size of 25 ⁇ m or less and 600 ⁇ m or less.
  • the gap between the fixed blade 111 and the rotary blade 131 may be reduced to less than 0.1 mm. Conceivable. However, when the gap is reduced in this way, fine paper powder is caught in the gap, the number of maintenance times for eliminating the bite is increased, and the pulverization efficiency is deteriorated. Further, if the gap is reduced in this way, it is necessary to strictly manage the gap, and this also increases the number of maintenance.
  • fine paper powder having a maximum particle size of 100 ⁇ m or less cannot be obtained in a high yield by pulverization using the pulverizer 100. Furthermore, even if only fine paper powder having a maximum particle size exceeding 100 ⁇ m is pulverized again using the pulverizer 100, fine paper powder having a maximum particle size of 100 ⁇ m or less cannot be obtained in high yield. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of energy efficiency to obtain fine paper powder having a maximum particle size of 100 ⁇ m or less using only the pulverizer 100.
  • pulverizers examples include grinding pulverizers such as vertical roller mills, Yakken type mills, and stone mill type mills.
  • the fine paper powder pulverized using the pulverizer 100 in the pulverization step 2 is further pulverized using the grinding-type pulverizer 13 to obtain fine paper powder having a maximum particle size of 100 ⁇ m or less. obtain.
  • the fine paper powder obtained in the fine pulverization step 2 may be classified by a classifier, and only the fine paper powder having a particle size exceeding 100 ⁇ m may be pulverized in the re-fine pulverization step 3.
  • the classifier used here is preferably an airflow classifier because it is not necessary to eliminate clogging of the mesh and maintenance is easy.
  • the airflow classifier includes a gravity type, a cyclone type, a forced vortex flow type, and the like, and any type may be used.
  • the vertical roller mill represents a roller mill, and is a roller-type pulverizer simply called a “roller mill”.
  • the vertical roller mill includes a rotary table that is rotationally driven by a motor inside a cylindrical pulverizing chamber, and a plurality of vertical pulverizing rollers arranged with a gap in the rotation direction of the rotary table.
  • Specific examples of the vertical roller mill include those described in Japanese Patent No. 4904389.
  • the grinding roller is a free roller configured so that a load is applied to the rotary table by hydraulic pressure, a spring, or the like, and rotates following the rotation of the rotary table. Along with the rotation of the rotary table, paper powder is caught between the land of the crushing roller and the inner wall of the crushing chamber and pulverized.
  • a suspension member that rotates while supporting the upper part of the grinding roller may be used.
  • a concave groove may be formed on the inner wall of the pulverization chamber, but it is preferable that the inner surface of the pulverization chamber is smooth because paper dust may accumulate in the concave groove and the pulverization effect may be reduced.
  • the fine paper powder sent from the fine grinding step 2 is supplied into the grinding chamber, moved to the outer periphery of the rotary table by the centrifugal force of the rotary table, and is bitten between the rotary table and the grinding roller. It is crushed. Air is introduced into the pulverization chamber from the outside, and the fine paper powder that is pulverized and made fine by the air blown up by the vanes is blown up to the upper portion of the pulverization chamber.
  • fine paper powder having a particle size of 100 ⁇ m or less is discharged through an airflow classifier installed at the top of the grinding chamber.
  • the particle size of the fine paper powder discharged can be adjusted by the number of rotations of the rotating blades of the classifier.
  • a Yakuken type mill or a stone mill type mill may be used instead of the vertical roller mill.
  • a stone mill is inferior in energy efficiency and is not preferable.
  • the Yakken mill is equipped with a plurality of disk-shaped rotating rollers that are rotated by a motor inside a cylindrical housing having a bottom portion having a V-shaped groove in a circumferential shape.
  • the rotating roller is disposed with a gap between the rotating roller and the interval is adjustable.
  • the fine paper powder supplied to the crushing chamber collects inside the groove of the crushing chamber.
  • the paper dust collected in this groove is crushed by a rotating roller. Further, the entangled coarse fine paper powder is centrifuged and loosened by a swirling air current, and the fine paper powder collides, whereby the paper powder is crushed.
  • the fine paper powder obtained in the fine pulverization step 2 or the fine paper powder obtained by further pulverization in the re-pulverization step 3 has a screen having a mesh corresponding to a preset maximum particle size. Is used to eliminate fine paper dust having a maximum particle size exceeding a preset value.
  • the pulverizer 100 used in the fine pulverization step 2 includes the screen 160, and fine paper powder having a size exceeding the opening of the screen 160 does not flow downstream in principle.
  • fine paper powder having a size exceeding the opening of the screen 160 may flow downstream due to the pressure exceeding the assumption or damage to the screen 160.
  • pulverization is performed using a grinding pulverizer, and the maximum particle size is not guaranteed. Therefore, the classifier 14 is used to eliminate such an abnormally large fine paper powder from flowing into the subsequent process and being shipped as a product.
  • the fine paper powder excluded in the exclusion step 4 as exceeding a preset value may be returned to the fine pulverization step 2 or the re-fine pulverization step 3 and re-pulverized or discarded.
  • the classifier 14 is, for example, a blower shifter.
  • a classifier 14 has a classification space inside, a substantially conical cylindrical casing 51, and a raw material in which coarse powder and fine powder are mixed from the top of the casing 51.
  • the raw material is sucked by the suction flow generated by the impeller 60, and the raw material is dispersed by the dispersion plate 54 and reaches the screen 55.
  • the fine powder that has passed through the screen 55 is discharged from the fine powder discharge port 59.
  • the coarse powder that cannot pass through and stays on the screen 55 is blown off by jet air and falls downward due to its own weight.
  • fine paper powder having a maximum particle size discharged from the fine powder discharge port 59 equal to or less than a preset value is sucked by the suction machine 15 and sent to the subsequent process.
  • fine paper powder having a maximum particle size discharged from the coarse powder discharge port 58 exceeding a preset value may be re-pulverized by the fine pulverizer 100 or the grinding-type pulverizer 13, or a small amount. So it may be discarded.
  • the number of rotary blade attachment plates 130 and the number of rotary blades 131 are not limited thereto.
  • the rotary blade 131 may be fixed to the outer peripheral surface of a cylindrical attachment body that is long in the axial direction.
  • the screen 160 may be arranged at a location other than the lower surface of the crushing chamber 110, for example, the outer peripheral side surface and the left and right side surfaces.
  • Example 1 In Example 1, a pulp sheet having a thickness of about 1 mm was used as a piece of paper.
  • the pulp sheet was cut into a paper piece of 1 mm to 5 mm to obtain a coarse paper powder.
  • the photograph which observed this coarse paper powder with the microscope is shown to FIG. 6A.
  • the coarse paper powder was pulverized using the pulverizer 100 in which the diameter of the virtual circle connecting the tips of the rotary blades 131 is 500 mm and the mesh 160 has an opening of 0.318 mm.
  • the clearance between the fixed blade 111 and the rotary blade 131 was 0.3 mm, and the peripheral speed at the tip of the rotary blade 131 was 28 m / sec.
  • Table 1 shows the 10% diameter d10, 50% diameter (median diameter) d50, 90% diameter d90, the ratio of the particle diameter exceeding 100 ⁇ m, and the amount obtained per hour of the fine paper powder obtained.
  • the 10% diameter d10, 50% diameter d50 and 90% diameter d90 of the fine paper powder are the particle diameters when the cumulative percentage in the particle size distribution of the fine paper powder is 10%, 50% and 90%, respectively. means. The photograph which observed this fine paper dust with the microscope is shown to FIG. 6B.
  • the coarse paper powder was pulverized using a pulverizer 100 in which the mesh 160 has an opening of 0.196 mm.
  • the crusher 100 is the same as the crusher 100 except for the mesh 160.
  • the 10% diameter d10, 50% diameter (median diameter) d50, 90% diameter d90, the ratio of the particle diameter exceeding 100 ⁇ m, and the amount obtained per hour of the fine paper powder obtained using this pulverizer 100 are also shown. It is shown in Table 1.
  • fine paper powder obtained using the pulverizer 100 having an opening of the mesh 160 of 0.318 mm was pulverized using a vertical roller mill.
  • Example 2 fine paper powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that glassine paper having a thickness of about 0.03 mm was used as a piece of paper. The results are shown in Table 2.
  • the fine paper powder obtained using the fine pulverizer 100 contains more than 80% fine paper powder having a particle size of more than 100 ⁇ m.
  • the rate has increased from the case. This is presumably because glassine paper uses sulfite pulp as a raw material and has a smoother surface than a pulp sheet, and slips between the fixed blade 111 and the rotary blade 131 and hardly receives a shearing force.
  • Example 3 In Example 3, a paper cup piece was used as the paper piece. This paper cup piece has a resin layer made of polyethylene having a thickness of about 0.02 mm on one side of a pulp paper having a thickness of about 0.5 mm. Other than the paper cup piece, fine paper powder was obtained in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
  • the fine paper powder obtained using the fine pulverizer 100 has more than 60% fine paper powder having a particle size of more than 100 ⁇ m.
  • the rate has increased from the case. This is thought to be because the paper cup piece has a resin layer on the surface, so the surface is smooth compared to the pulp sheet, and it is difficult to receive shearing force by sliding between the fixed blade 111 and the rotary blade 131. .

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Abstract

粉砕機（１００）は、複数の固定刃（１１１）を内周面に有する粉砕室（１１０）と、粉砕室（１１０）に回転自在に支持された回転軸（１２０）と、回転軸（１２０）に水平方向に間隔を隔てて固定され、先端が固定刃（１１１）の先端との間に０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間を有する複数の回転刃（１３１）を外周面に有する複数の回転板（１３０）と、粉砕室（１１０）内に紙粉を投入させる紙粉投入口（１４０）と、回転軸（１２０）を回転刃（１３１）の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させる回転駆動部（１５０）と、粉砕室（１１０）内に配置され、１３０μｍ以上４００μｍ以下の目開きを有するスクリーン（１６０）とを備える。

Description

処理能力が大きい粉砕機及び微細紙粉製造方法
　本発明は、粉砕機、及び微細紙粉を製造する微細紙粉製造方法に関する。
　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。
　しかしながら、含有される紙粉が大きいと、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。
　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。
特許第４９０４３８９号公報
　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用いて単独の工程で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。
　本発明は、以上の点に鑑み、処理能力の大きい粉砕機及び微細紙粉製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の粉砕機は、周方向に間隔を隔て軸方向に延びる複数の固定刃を内周面に有する粉砕室と、前記粉砕室に回転自在に支持された回転軸と、前記固定刃と対向するように前記回転軸に固定され、先端が前記固定刃の先端との間に０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間を有する複数の回転刃と、前記粉砕室内に紙粉を投入させる紙粉投入口と、前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させる回転駆動部と、前記粉砕室の内部又は外部に配置され、１３０μｍ以上４００μｍ以下の目開きを有するスクリーンとを備えたことを特徴とする。
　従来から、略円筒形状に配置された固定刃と、固定刃と対向するように配置された回転刃とを用いて、繊維などを粗粉砕する粉砕機は知られていた。しかし、この粉砕機は、固定刃の先端と回転刃の先端との間の隙間は大きく、回転刃の先端の周速も１０ｍ／秒程度であり、数ｍｍ程度までしか粉砕することができない。
　本願発明者は、従来の粉砕機と構造は類似するものの、粉砕機の構成、運転条件などを相違させて長年に亘り実験を行うことによって、紙粉を微粉砕できることを見出し、さらに微細紙粉を高収率で得ることができるように種々検討を行って、本発明に達したものである。
　具体的には、本発明は、固定刃の先端と固定刃の先端との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、且つ、回転刃の先端の周速を１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下の速度で回転軸を回転さることにより、最大粒径が６００μｍ以下の微細紙粉を得られ、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ることが可能となるという新規な知見を基になされたものである。
　これにより、スクリーンの目開きによって最大粒径が規定された微細紙粉を高収率で得ることが可能となる。そして、回転軸を上記のように高速回転させているので、処理能力が優れたものとなる。このスクリーンは、粉砕室の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。
　なお、固定刃の先端と固定刃の先端との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下を狭めただけでは、この隙間に微細紙粉が噛み込み、この噛み込みを解消するためのメンテナスに時間がかかるという問題が生じる。本発明では、回転刃の先端の周速を従来と比較して大幅に高速にしたことにより、粉砕室内に高速気流が生じ、この高速気流によって噛み込みの解消が図られたものと考えられる。
　また、回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転速度を上昇させただけでは、微細紙粉の粒径の微細化を図ることはできない。
　なお、固定刃の先端と回転刃の先端との隙間が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満であると、紙質によっては噛み込みが低頻度であるが発生するおそれがある。
　そこで、本発明の粉砕機において、前記固定刃の先端と前記回転刃の先端との隙間が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
　また、回転軸を回転刃の先端の周速が１０ｍ／秒以上１９ｍ／秒未満となるように回転させると、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を左程高収率で得ることができないという課題が生じる。また、回転軸を回転刃の先端の周速が３１ｍ／秒以上を超えるように回転させても、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉の収率及び粉砕処理能力は左程変わらず、エネルギー効率の観点から好ましくない。
　そこで、本発明の粉砕機において、前記回転駆動部は、前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させることが好ましい。
　本発明の粉砕機において、前記粉砕室で粉砕され前記スクリーンを通過した紙粉が蓄積される蓄積室と、前記蓄積室の一方の側に形成された排出口と、前記排出口を介して前記蓄積室内の空気を吸引する吸引部と、前記蓄積室の他方の側に形成され、前記蓄積室内部と外部とを連通する連通路と、前記連通路に配置された開閉弁と、前記開閉弁を開閉する間欠作動部とを備えることが好ましい。
　この場合、開閉弁が閉弁された状態においては、吸引部の吸引によって蓄積室内は負圧となる。この状態で、開閉作動部によって開閉弁を開弁させると、蓄積室内に連通路を介して外部から空気が急激に流入し、蓄積室内に蓄積されていた紙粉が排出口側に移動する。これにより、蓄積室内の紙粉を排出口から良好に排出することが可能となる。
　また、外部から蓄積室内に空気などを強制的に空気ポンプなどで流入させる、又は、蓄積室内の空気を吸引ポンプなどで吸引して蓄積室内を負圧にさせると、微細紙粉が舞い散ってスクリーンが目詰まりするおそれや、微細紙粉が装置外部に漏れるおそれがあるが、このようなおそれが防止される。
　また、蓄積室内に空気を送り込む空気ポンプ、蓄積室内を負圧にする吸引ポンプなどのポンプを必要としないので、構成が簡易である。
　本発明の微細紙粉製造方法は、周方向に間隔を隔て軸方向に延びる複数の固定刃を内周面に有する粉砕室と、前記粉砕室に回転自在に支持された回転軸と、前記固定刃と対向するように前記回転軸に固定され、先端が前記固定刃の先端との間に０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間を有する複数の回転刃と、前記粉砕室内に紙粉を投入させる紙粉投入口とを備えた粉砕機を用いて微細紙粉を製造する方法であって、前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させ、前記粉砕室の内部又は外部に配置された１３０μｍ以上４００μｍ以下の目開きを有するスクリーンを通って排出された微細紙粉を得る微粉砕工程を備えることを特徴とする。
　本発明の微細紙粉製造方法によれば、前述したように、目開きによって最大粒径が規定された微細紙粉を高収率で得ることが可能となる。
　ただし、このような微粉砕工程で最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ることは困難である。
　そこで、本発明の微細紙粉製造方法において、前記微粉砕工程で得られた微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、最大粒径が２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を得る再微粉砕工程を備えることが好ましい。
　この場合、最大粒径が２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を、微粉砕工程及び再粉砕工程の２段階の工程で得ることにより、全体としてエネルギー効率が高く、且つ高収率とすることが可能となる。
　また、本発明の微細紙粉製造方法において、前記紙粉は、最大粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、少なくとも一方の表面に樹脂層を有する紙からなっていてもよい。
　従来、ラミネート紙などの樹脂層を有する紙を微粉砕することは困難であった。しかし、本発明によれば、後述する実施例に示されるように、通常の紙を微粉砕する場合と比較して処理能力は劣るが、高収率で良好に微粉砕することが可能である。
　また、本発明の微細紙粉製造方法において、前記微粉砕工程又は前記再微粉砕工程で得られた微細紙粉を、予め定められた最大粒径に対応する目開きを有するスクリーンを備えた分級機を用いて、前記最大粒径を超える微細紙粉を排除する排除工程を備えることが好ましい。
　この場合、予め定められた最大粒径を超える微細紙粉が後工程に流れることを確実に防止することが可能となる。
本発明の実施形態に係る粉砕機を示す概略側面図。 図１のＡ－Ａ線断面図。 本発明の実施形態に係る粉砕機を用いた微細紙粉製造方法を示すブロック図。 微細紙粉製造方法を示す工程図。 分級機の一例を模式的に示す側面図。 粗粉砕した紙粉を顕微鏡で観察した写真。 微粉砕した微細紙粉をを顕微鏡で観察した写真。 微細紙粉を再微粉砕した微細紙粉を顕微鏡で観察した写真。
　本発明の実施形態に係る粉砕機１００を図１及び図２を参照して説明する。
　粉砕機１００は、回転剪断式粉砕機であり、粉砕室１１０、回転軸１２０、回転板１３０、紙粉投入口１４０、回転駆動部１５０、スクリーン１６０及び蓄積室１７０を備えている。
　粉砕室１１０は、全体として大略円筒形状である。粉砕室１１０の内周面には複数の固定刃１１１が固定されている。ここでは、固定刃１１１は、周方向に間隔を隔てて上下方部を除いて６列、軸方向に配置されている。
　回転軸１２０は、円筒形の粉砕室１１０に回転自在に支持されている。
　回転軸１２０には、複数、ここでは５枚の回転刃取付板１３０が水平方向に間隔を隔てて固定されている。全ての回転刃取付板１３０に亘るように、複数、ここでは１６枚の回転刃１３１が外周面に固定されている。このようにして、固定刃１１１と回転刃１３１が向い合うように配置されている。ただし、固定刃１１１と回転刃１３１の個数は同じでなくともよい。
　詳細は図示しないが、回転刃１３１は回転刃取付板１３０にボルトなどによって固定されており、刃高さ調整、交換が可能となっている。固定刃１１１の先端と回転刃１３１の先端との間には、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の微小な隙間が存在している。この隙間を調整することによって、粉砕機１００で得られる微細紙粉の粒径を変化させることができる。なお、この隙間を調整するために、固定刃１１１の刃高さが調整可能であってもよく、この場合、回転刃１３１の刃高さは調整不可能であってもよい。
　なお、５枚の回転刃取付板１３０は一体化させていてもよい。さらに、回転刃取付板１３０は回転軸１２０と一体化させてもよい。
　粉砕室１１０の上部には開口が形成されており、紙粉が投入される紙粉投入口１４０となっている。
　回転駆動部１５０は、回転軸１２０を回転刃１３１の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下、より好ましくは２５ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させる。回転駆動部１５０は、例えば、回転軸１２０とギアなどを介して接続された電動モータ、及びこの電動モータを制御するＣＰＵ、メモリなどから構成される制御部とからなっている。
　粉砕室１３０の下部には水平方向に亘って開口が形成されており、予め設定された粒径に対応するメッシュを有するスクリーン１６０が配置されている。スクリーン１６０の目開きは、１３０μｍ以上４００μｍ以下である。
　スクリーン１６０の下方には、スクリーン１６０を通過した紙粉が蓄積される蓄積室１７０が配置されている。
　粉砕機１００は、さらに、蓄積室１７０に蓄積された紙粉を下流側の装置に排出する排出機構１８０を備えている。排出機構１８０は、排出口１８１、吸引部１８２、連通路１８３、開閉弁１８４及び間欠作動部１８５を備えている。
　蓄積室１７０の水平方向の一方の側、図１では左側に開口が形成されており、排出口１８１となっている。そして、排出口１８１を介して蓄積室１７０内の空気を吸引する吸引部１８２が設けられている。吸引部１８２は、例えば吸引ファンである。
　蓄積室１７０の水平方向の他方の側、図１の右側にも開口が形成されており、この開口に蓄積室１７０の内部と外部とを連通する連通路１８３が接続されている。そして、この連通路１８３には開閉弁１８４が配置されている。
　さらに、この開閉弁１８４を間欠的に開閉する間欠作動部１８５が配置されている。間欠作動部１８５は、例えば、空気シリンダとこれを制御し、ＣＰＵ、メモリなどから構成される制御部である。
　上述したように構成された粉砕機１００においては、粗粉砕された紙粉が紙粉投入口１４０から粉砕室１１０内に投入されると、回転刃１３１の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下で回転軸１２０が高速回転する多数の回転刃１３１と固定刃１１１とにより剪断力を受けて短繊維化され粉砕される。スクリーン１６０を通過するほどに微粉砕された微細紙粉は、蓄積室１７０内に落ちる。一方、スクリーン１６０を通過できない紙粉は、回転刃１３１の回転により生じた旋回流によって巻き上げられ、粉砕室１１０内で再度粉砕される。
　本粉砕機１００に類似した従来の粉砕機は、回転刃の外周端と粉砕室の内周面との間の隙間は少なくとも０．５ｍｍ以上であって、且つ、回転刃１３１の先端の周速を速くとも１１ｍ／秒以下の速度で回転軸１２０を回転させており、最大粒径が数ｍｍ程度にしか粉砕することができなかった。
　しかし、本粉砕機１００では、固定刃１１１の先端と回転刃１３１の先端との間の隙間を０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下以上、且つ、回転刃１３１の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下の速度となるように回転軸１２０を回転させることにより、最大粒径が２５μｍ以上６００μｍ以下の微細紙粉にまで粉砕することが可能となった。そして、回転軸１２０を高速回転させているので、処理能力が優れたものとなる。
　スクリーン１６０を通過した微細紙粉は蓄積室１７０内に蓄積される。回転軸１２０は高速回転し、紙粉は短時間で微粉砕されるので、粉砕機１００の粉砕処理能力は大きい。そのため、蓄積室１７０内には多量の微細紙粉が短時間に蓄積される。この微細紙粉は、蓄積室１７０の水平方向の中心部付近、又は吸引部１８２による吸引によって水平方向の中心部より排出口１８１側の部分を山の頂上としたような態様で蓄積される。
　微細紙粉が多量に蓄積され、微細紙粉の山の頂点がスクリーン１６０に達すると、粉砕処理能力が低下する。また、粉砕機１００の内部空間が狭くなり、高温化するおそれがある。微細紙粉がラミネート紙などからなる場合、樹脂が溶融してスクリーン１６０に付着して目詰まりが生じるおそれもある。
　そこで、粉砕機１００は、排出機構１８０を備えている。この排出機構１８０は、開閉弁１８４が閉弁された状態においては、吸引部１８２の吸引によって蓄積室１７０内は負圧となっている。この状態で、開閉作動部１８５によって開閉弁１８５を開弁すると、蓄積室１７０内には連通路１８４を介して外部から空気が急激に流入して、蓄積室１７０内に蓄積されていた紙粉が排出口１８１側に移動する。これにより、蓄積室１７０内の紙粉を排出口１８１から良好に排出することが可能となる。
　そして、蓄積室１８１内に空気を送り込む空気ポンプなどを必要としないので、排出機構１８０の構成が簡易である。
　以下、上述した粉砕機１００を用いた微細紙粉製造方法について図３及び図４も参照して説明する。
　本微細紙粉製造方法は、原料である廃紙を微粉砕するものであり、粗粉砕工程１、微粉砕工程２、再微粉砕工程３及び排除工程４を備える。
　例えば粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得る必要がなければ、再微粉砕工程３は省略すればよい。これにより、粗粉砕工程１、微粉砕工程２、及び排除工程４を備えたインラインの微粉砕システムを構築することができる。
　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、少なくも片面に樹脂層などの層を有するものも含まれる。
　微細紙粉の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（Marvern Instruments Ltd.製Mastersizer S型、または島津製作所製ＳＡＬＤ－２３００）により測定するものとする。
　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５ｍｍ角の紙片に粗粉砕する。
　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、本を研摩した研摩粉、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。
　微粉砕工程２は、粗粉砕機１２から供給された粗紙粉を、粉砕機１００を用いて粉砕して、粒径が２５μｍ以下６００μｍ以下の微細紙粉が多く含まれる微細紙粉を得る。
　粉砕機１００を用いて粉砕して、例えば粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ようとすれば、固定刃１１１と回転刃１３１の隙間を０．１ｍｍ未満と小さくすることが考えられる。しかし、このように隙間を小さくすると、隙間に微細紙粉が噛み込み、噛み込みを解消するためのメンテナス回数が増加し、粉砕効率が劣化する。また、このように隙間を小さくすると、隙間の管理を厳密に行う必要が生じ、これによってもメンテナンス回数が増加する。
　さらに、回転軸１２０の回転速度を上昇させて回転刃１３１の先端の周速を３１ｍ／秒を超えて高速化することも考えられる。しかし、このように回転速度を高速化しても、粒径が１００μｍを超える微細紙粉はある程度粉砕されずに残留し続け、粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ることはできない。
　このように、粉砕機１００を用いて粉砕して、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ることはできない。さらに、最大粒径が１００μｍを超える微細紙粉のみを、再度粉砕機１００を用いて粉砕しても、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を高収率で得ることはできない。よって、粉砕機１００だけを用いて、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を得ることはエネルギー効率の観点から好ましくはない。
　そこで、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を得るために、微細紙粉を更に微細化するために適した粉砕機を用いることが好ましい。これにより、全体としてもエネルギー効率が良好になる。
　このような粉砕機として、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を挙げることができる。再微粉砕工程３では、粉砕工程２で粉砕機１００を用いて粉砕された微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機１３を用いて更に粉砕して、最大粒径が１００μｍ以下の微細紙粉を得る。
　なお、微粉砕工程２で得られた微細紙粉を分級機で分級して、粒径が１００μｍを超える微細紙粉のみを再微粉砕工程３で粉砕してもよい。ここで用いる分級機は、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ので、気流式分級機であることが好ましい。気流式分級機には、重力式、サイクロン式、強制渦流れ式などの方式があるが、何れの方式であってもよい。
　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、特許第４９０４３８９号公報に記載されたものを挙げることができる。
　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。
　微粉砕工程２から送られてきた微細紙粉は、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。
　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。
　なお、再微粉砕工程３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。
　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。
　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。
　本実施形態のように最大粒径が１００μｍ以下になるまで紙粉を微粉砕するには、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。
　排除工程４では、微粉砕工程２で得られた微細紙粉、又は再微粉砕工程３で更に粉砕して得られた微細紙粉を、予め設定された最大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１４を用いて、最大粒径が予め設定された値を超える微細紙粉を排除する。
　上述したように、微粉砕工程２で用いた粉砕機１００はスクリーン１６０を備えており、このスクリーン１６０の目開きを超える大きの微細紙粉は原則として、下流には流れない。しかし、想定を超える圧力が掛る、スクリーン１６０が破損することなどによって、スクリーン１６０の目開きを超える大きさの微細紙粉が下流に流れることがある。また、再微粉砕工程３では、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕しており、その最大粒径は保障されない。そこで、このような異常な大きな微細紙粉が後工程に流れて製品として出荷されないように、分級機１４を用いて排除する。
　排除工程４で、予め設定された値を超えるとして排除された微細紙粉は、微粉砕工程２又は再微粉砕工程３に戻して再粉砕してもよいし、廃棄してもよい。
　分級機１４は、例えば、ブロワシフタである。このような分級機１４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、回転して吸引流を発生させる羽根車６０とを備えている。
　このような分級機１４は、羽根車６０が発生した吸引流によって原料が吸引され、この原料が分散板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。
　そして、微粉排出口５９から排出される最大粒径が予め設定された値以下の微細紙粉は、吸引機１５で吸引されて、後工程に送られる。一方、粗粉排出口５８から排出された最大粒径が予め設定された値を超える微細紙粉は、微粉砕機１００又は磨り潰し式粉砕機１３で再粉砕してもよいし、少量であるので廃棄してもよい。
　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。
　例えば、５枚の回転刃取付板１３０にそれぞれ１６枚の複数の回転刃１３１が固定される場合について説明したが、回転刃取付板１３０の枚数及び回転刃１３１の枚数はこれに限定されない。また、回転刃１３１は、軸方向に長い円筒形状の取付体の外周面に固定されていてもよい。
　また、粉砕室１１０の下面にスクリーン１６０が配置される場合について説明したが、スクリーン１６０は、粉砕室１１０の下面以外の箇所、例えば、外周側面、左右側面に配置されていてもよい。
　以下、実施例を示して説明する。
　（実施例１）
　実施例１では、紙片として厚さ約１ｍｍのパルプシートを用いた。
　粗粉砕工程１では、このパルプシートを１ｍｍ以上５ｍｍ以下の紙片状に切断して、粗紙粉を得た。この粗紙粉を顕微鏡で観察した写真を図６Ａに示す。
　微粉砕工程２では、回転刃１３１の先端をつないだ仮想円の直径が５００ｍｍであり、メッシュ１６０の目開きが０．３１８ｍｍである粉砕機１００を用いて粗紙粉を粉砕した。固定刃１１１と回転刃１３１の隙間は０．３ｍｍとし、回転刃１３１の先端の周速は２８ｍ／秒とした。
　得られた微細紙粉の１０％径ｄ１０、５０％径（メディアン径）ｄ５０、９０％径ｄ９０、１００μｍを超える粒径の割合、及び１時間当たりに得られる量を表１に示した。なお、微細紙粉の１０％径ｄ１０、５０％径ｄ５０及び９０％径ｄ９０とは、それぞれ、微細紙粉の粒度分布における積算％が１０％、５０％及び９０％であるときの粒径を意味する。この微細紙粉を顕微鏡で観察した写真を図６Ｂに示す。
　また、メッシュ１６０の目開きが０．１９６ｍｍである粉砕機１００を用いて粗紙粉を粉砕した。この粉砕機１００は、メッシュ１６０の目開きを除き、前記粉砕機１００と同じものである。
　この粉砕機１００を用いて得られた微細紙粉の１０％径ｄ１０、５０％径（メディアン径）ｄ５０、９０％径ｄ９０、１００μｍを超える粒径の割合、及び１時間当たりに得られる量も表１に示した。
　さらに、再微粉砕工程３では、メッシュ１６０の目開きが０．３１８ｍｍである粉砕機１００を用いて得られた微細紙粉を竪型ローラミルを用いて粉砕した。
　この竪型ローラミルを用いて得られた微細紙粉の１０％径ｄ１０、５０％径（メディアン径）ｄ５０、９０％径ｄ９０、１００μｍを超える粒径の割合、及び１時間当たりに得られる量も表１に示した。また、この微細紙粉を顕微鏡で観察した写真を図６Ｃに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（実施例２）
　実施例２では、紙片として厚さ約０．０３ｍｍのグラシン紙を用いた他は、実施例１と同様に微細紙粉を得た。結果を表２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から分かるように、微粉砕機１００を用いて得られた微細紙粉には、粒径が１００μｍを超える微細紙粉が８割を超えており、実施例１でパルプシートを微粉砕として場合より割合が増加している。これは、グラシン紙は亜硫酸パルプを原料として、パルプシートと比較して表面が滑らかであり、固定刃１１１と回転刃１３１と間で滑って剪断力を受け難いためであると考えられる。
　（実施例３）
　実施例３では、紙片として紙コップ片を用いた。この紙コップ片は、厚さ約０．５ｍｍのパルプ紙の片面に厚さ約０．０２ｍｍのポリエチレンからなる樹脂層を備えたものである。紙コップ片を他は、実施例１と同様に微細紙粉を得た。結果を表３に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３から分かるように、微粉砕機１００を用いて得られた微細紙粉には、粒径が１００μｍを超える微細紙粉が６割を超えており、実施例１でパルプシートを微粉砕として場合より割合が増加している。これは、紙コップ片は表面に樹脂層を有するので、パルプシートと比較して表面が滑らかであり、固定刃１１１と回転刃１３１と間で滑って剪断力を受け難いためであると考えられる。
　１…粗粉砕工程、　２…微粉砕工程、　３…再微粉砕工程、　３…第２微粉砕工程、　５…排除工程、　１１…原料供給機、　１２…粗粉砕機、　１３…磨り潰し式粉砕機、　１４…分級機、　１００…粉砕機、　１１０…粉砕室、　１１１…固定刃、　１２０…回転軸、　１３０…回転刃取付板、　１３１…回転刃、　１４０…紙粉投入口、　１５０…回転駆動部、　１６０…スクリーン、　１７０…蓄積室、　１８０…排出機構、　１８１…排出口、　１８２…吸引部、　１８３…連通路、　１８４…開閉弁、　１８５…間欠作動部。

Claims (8)

  1. 　周方向に間隔を隔て軸方向に延びる複数の固定刃を内周面に有する粉砕室と、
    　前記粉砕室に回転自在に支持された回転軸と、
    　前記固定刃と対向するように前記回転軸に固定され、先端が前記固定刃の先端との間に０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間を有する複数の回転刃と、
    　前記粉砕室内に紙粉が投入される紙粉投入口と、
    　前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させる回転駆動部と、
    　前記粉砕室の内部又は外部に配置され、１３０μｍ以上４００μｍ以下の目開きを有するスクリーンとを備えたことを特徴とする粉砕機。
  2. 　前記固定刃の先端と前記回転刃の先端との隙間が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の粉砕機。
  3. 　前記回転駆動部は、前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が２５ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉砕機。
  4. 　前記粉砕室で粉砕され前記スクリーンを通過した紙粉が蓄積される蓄積室と、
    　前記蓄積室の一方の側に形成された排出口と、
    　前記排出口を介して前記蓄積室内の空気を吸引する吸引部と、
    　前記蓄積室の他方の側に形成され、前記蓄積室内部と外部とを連通する連通路と、
    　前記連通路に配置された開閉弁と、
    　前記開閉弁を開閉する間欠作動部とを備えることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の粉砕機。
  5. 　周方向に間隔を隔て軸方向に延びる複数の固定刃を内周面に有する粉砕室と、前記粉砕室に回転自在に支持された回転軸と、前記固定刃と対向するように前記回転軸に固定され、先端が前記固定刃の先端との間に０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間を有する複数の回転刃と、前記粉砕室内に紙粉を投入させる紙粉投入口とを備えた粉砕機を用いて微細紙粉を製造する方法であって、
    　前記回転軸を前記回転刃の先端の周速が１９ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下となるように回転させ、前記粉砕室の内部又は外部に配置された１３０μｍ以上４００μｍ以下の目開きを有するスクリーンを通って排出された微細紙粉を得る微粉砕工程を備えることを特徴とする微細紙粉製造方法。
  6. 　前記微粉砕工程で得られた微細紙粉を、磨り潰し式粉砕機を用いて粉砕し、最大粒径が２５μｍ以上１００μｍ以下の微細紙粉を得る再微粉砕工程を備えることを特徴とする請求項５に記載の微細紙粉製造方法。
  7. 　前記紙粉は、最大粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、少なくとも一方の表面に樹脂層を有する紙からなることを特徴とする請求項５又は６に記載の微細紙粉製造方法。
  8. 　前記微粉砕工程又は前記再微粉砕工程で得られた微細紙粉を、予め定められた最大粒径に対応する目開きを有するスクリーンを備えた分級機を用いて、前記最大粒径を超える微細紙粉を排除する排除工程を備えることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の微細紙粉製造方法。
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