論文
背景
木材パルプまたは植物繊維から形成された紙は、主に書面によるコミュニケーションに使用されます。最も初期の紙は、古代エジプト人によって葦から作られたパピルスでした。紙は2世紀に中国人によって、おそらく蔡倫という中国の裁判所の役人によって作られました。彼の紙は木の樹皮や古い魚の網などから作られました。すぐに貴重な秘密として認識され、日本人がこの方法の知識を習得するのは500年前でした。ペーパーメイキングは、8世紀の終わりからイスラム世界で知られていました A.D.
製紙の知識はやがて西に移動し、最初のヨーロッパの製紙工場がスペインのバレンシア州のハティバに約1150年に建設されました。15世紀の終わりまでに、製紙工場はイタリア、フランス、ドイツ、イギリスに存在しました。 、そして16世紀の終わりまでに、紙はヨーロッパ中で作られていました。
紙は、現代の工場で製造されたものであれ、最も注意深く繊細な手作業で製造されたものであれ、接続された繊維で構成されています。繊維は、布のぼろきれ、植物からのセルロース繊維、そして最も顕著なのは木を含む多くの供給源から来ることができます。その過程で布を使用することで、常に高品質の紙が生み出されてきました。今日、綿と麻の繊維の大部分が、結婚式の招待状の紙からペンやインクの描画用の特殊紙まで、特殊用途向けの優れた紙を数多く生み出しています。
紙の作り方は基本的に簡単です。植物繊維を混ぜ合わせ、繊維が柔らかくなるまでお湯で調理します。お湯には、灰汁などのベースケミカルも含まれており、調理中に繊維を柔らかくします。次に、スクリーンのような材料を混合物に通し、水を滴下および/または蒸発させてから、追加の水を絞るか、吸い取ります。紙の層が残されています。このプロセスに不可欠なのは繊維です。繊維は完全に破壊されることはなく、混合して柔らかくすると、紙自体の中に織り交ぜられたパターンを形成します。現代のペーパーメイキングの方法は、古い方法よりもはるかに複雑ですが、まったく新しいペーパーメイキングの方法ではなく、開発の改善です。
原材料
おそらく、今日の紙に使用されている繊維の半分は、意図的に収穫された木材から来ています。残りの材料は製材所からの木材繊維、リサイクルされた新聞から来ています いくつかの植物性物質、およびリサイクルされた布。トウヒやモミなどの針葉樹は、これらの種のパルプのセルロース繊維が長く、したがってより強い紙を作るため、製紙に好まれていました。これらの木は製紙業界では「針葉樹」と呼ばれています。落葉樹（ポプラやニレなどの葉っぱの木）は「広葉樹」と呼ばれます。紙の需要が高まり、パルプ加工技術が向上したため、今ではほとんどすべての樹種を紙として収穫することができます。
木以外のいくつかの植物は、製紙に適しています。重要な森林のない地域では、わらやサトウキビと同様に、竹が紙パルプに使用されてきました。亜麻、 
ほとんどの紙は機械的または化学的プロセスで作られています。麻、ジュート繊維は一般的に繊維やロープに使用されます 作りますが、紙にも使えます。いくつかの高級なタバコ 紙は亜麻から作られています。
綿と麻のぼろきれは、レターヘッド紙や履歴書紙などの高級紙、紙幣やセキュリティ証明書に使用されます。ぼろきれは通常、繊維工場や縫製工場からの挿し木や廃棄物です。ぼろきれは、製紙工場で使用する前に、切断して洗浄し、沸騰させ、叩く必要があります。
製紙に使用される他の材料には、漂白剤や染料、チョーク、粘土、酸化チタンなどのフィラー、ロジン、ガム、デンプンなどのサイジングが含まれます。
製造
プロセス
パルプの製造
- 1丸太を木材パルプに変換するために、いくつかのプロセスが一般的に使用されます。機械的プロセスでは、最初に丸太をドラムに転がして樹皮を取り除きます。その後、丸太はグラインダーに送られ、グラインダーは巨大な回転スラブの間に押し込むことで木材をパルプに分解します。パルプをろ過して異物を取り除きます。化学プロセスでは、皮をむいた丸太からの木材チップを化学溶液で調理します。これは、ダイジェスターと呼ばれる巨大なバットで行われます。チップは蒸解缶に供給され、次に次の溶液中で高圧で沸騰します。
水酸化ナトリウムと硫化ナトリウム。チップは溶液中でパルプに溶解します。次に、パルプはフィルターを通過します。 ブリーチ この段階で、または着色料を追加することができます。パルプは製紙工場に送られます。
ビート
- 2次に、パルプは、適切に、叩くことと呼ばれるドキドキと圧搾のプロセスにかけられます。大きな桶の中では、パルプはマシンビーターの影響を受けます。この時点で、チョーク、粘土、または酸化チタンなどの化学薬品など、さまざまなフィラー材料を追加できます。これらの添加剤は、最終製品の不透明度やその他の品質に影響を与えます。この時点でサイジングも追加されます。サイズ設定は、用紙がさまざまなインクと反応する方法に影響します。サイジングをまったく行わないと、紙は吸取紙として以外のほとんどの用途には吸収性が高くなります。でんぷんなどのサイジングにより、紙は水性インクに耐性があります（インクは実際には紙のシートの上に沈むのではなく、上に置かれます）。紙の最終的な用途に応じて、さまざまなサイジング、一般的にはロジンとガムが利用可能です。ギフトラッピングなどの印刷されたデザインを受け取る紙には、紙が適切に印刷を受け入れるようにするための特定のサイズの公式が必要です。
パルプから紙へ
- 3最終的にパルプを紙に変えるために、パルプは巨大な自動化された機械に供給またはポンプで送られます。一般的なタイプの1つは、1807年にイギリスで発明されたFourdrinierマシンと呼ばれます。パルプは、細かいメッシュのスクリーニングの移動ベルトでFourdrinierマシンに供給されます。パルプは一連のローラーを通して圧搾され、ベルトの下の吸引装置は水を排出します。紙に透かしを入れる場合は、ダンディと呼ばれる装置がパルプのシートを横切って移動し、デザインをその中に押し込みます。
次に、紙は機械のプレスセクションに移動し、そこでウールフェルトのローラーの間でプレスされます。次に、紙は一連の蒸気加熱シリンダーを通過して、残っている水を取り除きます。大型の機械には、40〜70個の乾燥シリンダーがあります。
仕上げ
- 4最後に、乾燥した紙を大きなリールに巻き、最終的な用途に応じてさらに処理します。カレンダーと呼ばれる金属ローラーを通過することにより、紙はさらに滑らかになり、圧縮されます。カレンダーによって、柔らかく鈍いものでも、硬くて光沢のあるものでも、特定の仕上げを施すことができます。
紙は、サイジング材料のバットを通過することによってさらに仕上げることができる。それはまた、ブラシをかけられるか、または巻かれるコーティングを受けるかもしれない。コーティングは、紙の表面に化学薬品や顔料を追加し、プロセスの初期のサイジングとフィラーを補完します。細かい粘土はコーティングとしてよく使われます。次に、紙はスーパーカレンダーにかけられます。つまり、非常に滑らかなカレンダーローラーを最後に通過します。次に、紙を希望のサイズにカットします。
環境問題
紙を作るために伐採される木やその他の植生の数は膨大です。製紙会社は、伐採したのと同じ数の新しい木を植えることを主張しています。環境保護論者は、除去されたものよりもはるかに若くて小さい新しい成長木は、古い木の価値を置き換えることはできないと主張しています。古紙（特に新聞）のリサイクルへの取り組みは、森林破壊の必要性を少なくとも部分的に軽減するのに効果的であり、再生紙は現在、多くの種類の紙生産において重要な成分となっています。
染料、インク、漂白剤、サイジングなどの製紙に使用される化学物質も、使用後に水道や近くの土地に放出されると、環境に害を及ぼす可能性があります。業界は、時には政府の要請により、大量の汚染を一掃し、連邦の要件は現在、汚染のない紙の生産を要求しています。そのような浄化努力の費用は消費者に転嫁されます。
製造プロセス