Paper - kami (English spelling) paper

Japanese: 紙 - かみ（英語表記）paper

Plant fibers are dispersed in water, filtered into a thin, flat sheet, and then dried. When water is added to pulp, an aggregate of fibers extracted from plants, and the mixture is vigorously stirred, it is disintegrated into single fibers. After further beating, a large amount of water is added to the diluted solution, which is filtered through a wire mesh, plastic mesh, or blind into a thin, membrane-like wet paper with entangled fibers. The excess water is then squeezed out of the wet paper, and it is dried into a sheet. Paper is consumed in large quantities for the three main purposes of recording and transmitting information, and packaging, and is also used for a wide variety of other purposes. Many types of paper have been created to accommodate these diverse uses, and new uses continue to expand. For this reason, additives are used during manufacturing, and the product is further processed to create new products.

Parchment, made from kneaded sheepskin, and bamboo strips made by thinly shaving bamboo, used to record and transmit information, do not fit the above definition and are not considered paper. However, today, with the advancement of technology and exchanges with other industries, many new materials are available, and paper-like products have been produced by mixing wood pulp with artificial or synthetic fibers, and even glass fiber, as well as synthetic fiber paper made by shaving synthetic fibers into paper. Furthermore, many new paper-like products have appeared in small quantities, such as synthetic paper made by stretching synthetic polymers (plastics) into thin sheets that can be used for writing and printing, and these are also treated as paper in the broad sense. Cardboard made from wood pulp or recycled pulp from waste paper, and wrapping paper used for fertilizer bags and cement bags, are also included in paper. In Japan, for statistical purposes, some of these extremely diverse types of paper are lumped together as paper (Western paper) and paperboard, and are broadly classified as washi paper.

[Akio Mita June 20, 2016]

History of Paper

Before the invention of paper

Since ancient times, humans have had a strong desire to record information and leave it for future generations, so they lined up stones, erected monuments, and constructed stone memorial towers. However, as human knowledge advanced, they learned to make stone and clay slabs, which are thinner than stone blocks, and to inscribe letters onto them in order to preserve more information.

Further down the line, people sought writing media from animals and plants, and created various flakes. In China, people cut trees and bamboo to create flakes, and in the Middle East, where livestock farming was prevalent, people began to create flakes of animal hide (such as parchment) to write on, making it possible to record and transmit information.

Around 3700 BC, Egypt succeeded in inventing a new medium for recording and transmitting information using papyrus (a sedge-like plant that is triangular and reaches a height of 1.5-2.0 meters) that grows on the banks of the Nile. Papyrus stems are harvested, split lengthwise, and the resulting flakes are arranged lengthwise and widthwise, water is added, and the pieces are beaten to make them stick together, then dried to obtain the so-called papyrus, which is very strong and some of which are still preserved today. Papyrus is the origin of the word "paper" in various European languages, including the English word "paper," but it is not paper as defined above.

[Akio Mita June 20, 2016]

The invention of paper

According to Volume 108 of the Book of the Later Han, "Biographies of the Eunuchs," Cai Lun invented paper that fits the definition of modern-day paper in the first year of the Yuanxing era (105) during the reign of Emperor He of the Later Han Dynasty, by using tree bark, cloth, and fishing nets. However, it is also said that paper was already invented during the Western Han Dynasty. Paper thought to have been made during this period was discovered by explorer M. A. Stein in Dunhuang on the Silk Road, and it was confirmed to have been made purely from rags. Thus, paper is thought to have been invented in China at an early date, and was improved by many people using hemp, bamboo, rice straw, cotton, and paper mulberry as raw materials.

The invention of paper appears to be simple at first glance, made from raw materials such as linen rags and old fishing nets, and the process is extremely simple. However, even today, more than 2,000 years later, when skilled craftsmen use this method, they can produce hemp paper, which is the strongest of all papers, making it an astonishing invention.

[Akio Mita June 20, 2016]

The spread of papermaking technology

Since ancient times, China has been extremely strict about preventing superior technology from leaking out of the country, so it took a very long time for paper technology to spread abroad, even though the whole world was craving it. Paper is made from pulp, which is made from plant fibers, as an intermediate raw material. Paper mills are usually integrated with pulp manufacturing facilities, and papermaking technology was transferred along with pulp technology. Pulp fiber length varies depending on the plant raw material, and the strength and properties also differ, so depending on the country or region, pulp and paper manufacturing methods that were quite different from those in China were required, and various ingenuity was used, and new paper pulp technology and knowledge were added. Wood pulp was invented in Europe and the United States in the mid-19th century, and the technology spread rapidly, ushering in an era of wood paper all over the world, but for nearly 2,000 years until then, all paper made in the world was non-wood paper.

[Akio Mita June 20, 2016]

The spread of papermaking technology to the west

Papermaking technology, invented in China around the 1st century, was slow to spread outside the country, but by around 150 the technology had been transferred to the Turkestan region on China's borders. The Arabian army fought against the Tang army in Central Asia and defeated them (751), resulting in the fall of Samarkand, the capital of Turkestan. Among the prisoners were Chinese who had papermaking techniques, which the Arabs learned and began to transfer to the country, with factories being built one after another in the west. Papermaking factories built by the Arabs in Baghdad in 793 saw many being built in the 10th century, mainly in Cairo, Egypt, where paper was made from flax.

Papermaking technology, which became popular in the 11th century in coastal regions of Africa, was carried to the Valencia region of Spain by the Moors who invaded Spain, and the construction of a factory there (1151) is said to be the beginning of paper mills in Europe. Paper mills were subsequently built in Italy (1276), France (1348), Germany (1390), England (1494), the Netherlands (1586), and other countries, before finally crossing the Atlantic in 1690 and the first paper mill was built in Philadelphia, USA.

The paper industry in Europe and the United States continued to thrive thanks to the demand for large amounts of paper that accompanied the development of the printing industry following the invention of movable type by Gutenberg, but it also made great technological advances. In the Netherlands, the invention of the beating machine, the Hollander, led to the production of particularly high-quality paper, and at the end of the 18th century, Nicolas Louis Robert (1761-1828) of France invented the Fourdrinier papermaking machine, which paved the way for mass production of paper, but the country continued to suffer for a long time from a chronic shortage of pulp.

[Akio Mita June 20, 2016]

The spread of papermaking technology to the East

Meanwhile, papermaking technology invented in China is said to have been brought to Japan by the monk Doncho during the reign of Empress Suiko (610) via Korea. Perhaps because paper was considered sacred in Japan, the use of rags as a raw material was avoided, and various ingenuity was added to the raw materials, auxiliary agents, and papermaking techniques, resulting in the creation of so-called washi paper, which is far stronger and more elegant than Chinese or Korean paper. In other words, while China mainly used hemp rag pulp as a raw material, Japan used mainly paper mulberry bark, and in some cases also the bark of the gampi (wild gooseberry), which was steamed with wood ash and turned into long-fiber pulp for use. In addition, by using a mucilage made from Tororo-aoi (a type of Japanese laurel) and Hydrangea moniliforme (a type of Japanese deutzia) as an auxiliary agent and by developing the technique of sieving, it became possible to produce thin but uniform, beautiful, extremely strong paper without any impurities, even from long fiber pulp such as paper mulberry. Later, from the late Muromachi period to the early Edo period, it became possible to obtain paper pulp from Mitsumata (a type of Japanese mulberry), which further increased the types and amounts of paper that could be produced.

[Akio Mita June 20, 2016]

The invention of wood pulp

In China, hemp was widely used for clothing, and the Chinese paper industry relied on hemp pulp obtained from hemp rags. In contrast, in Europe, cotton products were widely used for clothing, so the paper industry had no choice but to rely on cotton pulp obtained from cotton rags.

[Akio Mita June 20, 2016]

The invention of wood pulp in Europe

In Europe, the supply of raw pulp continued to be unable to meet the mass demand for paper, so in the mid-19th century, the groundwood process (GP process) was invented in Northern Europe and North America, in which logs were mechanically ground using a grinder, using local coniferous trees as the raw material. This pulp was of poor quality and was not suitable for papermaking on its own, but by mixing it with cotton pulp as an extender, it became possible to increase paper production. This prompted research into methods of producing wood pulp that could be used to make strong paper without using cotton pulp, and a series of methods for chemically producing strong wood pulp from wood chips were invented: the alkali process (AP process) in 1853, the sulfite process (SP process) in 1867, and the Kraft process (KP process) in 1885. Producing large quantities of wood pulp using these methods required large amounts of wood and water, and also produced large amounts of wastewater and exhaust gas, so pulp mills were built in remote areas in search of wood and water. On the other hand, paper mills continued to be located near consumption areas, as they produced various types of paper to suit consumer tastes, and so the separation of pulp mills and paper mills began.

In Europe, papermaking machines such as beating machines and papermaking machines had already been invented, and it had become possible to make high-quality paper using only wood pulp, making mass production of cheap paper possible. The manufacturing techniques for non-wood pulp and non-wood paper that had taken such a long time to spread from China to Europe and the United States transformed and developed into manufacturing techniques for wood pulp and wood paper, and quickly spread throughout the world. As an industry, the cottage non-wood paper industry also transformed into the paper pulp industry, which produces Western-style paper and paperboard, a modern core industry.

[Akio Mita June 20, 2016]

The development of the pulp and paper industry in Japan

From the Meiji Period to World War II

The Meiji government actively sought to introduce all kinds of Western technology, and the production of Western paper began early on, followed somewhat later by wood pulp production, making it possible to supply large quantities of cheap, high-quality paper.

About two-thirds of Japan's land area is covered by forests, with broadleaf and coniferous forests accounting for about half each. However, the pulp-making technology of Northern Europe, which uses conifers as raw materials, was unable to produce high-quality pulp from broadleaf wood, and it was mostly used as firewood and charcoal. In addition, there is a high demand for coniferous wood as building materials, pit timber, and other materials, so it is in short supply as a resource, and the pine species that are common on the mainland are difficult to pulp because of their high resin content. However, Hokkaido has many coniferous trees with relatively little resin, such as Yezo spruce and Todo fir, and the paper and pulp industry grew by using these to make sulfite pulp and groundwood pulp, and using these as intermediate raw materials to manufacture various types of paper and paperboard, including newsprint. Japan's paper and pulp industry continued to develop, and Hokkaido's lumber resources became insufficient, so factories were opened in Karafuto (Sakhalin) and Manchuria (now northeastern China) in search of conifers.

[Akio Mita June 20, 2016]

Post-World War II

During the Second World War, Japan lost paper and pulp factories in Sakhalin and Manchuria, and many factories on the mainland were damaged in the war. In the second year after the war, pulp production fell to 206,000 tons and paper production to 210,000 tons, resulting in an extreme paper shortage (annual per capita consumption was less than 3 kilograms). At that time, many groundbreaking new technologies were successfully developed in overseas pulp industries, and they were introduced to Japan one after another, greatly promoting the development of Japan's paper industry, which was suffering from a shortage of resources. Among these, the technology to remove resin using surfactants made it easier to pulp pine trees on the mainland. In addition, the technology to separate impurities using liquid cyclones was extremely effective in refining pulp obtained from low-quality chips such as waste wood. However, the most significant technological improvements were the continuous cooking (continuous boiling and pulping) technology and multi-stage bleaching technology for kraft pulp, which made it possible to mass-produce high-quality pulp at low cost. Furthermore, by concentrating and incinerating the pulp waste liquor, it became possible to recover cooking chemicals as well as steam and electricity energy at the same time, which succeeded in keeping the cost of pulp and the pollution problems caused by wastewater within the range of social standards at the time.

In the early 1950s, the Middle East began to produce large amounts of oil, which sparked an energy revolution that revitalized the world economy and transformed many industries. In Japan, even in mountain villages, oil stoves began to be used, and broadleaf trees, which made up half of the mainland's forests, were no longer used as firewood and charcoal. Most of the broadleaf trees were used to make pulp, and Japan's paper industry developed significantly. Until then, most pulp and paper factories in the world were located separately, but in Japan, pulp factories built paper factories on their premises, and large paper factories built pulp factories on adjacent land, aiming for an integrated pulp and paper production system. As a result, semi-chemical pulp (SCP) factories appeared in large cities, and Japan's pulp and paper industry continued to make great strides despite the rare situation in the world of discharging pulp waste liquid.

Japan's pulp and paper industry was not blessed with domestic timber resources, but in 1964 it began transporting wood chips from overseas on dedicated ships. Taking advantage of the advantage of having an integrated pulp and paper factory located in a consumer market with a population of 100 million, it was expected that the industry would continue to grow and compete with the world's giant companies.

[Akio Mita June 20, 2016]

The development of the pulp and paper industry and pollution problems

Japan, lacking natural resources, was further impoverished after the Second World War, but it continued to run on a production-first policy, quickly achieved postwar reconstruction, and achieved a prosperity that could be called miraculous. This led to many strains building up, and many pollution incidents occurred, including the Tagonoura incident in 1971.

In the pulp industry, the yield of chemical pulp (CP) is usually around 50% or less, so when pulp is manufactured, the same amount or more of wood components are produced as waste liquor as the pulp. At that time, pulp factories other than those using the Kraft process did not perform concentrated combustion treatment, so the waste liquor was discharged in large quantities into rivers and the sea. Meanwhile, Kraft pulp factories generated odorous substances such as hydrogen sulfide and methyl mercaptan, which were released directly into the atmosphere. Also, factories that collected waste paper and recycled it produced about two-thirds of the yield of the waste paper, and generated about half the amount of sludge (waste) as recycled pulp, which was discarded at the time.

As various pollution problems arose, the promotion of industry that had ignored people's lives was criticized, and with the world's attention on the matter, a fundamental review of humans and the living environment began, along with research and development into pollution treatment, and the establishment and implementation of laws. In 1973, the production of sulfite pulp for papermaking accounted for 5.8% of the country's chemical pulp production of 6.24 million tons, but today it has almost disappeared from the statistics, replaced by kraft pulp, and a thorough switch to manufacturing methods that produce less waste was achieved, resulting in such improvements that they were praised around the world in a short period of time.

[Akio Mita June 20, 2016]

The pulp and paper industry after the oil crisis

Furthermore, the oil crisis of 1973, with the soaring prices of petroleum products, made it clear that all industries, including pulp and paper, had to reassess their energy, resources, and environment issues from a global perspective. According to statistics from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), that year Japan's pulp production exceeded 10 million tons for the first time, at 10,095,000 tons, and paper production exceeded 15 million tons for the first time, at 15,975,000 tons, but both figures declined the following year. And in Japan, energy-intensive manufacturing and processing methods were no longer viable. For example, groundwood pulp, which has a very high yield but also consumes a lot of electricity, was produced in countries such as Canada, where electricity and wood are abundant and cheap, and then paper was made locally and imported. This led to the international division of labor. Comparing 1973 and 2013, kraft pulp, taking advantage of its strength of being almost completely self-sufficient in energy in the form of chemicals, steam, and electricity from pulp waste liquor, has seen its production increase from 5,897,000 tons to 8,076,000 tons, and its share of total pulp production rise from 58.4% to 91.3%, becoming an overwhelming majority. Mechanical pulp (MP) fell from 1,376,000 tons to 666,000 tons, its share of total pulp production falling from 13.6% to 7.5%, and semi-chemical pulp fell from 1,988,000 tons to 19,000 tons, and its share of total pulp production plummeted from 19.6% to 0.2%, showing that Japan was forced to take extremely strict measures.

However, the pulp and paper industry has been working hard to overcome various problems such as resources, energy, and the environment, and has succeeded in reducing the energy intensity of paper and paperboard (the amount of energy consumed to produce 1 ton of product) from 100 in 1973 to 57 in 1989 and 35.2 in 2012. As a result of these efforts, domestic pulp production in 1999 was 11,056,000 tons, and paper production reached 31,040,000 tons, surpassing the 30 million tons mark for the first time. This represents a growth of about 150 times that of 1946, just after the Second World War, and also indicates that annual paper consumption per person has increased to 273 kilograms, nearly 100 times that of the time. As of 2013, the production of paper pulp was 8,774,000 tons, and the production of paper and paperboard was 26,240,000 tons.

In the field of washi paper, it has become possible to produce so-called "machine-made washi" relatively inexpensively using hemp pulp and wood pulp in addition to bast pulp, and Western-style papermaking equipment such as beaters and Yankee machines. Furthermore, in terms of washi paper manufacturing techniques, the traditional nagashisuki technique has been supplemented with the Western tametamesuki technique, and very elegant and expensive artistic papers are being produced, albeit in small quantities, by hand. These artistic papers use expensive, good-quality long-fiber non-wood pulp as a raw material, and are very different in style from the Western papers and cardboards produced in many developing countries, which use poor-quality or cheap short-fiber non-wood pulp made from bamboo, wheat straw, etc.

[Akio Mita June 20, 2016]

Current status of the paper industry

It has been said that "paper consumption is a barometer of a country's culture." Looking at production and consumption figures as of 2013, 402.61 million tons of paper and paperboard were produced annually worldwide. Dividing this by the world's population gives a per capita consumption of about 56.5 kilograms, but in reality, of the total consumption of 403.64 million tons, 25.1% (101.36 million tons) is consumed by China, 17.8% (71.81 million tons) by the United States, and 6.8% (27.31 million tons) by Japan, meaning that these three countries account for roughly 50% of the total.

Paper was originally invented to store and transmit information, but its many excellent properties led to other uses, and hundreds of different types of paper were created in response. As mentioned above, the world's paper production is 400 million tons, but the production of pulp, the raw material directly needed to produce that 400 million tons of paper, was only about 179.36 million tons as of 2013. The reason why the production of pulp is so much smaller than the production of paper is partly due to fillers added during papermaking (such as china clay used to give the paper an opacity), but the main reason is that the recovery rate of waste paper has improved due to growing awareness of resources and the environment, making it possible to regenerate pulp that can be used in papermaking, and thus saving wood.

In particular, Japan's paper recovery rate exceeded 80% in 2013, and advanced recycling technologies, such as blending recycled pulp to manufacture various types of paper, are attracting worldwide attention. Meanwhile, research is being conducted in various countries to produce high-quality non-wood pulp from agricultural waste and other materials, and then use it to manufacture paper. In particular, the alkaline hydrogen peroxide method (PA method), which involves treating the material with a solution of hydrogen peroxide to which an alkali has been added, is attracting great expectations as a method for producing non-wood pulp.

[Akio Mita June 20, 2016]

Paper manufacturing method

pulp

Pulp is an intermediate raw material for paper. Paper is generally thin, and pulp is generally traded in the form of cardboard. There are only a few types of wood pulp, but the types of paper produced from them are extremely numerous, with as many as 300 to 500 different categories. Some thin papers are thinner than the individual fibers that make up pulp, about 30 micrometers in thickness, and some paperboards are thicker than pulp sheets and do not easily get wet with water. In order to be able to produce many different types of paper with different properties from several types of pulp, pulp processing, including beating, blending different types of pulp, blending various auxiliary agents such as fillers, colorants, and sizing agents, and mixing the pulps together during papermaking, as well as coating and processing the paper once it has been made.

Pulp, the raw material for paper, can be wood pulp or non-wood pulp, but in Japan, the amount of non-wood pulp used is extremely small at less than 1%, with wood pulp consumption being overwhelmingly larger. There are only a few types of wood pulp, which are classified into softwood pulp, hardwood pulp, and several other categories based on the manufacturing method. However, there are many types of trees that are used as the raw material for wood pulp, and although the composition and fiber length vary depending on the type, age, and part of the tree, all of them use the woody parts of the trunks and branches.

[Akio Mita June 20, 2016]

Preparation of complete paper stock

When one or more types of pulp are disintegrated and mixed, appropriately beaten to change the shape and colloidal properties of the fibers, and then additives such as fillers, sizing agents, and colorants are added to make it ready for papermaking, it is called complete paper stock, and these operations are called preparation of complete paper stock.

[Akio Mita June 20, 2016]

Disintegration

Paper must be made from a suspension in which the pulp is uniformly dispersed. Usually, the pulp delivered to a paper mill is in the form of cardboard, so it is first put into a water tank equipped with an agitator to disperse the pulp into single fibers. This process is called defibration, and a device made specifically for this purpose is called a defibrator. In small paper mills, defibration and beating are often carried out consecutively using a beater.

[Akio Mita June 20, 2016]

Beating

When pulp is wetted and beaten, the fiber structure breaks down and thinner threads are produced than the original fibers. This is called fibrillation, and the surface area of the fibers increases, hydration and swelling progress, and colloidal properties change. This process is called beating. When the disintegrated pulp is beaten and the fibrillated fibers are made into a film (wet paper) from underwater and papered, the adhesive surface area between the fibers increases, so even without using any adhesive, the fibers can be dried and the distance between them gradually decreases, and hydrogen bonds increase rapidly, resulting in stronger paper.

In order to make paper from pulp, the beating process is usually essential. In the beating process, fibers that are too long are cut to make them shorter, those that are too thick are split and made thinner, cut, swelled, and the primary membrane is removed, and incompletely disintegrated fiber bundles remaining in the pulp suspension are dispersed. This makes it possible to produce paper that is uniform and strong. It is also possible to make paper thinner than the thickness of a single fiber of the raw pulp, if desired.

The strength of the paper obtained by beating is significantly increased except for the tear strength. However, the pulp requires a large amount of energy to be beaten, and the water retention increases significantly, which makes it difficult to drain the water during papermaking, so there are restrictions such as the need to slow down the papermaking speed.

The equipment used for beating is called a beating machine, and there are many models, such as beaters, edge runners, disc refiners, and Jordan engines, but in the past, beaters were the most commonly used. Beaters were also called Hollanders because they were invented in the Netherlands in the 18th century, and have undergone various improvements, but this type of beating machine can be used for disintegrating pulp in addition to beating it, and can also be used to mix with sizing agents, fillers, and other auxiliary agents, so it was the main type in Japan until the 1950s. As it has obvious drawbacks, such as being a batch type and consuming a large amount of electricity to start up, beaters are no longer used in large factories, and instead a disintegrator, which was developed later, is combined with a beating machine that can operate continuously, such as a disc refiner, to achieve continuous operation, labor savings, and energy conservation. Even today, beaters are popular for the production of specialty papers and machine-made Japanese paper, which are produced in small quantities and with a wide variety of varieties, because a single machine can handle all the processes of preparing the complete paper stock, from disintegration and beating to mixing the papermaking auxiliaries.

A beater consists of an outer shell (casing) with teeth on the inside and bearings that can accommodate a rotor, and a rotor with teeth on the outside. The pulp is beaten by putting a suspension of disintegrated pulp into the casing and rotating the beater. If the concentration of the pulp is reduced and the gap between the casing and the rotor is narrowed, the fibers are more likely to break, and when this is used for papermaking, the paper has good drainage and is smooth. This type of beating is called free beating. On the other hand, if the concentration of the pulp suspension is increased and the gap between the casing and the rotor is widened, the pulp becomes more fibrillated and its water retention increases, and the paper obtained tends to have high strength, is dense, has a smooth surface, and is highly transparent. This type of beating is called viscous beating.

The beating process is the most important pretreatment process, but because it requires a large amount of energy, the need for energy-saving beating technology has come to be discussed.

[Akio Mita June 20, 2016]

Sizes and sizing agents

Paper is made of hydrophilic cellulose intertwined, and has the property of absorbing liquids, so it is necessary to treat it with a water-resistant chemical to prevent excessive bloating with ink or the like, and to improve surface properties. This operation is called sizing, and the chemical used is called sizing. Of course, special papers such as blottering paper for absorbing liquids such as water, filter paper used to separate objects and remove pure objects are not used, but regular papers are of various sizes.

Sizes include internal fitting sizes that are performed prior to papermaking and external fitting sizes that are performed after papermaking. Typical internal fitting sizes include rosin sizes that are performed with slightly acidity, but other sizes that are performed with neutral fitting sizes are also performed with neutral fitting sizes.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do.

The outer size is a sizing agent to prevent bleeding, but the amount used is one-minutes larger than the internal size, and it also has the effect of increasing the strength of the surface, smoothness, and printing suitability. The outer size is often used, such as a mixture of starch and acrylamide.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Filling material

In order to improve the opacity and surface smoothness of the paper, fine powders with high refractive index and high whiteness are added as fillers to most printing papers prior to making paper, but generally, with the addition of the fillers, the wires of the paper machine become worn, and the effect of paper strength and size decreases.

Since LBKP (Bradley Kraft Pulp) became the main ingredient in paper, the paper's backs (the printed text can be seen through the back of the paper) became more severe, and it was forced to increase the amount of filler added to prevent this, but by using a large amount of filler cheaper than pulp, it became more used than necessary, as it could increase the amount of products and reduce costs. However, more than necessary filler adds books heavier, making it difficult to carry, and because fillers cannot be recycled when recycling pulp from waste paper, a large amount of sludge is generated, and a large amount of ash is generated when burning waste paper, which is often disliked.

Many of the fillers can be used as clay (kaolin), talc, precipitating calcium carbonate, calcium silicate, titanium oxide (titanium white), and valaita (barium sulfate).

White clay is also known as Chinese clay and is the most representative filler. Originally it was used as a raw material for ceramics, and high-quality products with high whiteness are expensive due to shortages, so other fillers have become quite used.

Precipitable calcium carbonate became commonly used because the size of writing and printing paper changed to neutral size. When used for acidic size, the two reacted to produce carbon dioxide bubbles, and it could not be used. The raw limestone is mainly composed of calcium carbonate and is a mineral containing a large number of impurities such as iron, manganese, magnesium and silica (Keisan), and is extremely abundant in Japan. By processing and purifying this, high-purity, high-quality precipitable calcium carbonate can be produced inexpensively and easily.

Titanium white is expensive, but has a high refractive index and whiteness, so it is used to manufacture thin, white papers, such as map paper and airmail letter paper. Valaiters are also used to manufacture the base paper (valaiter paper) of photographic photographic paper.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Colors

Many of the papers produced today have been colored in some way by adding coloring. Among the pigments, pigments are water-insoluble, and some are inorganic and some are organic. Among the pigments, the blue and blue blue were once used to erase the yellowness of the pulp and to obtain white paper. After that, pulp with high whiteness is obtained, and since there are fluorescent dyes, none of the colored pigments are used as the main component of the coating agent for making coated paper. The types of pigments are almost the same as fillers, such as clay, talc, precipitating calcium carbonate, and titanium white, but to make the surface of the paper white, more dense and smooth, high-quality products are used with higher whiteness and fine particles than those used for fillers.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Fluorescent dyes are dyes that absorb ultraviolet rays (wavelength: 300-400 nanometers, 1 nanometer is one billionth of a meter) and emit visible blue-purple light (wavelength: 430-450 nanometers), and are used to give a sense of improved whiteness, but they do not feel white under light that does not emit ultraviolet rays, such as tungsten lamps.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Other auxiliary agents

Many auxiliary agents are used for a variety of purposes, of which the general ones are slime control agents, and other widely used materials include paper power-enhancing agents.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Slime control agent

Paper mills use large amounts of water when making paper, and most of it is collected and circulated, but trace amounts of soluble sugars brought into the pulp accumulate, and bacteria and mold grow, especially in the summer, creating sticky mud-like substances (slime slime). Slime control agents are used to prevent these slimes from contaminating products and damaging the quality. Organic metal compounds containing mercury and tin were once used, but many organic nitrogen sulfur and organic bromine compounds, which have low toxicity, have been used. In addition, attempts have been made to sterilize circulating water.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Paper power booster

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do.

The dry paper power enhancer is used to withstand the weight reduction of paper and high-speed printing, and raw starch such as corn, wheat, tapioca, and modified starch, as well as vegetable gums, polyacrylamides, etc. These are thought to be the result of hydrogen bonds between the hydroxy groups of cellulose and hemicellulose in pulp and the amino groups and hydroxy groups of the enhancer molecule, which increases the strength of the strength by increasing the number of bonds acting between the fibers.

The wet paper strength enhancer reinforces the original drawback of paper, which is extremely weak when wet, and uses epoxidized polyamide polyamine resins, urea formaldehyde resins, polyethyleneimine, etc. These resins are added to the pulp slurry (suspension) when preparing a complete paper material, and covers and protects the hydrogen bonding region that is poorly water-resistant and is formed between cellulose molecules, and by adopting a three-dimensional network structure, the fibers are fixed to produce wet paper strength and also increases dryness.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Paper

Although some high-quality Japanese paper is still handmade today, all Western paper and paperboard and most of the Japanese paper (machine-shoku washi) are produced in a paper machine. In handmade, a suspension of pulp is made into a film using a blind or wire mesh to obtain wet paper, and the obtained paper is squealed and dried to form a product, but in mechanical processing, the above three steps are performed continuously and mechanically. A paper machine is a device consisting of (1) a fine wire mesh or plastic mesh (called a wire) attached to the surface of an endless belt-shaped or cylindrical basket to form endless wires, and by moving it quickly and continuously in the same direction, water is extracted from the suspension of pulp, which is a complete paper material, on the net, to form wet paper, (2) a part where excess moisture contained in the wet paper is continuously squeezed between rotating rolls, and (3) a part where water is squeezed and fed into dry paper while evaporating the moisture by wrapping it around a rotating heating drum. Each part is called (1) a wire part or wet part, (2) a press part, and (3) a dryer part.

There are a large number of paper machines, but of the three parts that make up, their characteristics are particularly noticeable in the difference between the wire parts and the dryer parts. Typical wire parts are the long-wired paper machine, Maruami paper machine, and twin-wired paper machine. Typical dryer parts include the multi-cylinder type used in long-wired paper machine and round-wired paper machine, and the single-cylinder type used in yankee machines. In addition, there are combination machines with different combinations or stacked parts. For details on each paper machine, see the separate section, "Paper Machine."

［御田昭雄 2016年6月20日］

Paper dimensions and trading units

The paper finish dimensions are determined by JIS (Japanese Industrial Standards), but according to this, there are columns A and B. Column A 0 is 841 mm x 1189 mm (area of 1 square meters), and column B 0 is 1030 mm x 1456 mm (area of 1.5 square meters). Both have aspect ratios of 1:, so if you fold the long sides in two, the number will increase by 1 (for example, column B 1), and the area will be halved, but the aspect ratio will remain the same. The base paper is made somewhat larger as it allows for the amount of cutting edges and top and bottom when binding books.

The trading units for Western paper are used in large volumes (1,000 sheets per row) or kilograms, and for small volumes, ties or sheets. The trading units for paperboard are used in large volumes, and ties (100 sheets per row) are used in small volumes.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Paper type

Writing and drawing paper

Writing paper is a general term for paper with good size and good writing. In general, in order to keep records for a long time, 100% chemical pulp is used to make it into paper, just like the raw materials of high-quality printing paper. However, as memo paper, 20-40% chemical pulp is used as a joint, and 20-40% chemical pulp is used as a joint, and the finish and color of the paper differs depending on the application. There are many uses, including notebooks, letter paper, ledgers, and cheques.

Drawing paper (paper) is a thick paper with a rough finish on the surface so that it can be used for pen drawings, pencil drawings, watercolors, crayon drawings, etc., and is made by machine using chemical pulp, which is equivalent to high-quality paper. High-quality papers are especially made from cotton pulp, and some are handmade.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Printing paper

Paper manufactured for printing. The main purpose of paper's invention was to store and transmit information, but printing is still an effective means of storing and transmitting information. As of 2014, the number of printing and information paper manufactured in Japan reached 8.5 million tons. Adding 3.13 million tons of newsprint, it is 11.63 million tons, which accounts for 77% of the 15.12 million tons of paper production, and it can be seen that most of Western paper are manufactured for printing. The total production of all paper, including paperboard, is 26.48 million tons, accounts for 44% of that, making it a large proportion of the pulp and paper industry.

Traditionally, the main raw material for printing paper was either bleached wood pulp, or crushed wood pulp was added to it to serve as the main raw material. However, as global environmental issues became more severe, technology development was progressing to address this problem, and technologies such as dust removal, selection, deinking, and bleaching improved, resulting in improved quality of recycled pulp and used as printing paper raw materials. In the past, recycled pulp from waste paper was low quality and could only be used on paperboard, but in 2014, 40.3% of the 17.09 million tons of waste paper consumed annually were used as raw material for printing paper, and it became a large amount of material for newspapers and lower grade printing paper. For details, see the "Printing Paper" section.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Lamination and vacuum deposition

Lamination is a technology for producing processed paper with new functions that have not been found in paper, such as moisture-proofing and fragrance-retaining, by using water-soluble adhesives such as starch, glue, and CMC (cellulose-based glue) on a substrate such as high-quality paper, kraft paper, paperboard, etc., by pasting high-quality paper, colored paper, coated paper, or film or metal foil together to form a composite material. Among the materials used for pasting, other than paper, there are many types, such as polyethylene film, polypropylene film, polyester film, and copolymer film, and aluminum foil is mainly used as the metal foil.

Processing methods include dry lamination and extrusion lamination. Dry lamination is a method in which a solvent-type adhesive is dissolved on a film or foil, and then the solvent is evaporated in a dryer, then sandwiched between paper and heated to bond. The drawback is that since organic solvents are used, fire prevention and safety equipment is required. Extrusion lamination is a method in which molten resin is continuously bonded to paper before it cools and hardens. Processed paper is versatile and is used for packaging heavy, moisture-absorbing foods, feeds, and fertilizers, and for packaging light, moisture-absorbing foods and highly odorous items.

Processed paper, which is vacuum deposited on paper, is also widely used. The metals used in vacuum deposition are mainly aluminum, but other metals include gold, silver, nickel, and cadmium, and are usually deposited on extremely thin films of around 40 to 60 nanometers. Processed paper for products is also used for decorative purposes and for electronics.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Paperboard

It is also called cardboard, a general term for thick paper. There are many types of paperboard, and it is often used for cardboard base paper and paper box base paper. After World War II, Japan had a shortage of all kinds of resources, but coniferous wood was particularly short, and wooden boxes were not possible, making it difficult to pack and transport. However, cardboard boxes with paperboard stuck together became popular, making it easier to package and transport. Empty boxes can be folded and collected, and reused as boxes. Unusable empty boxes can be collected as waste paper, recycled pulp, and paperboard can be recycled, resulting in explosive production and demand. In 2014, the production volume of paperboard reached 11.36 million tons per year, reaching approximately 43% of the 26.48 million tons of all paper (total of Western paper and paperboard). For details, see the separate section "Paperboard".

［御田昭雄 2016年6月20日］

Civil Engineering Construction Material Paper

Paper is also used as a material in the field of civil engineering and construction for a variety of purposes, but specially made and named items include roofing paper, concrete curing paper, and gypsum board base paper.

Roofing paper is used as a base for roofing. Concrete curing paper is processed paper that is placed on concrete to prevent drying until it hardens after being cast and then hardens. In addition to kraft paper, asphalt paper and polyethylene paper are used.

Paperboard, which is used by impregnating asphalt or tar, among roofing paper and concrete curing paper, is particularly called waterproof paper.

Gypsumboard is made by mixing sawdust and other lightweight blends with gypsum together and molding them between two sheets of gypsum, and is used as a base for finishing materials on the interior walls and ceilings of houses. The original paper is made using recycled paper pulp from recycled paper and is made into thick paper board with a ratio of about 300 grams per square meter (base weight represents the weight per unit of paper. A typical example is meter basis weight g/m ² ).

［御田昭雄 2016年6月20日］

Machine-made Japanese paper

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Non-wood paper

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Since then, China, which has produced the world's largest non-wood pulp without developing pollution treatment technology, has attracted attention from around the world, as has the closure of factories, just like Japan in the past.

Most non-wood pulp is poor in forest resources and cannot produce wood pulp, and in small factories with poor pollution treatment facilities, poor quartz pulp has been produced from bamboo, straw, bagasse (sugarcane squeal). In comparison, most developed countries' non-wood pulp factories use abaca, kozo, mitsumata and ganpi to produce expensive long fiber pulp, which is the raw material for bills and other special high-quality paper. In Japan, domestic non-wood pulp uses expensive raw materials such as kozo and crust, and is expensive, processing fees are expensive, and the price of non-wood pulp for products is 5 to 50 times higher than that of wood pulp, and has been used as raw materials for special high-quality paper, such as wasa paper and paper bills. Kenaf and bagasse are used for imported non-wood pulp, but these raw materials are cheap in their origin, but when the costs associated with imports are spent much more than wood pulp, the only way to mix them with around 10% of the wood pulp is to make them non-wood paper.

［御田昭雄 2016年6月20日］

Future predictions for pulp paper

Will the paperless era come?

In the past, whenever new computers and software were announced, it was predicted that the paperless era would arrive, and there was a time when pulp manufacturers were not included to increase or increase production. However, in reality, these products came with a huge amount of instruction manual printed on paper, and unexpected consumption of paper wiped out pulp stock, raised market prices, and motivated the creation and production of pulp manufacturers. Repeated reductions and production of pulp paper were inducing great progress in environmental measures, and the nation and society began to save paper and save on wood resources that are used as raw materials and its materials. New computers and software now do not have instruction manuals, and consumers began to search for manuals from computer screens to learn, and paper consumption and the generation of paper waste gradually decreased.

Many of the communication and storage of information, which was the main role of paper, have been replaced by the rapid development and spread of computers. The number of copies of newspapers and magazines has continued to decline and some have been discontinued, and even more, computers contain a huge amount of information, such as large encyclopedias and handbooks published by academic associations, and a system is being developed that allows users to search for the necessary information when necessary.

Amidst this situation, common sense about paper will fluctuate dramatically in the near future, and more people are feeling that a society without paper will arrive. It is true that information transmission and preservation is rapidly moving to computers and new recording media. However, there are many important records that they want to preserve forever. In Japan, many documents written on Japanese paper over 1,000 years ago have been able to withstand high temperatures and humidity and are stored in extremely good condition as ancient documents. This proves that paper and ink are extremely excellent as media for storing information.

Even today, there are probably people who prefer printed books on paper and look forward to choosing and buying them from the bookstore's shelves, and who find it difficult to study or work unless they take notes on writing paper and memorize them and organize their memories. Supported by the demands of such people, it is likely that printing and writing paper will decrease, but will not disappear.

［御田昭雄 2016年6月20日］

The evolution of pollution treatment in Japan

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do.

［御田昭雄 2016年6月20日］

"Pulp Paper Encyclopedia, edited by the Pulp Paper Technology Association (Kanhara Publishing, 1990)" ▽ "Pulp Paper Technology Handbook, edited by the Pulp Paper Technology Association (1992)" ▽ "The Forest School, by Ozawa Fusho (1996)" ▽ "Pulp Paper Manufacturing Technology Series 6: Paper Making Paper (1998)" ▽ "Morimoto Masakazu, Non-Timber Resources Living in the 21st Century of the Environment" (1999 Uni Publishing, 1999)" ▽ "Is it true that Kenaf saves the forest?" 』『森林はパートナー』『紙パルプ産業の現状』（いずれも2000）』 ▽ 『古紙再生促進センター編・刊『古紙ハンドブック 2000』（2001）』 ▽ 『日本製紙連合会編・刊『紙・パルプ産業の現状』（月刊『紙・パルプ』2001年特集号・2001）』 ▽ 『ピエール・マルク・ドゥ・ビアシ著、丸尾敏雄監修、山田美明訳『紙の歴史――文明の礎の二千年』（2006・創元社）』 ▽ 『山内龍男著『紙とパルプの科学』（2006・京都大学学術出版会）』 ▽ 『紙業タイムス社編『紙パルプ日本とアジア』各年版（テックタイムス）』

[参照項目] |アマ|亜硫酸パルプ|板紙|印刷|印刷用紙|カオリン|化学パルプ|紙パルプ工業|画用紙|ガラス繊維|ガンピ|顔料|機械パルプ|グーテンベルク|クラフト紙|クラフトパルプ|ケナフ|合成紙|合成繊維|コウゾ|古紙|コート紙|サイズ|再生紙|蔡倫|更紙|酸化チタン|酸性紙|紙器|抄紙機|新聞用紙|セミケミカルパルプ|セルロース|染料|タルク|炭酸カルシウム|段ボール|チタンホワイト|チップ|中性紙|曇徴|パピルス|パルプ|マニラアサ|ミツマタ|木材パルプ|洋紙|羊皮紙|硫酸バリウム|連|ロジン|和紙

紙の伝播経路
中国で発明された製紙法は、一方では朝鮮を経て日本へ伝わり、他方では唐の玄宗皇帝時代の戦争で中国人捕虜からアラビアへ伝わった。さらにアラビアからエジプトへ、そしてスペインからヨーロッパへと伝わっていった©Shogakukan ">

紙の伝播経路

紙の製造工程（印刷紙）
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紙の製造工程（印刷紙）

製紙工場のおもな設備(1)チップヤード
製紙工場に運び込まれたチップは、樹脂分を減らす目的などのために、一定期間チップヤードに積まれる©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(1)チップヤード

製紙工場のおもな設備(2)蒸解釜
チップは、繊維質を取り出しやすくするために蒸解釜内で薬品を加えられ、熱処理される。繊維質はばらばらにほぐされる©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(2)蒸解釜

製紙工場のおもな設備(3)漂白塔
チップから取り出されたパルプを水洗いした後に、塩素、カ性ソーダ（水酸化ナトリウム）、過酸化水素などの薬品で漂白する。この後、砂やごみが取り除かれ、叩解にまわされる©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(3)漂白塔

製紙工場のおもな設備(4)長網抄紙機
叩解されたパルプは染料などを添加されたのち、抄紙機にかけられる。抄紙機は、回転している網の上にパルプを均一に広げ湿紙を形成する部分、プレスして水を絞る部分、加熱して水を蒸発・乾燥させる部分からなる©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(4)長網抄紙機

製紙工場のおもな設備(5)巻取り部
乾燥工程を終えた紙は、抄紙機の最後の部分でロールに巻き取られる©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(5)巻取り部

製紙工場のおもな設備(6)スーパーカレンダー
多数のローラーの間を通し、紙の平滑度を増して光沢を出す。光沢は両面につけることが多く、両面色刷り印刷に利用される©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(6)スーパーカレ…

製紙工場のおもな設備(7)倉庫
注文寸法に断裁し、平判または巻取りとして包装。倉庫に搬入・保管され、出荷を待つ©Shogakukan ">

製紙工場のおもな設備(7)倉庫

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

植物の繊維を水に分散させたものを、薄く平らに漉(す)き上げて乾燥させたもの。植物から取り出した繊維の集合体であるパルプに水を加えて強力に攪拌(かくはん)すると単繊維状に離解し、さらにたたいたうえ、水を大量に加えた希釈液を金網、プラスチックの網または簾(すだれ)などで、繊維が絡み合った薄い膜状の湿紙として漉き上げ、次にこの湿紙の余分な水を絞り取り、乾燥させるとシート状になる。情報の記録、伝達、および物の包装の三つの大きな用途に大量に消費されるほか、非常に多種の用途に供される。その多彩な用途に対応して多種類の紙がつくりだされたが、なお新たな用途が広がり続けている。そのため製造に際して添加剤を用いたり、製品をさらに加工したりして、新製品が生み出されている。

　情報の記録や伝達に用いられた、羊皮をもんでつくった羊皮紙（パーチメントparchment）や、竹材を薄く削って得た竹片（竹簡）などは、前述の定義に該当せず、紙とはいわない。しかし、技術の進歩や他業種との交流によって多くの新素材が供給されるようになった今日、木材パルプと人造繊維や合成繊維、さらにはグラスファイバー（ガラス繊維）と混合抄紙(しょうし)した紙状のものや、合成繊維を紙状に抄(す)いた合成繊維紙なども生み出された。さらに、合成高分子（プラスチック）を薄くシート状に延ばし筆記や印刷を可能にした合成紙など、紙に似た新製品が少量ずつではあるが数多く現れて、これらも広義の紙として扱われる。また木材パルプや古紙の再生パルプでつくられた段ボール用の板紙や肥料袋、セメント袋などに用いられる包装紙も紙のなかに含まれる。なお、日本では統計上、このようにきわめて多種類の紙のうち、その一部を紙（洋紙）・板紙としてくくり、和紙と大別している。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙の歴史

紙の発明以前

古代から人類が情報を記録して後世に残そうとする欲望は大きく、石を並べたり、碑(いしぶみ)を建てたり、石で記念の塔などを建造したが、人知が進むにつれ、より多くの情報を残せるように、石塊に比べて薄い石板や粘土板をつくり、これに文字を刻んだりすることを覚えた。

　さらに下っては、動植物のなかから文字の書ける媒体を求め、種々の薄片をつくりだした。中国では木や竹を切って薄片をつくり、また牧畜の盛んな中近東地域では獣皮の薄片（パーチメントなど）をつくって文字を書くようになり、情報の記録と伝達とを可能にした。

　紀元前3700年ごろ、エジプトではナイル川の河岸に生えるパピルスpapyrus（カヤツリグサに似た植物。三角形で草丈1.5～2.0メートルに達する）を用いて新しい情報の記録と伝達の媒体の発明に成功した。パピルスの茎を収穫し縦に裂いて得た薄片を縦横に並べ、水を加えて打ちたたいて密着させ、乾燥させると、いわゆるパピルスが得られるが、これは強度が大きく、いまなお保存されているものがある。パピルスは英語のペーパーをはじめとするヨーロッパ各国語の「紙」の語源となっているが、前述の定義における紙ではない。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙の発明

今日の植物繊維紙は、『後漢書(ごかんじょ)』巻108「宦者(かんじゃ)列伝」によると、中国の後漢の和帝のときの元興1年（105）蔡倫(さいりん)が樹皮、布、魚網を利用し、今日の紙の定義に当てはまる紙を発明したとされているが、前漢の時代にはすでに紙が発明されていたともいわれる。この時代につくられたとみられる紙がシルク・ロードの敦煌(とんこう)で探検家のM・A・スタインによって発見されたが、純粋なぼろからつくられたものであることが確認されている。このように中国における紙の発明は古く、アサ、タケ、稲藁(いねわら)、ワタ、コウゾ（楮）などを原料として多くの人々によって改良されたものとみられている。

　紙の発明は一見素朴で、原料は麻布のぼろ、古い魚網などで、操作もきわめて単純であるが、約2000年以上経った今日でも、この手法で熟練した職人がつくれば、あらゆる紙のなかでももっとも大きな強度をもったすぐれた麻紙が得られることからみても、驚異的な発明であったといえる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

製紙技術の伝播(でんぱ)

古来中国では優れた技術の国外流失にきわめて厳しかったので、世界中で渇望していたにもかかわらず、紙の技術も国外に伝わるのにきわめて長い時間がかかった。紙は植物繊維を原料とするパルプを中間原料としてつくられる。製紙工場は通常パルプの製造設備と一体化し、パルプ技術とともに製紙技術は移転した。植物原料によってパルプの繊維長が異なり、強度も性質も異なるので、国、地域によっては、中国とかなり違ったパルプと紙の製法が必要となり、さまざまなくふうがなされ、新しい紙パルプの技術と知識が加えられていった。19世紀中葉に欧米で木材のパルプが生まれ、その技術は急速に普及し世界中は木材紙の時代となったが、それまでの2000年近くの間、世界でつくられた紙はいずれも非木材紙ということになる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

製紙技術の西への伝播

中国で1世紀ごろに発明された製紙技術は国外になかなか流出しなかったが、150年ごろには中国の辺境のトルキスタン地方まで技術の移転が行われていた。アラビア軍が唐軍と中央アジアで戦って唐軍を大破し（751）、トルキスタンの首府サマルカンドは陥落した。捕虜のなかに製紙技術をもつ中国人がいたため、その技術はアラビア人に習得されて移転を始め、順次西に工場が建てられるようになった。793年にアラビア人によってバグダードに建てられた製紙工場は、10世紀にはエジプトのカイロを中心にして多く建てられ、アマ（亜麻）を原料とする製紙が行われた。

　11世紀にアフリカ沿岸地方で盛んになった製紙技術は、スペインに侵入したムーア人によってスペインのバレンシア地方に伝えられ、当地に工場が建設（1151）されたのが、ヨーロッパにおける製紙工場の始まりといわれる。イタリア（1276）、フランス（1348）、ドイツ（1390）、イギリス（1494）、オランダ（1586）などに順次製紙工場が建てられたが、ついに1690年に大西洋を渡り、製紙工場はアメリカのフィラデルフィアに建設されるに至った。

　欧米に渡った製紙工業は、グーテンベルクの活字の発明による印刷工業の発展に伴う大量の紙の需要に支えられて隆盛を続けたが、技術的にも大きく発展した。オランダでは叩解(こうかい)装置ホレンダーが発明されたため、とくに良質の紙が製造されるようになり、また18世紀の末にフランスのロベールNicolas Louis Robert（1761―1828）が長網抄紙機(ながあみしょうしき)を発明して、紙の大量生産を可能とする糸口をつくったが、パルプの慢性的な不足に長い間悩まされ続けた。

［御田昭雄　2016年6月20日］

製紙技術の東への伝播

一方、中国で発明された製紙技術は、日本には朝鮮を経て推古(すいこ)天皇の代（610）に僧曇徴(どんちょう)によってもたらされたと伝えられる。日本においては紙が神聖視されたせいか、ぼろを原料として使うことを避けたので、製紙技術は原料、助剤および抄紙技術に種々くふうが重ねられ、中国や朝鮮の紙に比べはるかに強靭(きょうじん)かつ優美な、いわゆる和紙が完成された。すなわち、原料としては中国が麻ぼろパルプ主体であったのを、おもにコウゾの皮、一部ではガンピ（雁皮）の皮も用い、これを木灰で蒸煮し、いったん長繊維のパルプにして使用した。また抄紙に際してはトロロアオイやノリウツギからとった粘液ねりを助剤として使用し、流し漉(ず)きの技術を生み出すことにより、コウゾパルプのような長繊維パルプからでも、薄くても均一で、ごみがなく美麗かつきわめてじょうぶな和紙を製造しうるようになった。その後、室町時代の後期から江戸時代の前期にはミツマタ（三椏）からも製紙用パルプが得られるようになって、さらに製造しうる紙の種類と量とは増加した。

［御田昭雄　2016年6月20日］

木材パルプの発明

中国では衣服に多く麻が使われていた。そして麻ぼろから得られる麻パルプに中国の製紙工業は頼った。それに対し、ヨーロッパでは衣服として綿製品が多く使われたので、綿ぼろから得られる綿パルプに製紙工業は頼らざるをえなかった。

［御田昭雄　2016年6月20日］

ヨーロッパにおける木材パルプの発明

ヨーロッパでは、原料パルプの供給は紙の大量需要にこたえられない状態が続いたため、19世紀中葉に、北ヨーロッパおよび北アメリカで、その地方の針葉樹を原料としてグラインダーを使って丸太を機械的にすりつぶす、砕木法（GP法）が発明された。このパルプは粗悪で、単独では抄紙が不能なほどであったが、増量材として綿パルプを混ぜて紙の増産が可能となった。これに刺激されて、綿パルプを使わなくてもじょうぶな紙が漉ける木材パルプの製造法が研究され、木材チップからじょうぶな木材パルプを化学的に製造する方法として、1853年にアルカリ法（AP法）、1867年に亜硫酸法（SP法）、さらに1885年にクラフト法（KP法）が次々と発明された。これらの方法で木材パルプを大量に生産するためには、大量の木材と水を使い、大量の排水と排気を出すことになるので、パルプ工場は木材と水を求めて僻地(へきち)に工場をつくり、一方、製紙工場は消費者の好みにあわせて各種の紙を生産するため、従来どおり消費地の近くに立地したので、パルプ工場と製紙工場の分離が始まった。

　ヨーロッパではすでに叩解機、抄紙機等の製紙機械の発明があり、さらに木材パルプだけで良質の紙がつくれるようになったので、安価な紙の大量生産が可能となった。このように長い間かかって中国から欧米に渡った非木材パルプと非木材紙の製造技術は、木材パルプと木材紙の製造技術に変身、発展し、短い間に世界中に普及した。産業としても、家内工業的な非木材紙工業は近代的な基幹産業ともいえる洋紙・板紙を製造する紙パルプ工業に変貌(へんぼう)を遂げた。

［御田昭雄　2016年6月20日］

日本における紙パルプ工業の展開

明治以後第二次世界大戦まで

明治政府は欧米のあらゆる技術の導入に積極的に努めたが、早い時期に洋紙の製造が、やや遅れて木材パルプの製造が始まり、安価にして優良な紙が大量に供給できるようになった。

　日本は国土の面積の約3分の2が山林で、広葉樹林と針葉樹林が約半分ずつを占めていたが、広葉樹材は北ヨーロッパの針葉樹を原料とするパルプ化技術では優れたパルプにはならず、ほとんど薪炭(しんたん)材として使われていた。また針葉樹材は建材、坑木その他の需要が多く、資源として不足するうえに、本土に多いマツの類は樹脂分が多くてパルプ化しにくかった。しかし北海道にはエゾマツ、トドマツなど比較的樹脂の少ない針葉樹が多く、紙パルプ工業はそれらを用いて亜硫酸パルプと砕木パルプをつくり、これを中間原料として新聞用紙をはじめ各種洋紙・板紙を製造して成長した。その後日本の紙パルプ工業はさらに発展し、北海道の木材資源では足りなくなり、樺太(からふと)（サハリン）、満州（現、中国東北部）に針葉樹を求めて工場を展開した。

［御田昭雄　2016年6月20日］

第二次世界大戦以降

第二次世界大戦で日本は樺太と満州の紙パルプ工場を失ったうえ、本土の工場の多くは戦災を受け、戦後2年目にはパルプの生産量は20万6000トンに、紙の生産量は21万トンにまで減少し、極端に紙が不足した（1人当り年間消費量3キログラム以下）。そのころ海外のパルプ工業では数々の画期的新技術が工業的に成功し、それが次々と日本に導入され、資源不足にあえいでいた日本の製紙工業は大きく発展した。そのなかで、界面活性剤による樹脂の除去技術は本土のマツ類のパルプ化を容易にした。また液体サイクロンによる夾雑物(きょうざつぶつ)の分離技術は、廃材などの低質のチップから得られたパルプの精選にきわめて有効であった。しかし、もっとも大きかったのは、クラフトパルプにおける連続蒸解（連続的に煮てパルプ化すること）技術や多段漂白技術などの画期的な技術改良であり、これによって、良質のパルプを安く大量生産することが可能となった。さらにパルプ廃液を濃縮・燃焼処理し、蒸解薬品を回収するとともに、蒸気、電力のエネルギーも同時に回収できるようになり、パルプのコストと排水による公害問題を当時の社会基準の範囲内に押さえることに成功した。

　1950年代の前半に、中近東で大量の石油が産出されるようになってエネルギー革命がおこり、世界の経済を活性化するとともに多くの産業は変貌を遂げた。日本では山村でも石油こんろを使うようになったために、本土の山林の半分を占めていた広葉樹は薪炭材としての用途がなくなり、その大半がパルプ原料にかわり、日本の製紙工業は大いに発展した。またそれまで世界中のほとんどのパルプ工場と製紙工場は別々に立地されていたのが、日本ではパルプ紙一貫生産体勢を目ざして、パルプ工場は敷地内に製紙工場を建設し、大きな製紙工場は隣接地にパルプ工場の建設を行った。そのため大都市のなかにセミケミカルパルプ（SCP）の工場が出現し、パルプ廃液をたれ流すという世界的にもまれな事態のなかで日本の紙パルプ産業は躍進を続けた。

　日本の紙パルプ産業は国内の木材資源には恵まれていなかったが、1964年（昭和39）には木材チップを海外から専用船で運ぶようになり、1億人の消費者と消費地のなかに紙パルプ一貫工場をもつという強みを生かし、世界の巨大企業と競争し、さらに発展し続けるかと期待された。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙パルプ工業の発展と公害問題

資源がない日本は、第二次世界大戦後さらに疲弊したが、生産第一主義で走り続け、いち早く戦後の復興をなし遂げ、奇跡ともいうべき繁栄を手にした。そのため多くのひずみもたまり、1971年の田子ノ浦事件をはじめ多くの公害事件がおこった。

　パルプ工業において、化学パルプ（CP）の収率は通常約50％かそれ以下であるので、パルプを製造する際、パルプと同量かそれ以上の木材成分がパルプ廃液をつくりだすことになる。当時クラフト法以外のパルプ工場は濃縮燃焼処理をしていなかったので、廃液は排水となって大量に河川や海に流れ出ていた。一方、クラフトパルプ工場では硫化水素やメチルメルカプタンなどの悪臭物質が発生し、そのまま大気に放散されていた。また古紙を集めて紙を再生する工場では、古紙に対する収率は約3分の2で、その再生パルプの約半量のスラッジ（ごみ）が発生し、当時はこれが捨てられていたのである。

　さまざまな公害問題が発生するなかで、それまでの生活を無視した産業推進が批判され、世界が注目するなかで人間と生活環境の抜本的見直しと、公害処理の研究、開発、さらに法の整備と実施が始まった。1973年当時国内の化学パルプ生産量624万トンのうち5.8％を占めていた製紙用の亜硫酸パルプの生産量は、現在では統計上からほとんど姿を消し、クラフトパルプがそれにとってかわるなど、徹底して廃棄物の少ない製法に切り換えられ、短期間に世界中から称賛されるほどの改善の効果が得られた。

［御田昭雄　2016年6月20日］

オイル・ショック後の紙パルプ工業

さらに1973年にオイル・ショックがおき、石油製品の高騰につれ、紙パルプを含むあらゆる産業は、エネルギー、資源、環境についてグローバルな見地で見直さなければならないことを知った。FAO（国連食糧農業機関）の統計によれば、その年、日本のパルプ生産量は1009万5000トンと初めて1000万トンを超え、紙の生産量は1597万5000トンと初めて1500万トンを超えたが、いずれも翌年から下降した。そして日本においては、もはやエネルギー多消費型の製品の製造および処理法は存続できなくなった。たとえば収率がきわめて高いが、電力消費量もきわめて大きい砕木パルプなどは、電力も木材も豊富で安いカナダなどで生産し、さらに現地で紙にして輸入するように変わるなど、国際分業が進んだ。1973年と2013年（平成25）時点を比較すれば、クラフトパルプは、パルプ廃液から薬品のほか蒸気、電力の形でエネルギーをほぼ完全に自給できる強味を生かし、その生産量は589万7000トンから807万6000トンに増加し、全パルプ生産量に対する割合も58.4％から91.3％へと圧倒的なものとなった。機械パルプ（MP）は137万6000トンから66万6000トンに減少し、全パルプ生産量に対する割合は13.6％から7.5％に減り、またセミケミカルパルプは198万8000トンから1万9000トンに、全パルプの生産量に対する割合も19.6％から0.2％に激減するなど、きわめて厳しい対応を迫られたことがわかる。

　しかし紙パルプ業界は資源、エネルギー、環境等の諸問題を克服しながら生産に励み、省エネルギー化では、洋紙・板紙のエネルギー原単位（製品1トン生産するのに要するエネルギー消費量）は1973年を100として1989年には57、2012年度には35.2にまで減らすことに成功している。このような努力の結果、1999年には国内のパルプの生産量は1105万6000トンとなり、紙の生産量に至っては初めて3104万トンと3000万トンの大台に乗った。これは第二次世界大戦直後の1946年の約150倍に成長したことを示すとともに、年間1人当りの紙の消費量は273キログラムと当時の100倍近くに増えたことも示している。2013年時点では、製紙用パルプの生産量は877万4000トン、紙・板紙の生産量は2624万トンとなっている。

　和紙の分野でも、靭皮(じんぴ)パルプのほか、麻パルプや木材パルプを用い、ビーターやヤンキーマシンなどの洋式抄紙装置を利用して、いわゆる「機械抄き和紙」を比較的安価に製造しうるようになった。また和紙の製造技術も、伝統の流し漉きの技術のほかに欧米の溜(た)め漉き技術を加え、手漉きで、きわめて優美かつ高価な工芸品的な紙が、少量ながら生産されている。これらの工芸的和紙は、原料として高価、良品質で長繊維の非木材パルプを用いており、多くの開発途上国で製造されている、タケ、麦藁などを原料とする粗悪または安価な短繊維の非木材パルプを用いた洋紙・板紙とは大いに趣(おもむき)を異にしている。

［御田昭雄　2016年6月20日］

製紙工業の現状

「紙の消費量は一国の文化のバロメーターである」といわれてきた。2013年時点の生産量および消費量などを調べてみると、紙・板紙は世界で年間4億0261万トンが生産されている。これを世界の人口で割ると1人当りの消費量は約56.5キログラムとなるが、実際には全消費量4億0364万トンの25.1％にあたる1億0136万トンを中国、17.8％にあたる7181万トンをアメリカ、6.8％にあたる2731万トンを日本が消費しており、この3か国で約50％を占めていることになる。

　紙は当初情報の保存と伝達のために発明されたが、すぐれた多くの性質を有するため、それ以外の用途も生まれ、それに対応して数百種類の紙が生まれた。世界の紙の生産量が4億トンであることは前述のとおりであるが、その4億トンの紙を生産するのに直接必要な原料のパルプ生産量は2013年時点で約1億7936万トンにすぎない。紙の生産量に比べパルプの生産量がかなり小さいのは、抄紙の際に添加する填料(てんりょう)（不透明性を出すために使用する陶土など）の分もあるが、大部分は資源、環境に対する意識の高まりから古紙の回収率が向上し、製紙に使えるパルプが再生できるようになって、木材が節約されるためである。

　とくに日本では古紙の回収率が2013年に80％を超え、再生したパルプを配合して各種の紙の製造に供するなど、高度の再生技術は世界的な注目を浴びている。一方、農産廃棄物などから良品質の非木材パルプを製造し、さらに製紙しようとする研究も各国で行われている。なかでも、過酸化水素にアルカリを添加した溶液で処理する過酸化水素アルカリ法（PA法）は、非木材パルプの製法として大いに期待されている。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙の製法

パルプ

紙はパルプを中間原料とする。紙は一般に薄く、パルプは一般に厚紙状のものが取引される。木材パルプは数種しかないが、これから製造される紙は種類がきわめて多く、300～500種類にも分類されるほどである。薄い紙のなかには、パルプを構成する1本1本の繊維の太さの約30マイクロメートルよりも薄いものもあり、板紙のなかにはパルプのシートより厚く、水にも容易にぬれないものもある。このように性質の異なる多品種の紙を数種類のパルプを原料として製造可能とするため、叩解をはじめとするパルプの加工、異種のパルプの配合のほか、填料、色料、サイズ剤など各種助剤の配合や、抄紙に際しては抄き合わせ、さらには、いったんできた紙の塗工、加工などが行われる。

　紙の原料となるパルプには木材パルプと非木材パルプがあるが、日本では非木材パルプの使用量は1％以下ときわめて少なく、木材パルプの消費量が圧倒的に多い。木材パルプの種類は少なく、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、さらに製法によっていくつかに分類される。しかし木材パルプの原料となる樹木の種類は多く、種類、樹齢、部位によって組成、繊維長を異にするが、いずれも幹と枝の木質部を利用する。

［御田昭雄　2016年6月20日］

完全紙料の調製

1種または2種以上のパルプを離解して配合し、適宜に叩解を行って繊維の形状とコロイド性とを変え、さらに填料、サイズ剤、色料などの助剤を加えて抄紙可能な状態にしたものを完全紙料といい、これらの操作を完全紙料の調製という。

［御田昭雄　2016年6月20日］

離解

紙はパルプが均一に分散された懸濁液(けんだくえき)から抄かれなければならない。通常、製紙工場に搬入されるパルプは厚紙状なので、初めに攪拌機のつく水槽に投入し、単繊維状態になるよう分散させる。この操作を離解といい、離解専用につくられた装置を離解機という。小さな製紙工場ではビーターで離解と叩解とを続けて行う例も多い。

［御田昭雄　2016年6月20日］

叩解

パルプは水でぬらしてたたくと、繊維の構造が壊れてもとの繊維体より細い糸状体ができる。これをフィブリル化するといい、繊維の表面積が増え水和・膨潤が進んでコロイド性が変わる。この操作を叩解という。離解したパルプを叩解し、水中からフィブリル化した繊維を膜状物（湿紙）にして抄き上げると、互いの繊維の接着面積は増えるため、まったく接着剤を用いなくても、あとは乾かせば繊維間の距離はしだいに近づき、水素結合が急速に増すため、強度の大きい紙が得られる。

　パルプから紙を得るためには、通常、この叩解の作業が不可欠である。叩解の工程では、長すぎる繊維は切断して短くそろえ、太すぎる繊維は裂いて細くし、切断して、膨潤させ、一次膜を除去するばかりでなく、パルプの懸濁液中に残る離解不完全な繊維束を分散させる。これによって、均質で強度のある紙を製造することが可能となる。また求めに応じて原料パルプの単繊維1本の太さよりも薄い紙を抄造することも可能となる。

　叩解により得られる紙の強度は、引き裂き強さ以外の諸強度は著しく増加する。ただし、パルプは叩解の際に大量のエネルギーを必要とするうえ、保水性が著しく増加し、抄紙の際の水切れが悪くなるので、抄紙速度を落とす必要が生じるなどの制約を受ける。

　叩解に用いる装置を叩解装置といい、ビーター、エッジランナー、ディスクリファイナー、ジョルダンエンジンなど機種は多いが、かつてはビーターがもっとも多く使われた。ビーターは18世紀オランダで発明されたためホレンダーともよばれ、種々改良されたが、この型の叩解機は、パルプの叩解のほか離解の作業にも使え、さらにはサイズ剤、填料、その他の助剤との混合にも使えるため、日本では1950年代までは主力として活躍した。回分式（バッチ式）で始動に大量の電力を消費するなどの欠点が目だつので、大型工場ではビーターを使わず、その後開発された離解機とディスクリファイナーなどの連続運転が可能な叩解機を組み合わせて連続化、省力化、省エネルギー化が図られている。現在でも、多品種、少量生産を旨とする特殊紙や機械抄き和紙の製造の際には、離解から叩解、製紙用助剤の混合まで完全紙料の調製の全工程が1台の機械でこなせるので、ビーターが愛用されている。

　叩解機は内側に歯が植えられ、回転体（ローター）が収容しうる軸受をもつ外殻（ケーシング）と、外側に歯が植えられているローターとからなる。離解したパルプの懸濁液を入れて叩解機を回すことにより、パルプは叩解作用を受ける。パルプの濃度を下げてケーシングとローターとの間隙(かんげき)を狭めると繊維の切断がおこりやすくなり、これを抄紙した場合水はけがよく、さらさらした紙が得られる。このような叩解を遊離状叩解という。一方、パルプの懸濁液の濃度をあげ、ケーシングとローターとの間隙を広くすると、パルプのフィブリル化が進んで保水性があがり、得られる紙は諸強度が大きく、緻密(ちみつ)かつ表面平滑で、透明度が高くなりやすい。このような叩解を粘状叩解という。

　叩解工程はもっとも重要な前処理工程であるが、大量のエネルギーを必要とするため、省エネルギー叩解技術の必要性が論じられるようになった。

［御田昭雄　2016年6月20日］

サイズおよびサイズ剤

紙は親水性のセルロースの絡み合いでできていて、多孔質で液体を吸収する性質をもっているので、インクなどで過度ににじまないよう、また表面性を改善するために耐水性の薬品で処理する必要がある。この操作をサイジングsizingといい、用いる薬品をサイズ剤という。水などの液体を吸収するための吸取紙や、物を分離して純粋なものを取り出すために用いる濾紙(ろし)などの特殊な紙には当然サイズは行わないが、通常の紙には種々のサイズが施される。

　サイズには、抄紙に先だって行う内添サイズと、抄紙後に行う外面サイズとがある。内添サイズの代表的なものとして、微酸性で行うロジンサイズがあるが、このほかに中性で行うサイズもある。

　ロジンサイズは松脂(まつやに)とアルカリでロジンせっけんをつくり、定着剤として硫酸アルミニウムを加える。叩解したパルプは初めロジンせっけんで処理し、さらに硫酸アルミニウムを加えて液を微酸性にすることによって、繊維の表面に水に不溶性のロジンのアルミニウムせっけんを析出させて、紙の親水性と撥水(はっすい)性の調節を可能にする（酸性紙）。効果のあるサイズが簡易に行えるので、ロジンサイズは長らく主流の地位にあったが、紙を構成するセルロース繊維が酸性に弱いため、ロジンサイズを施した図書館などの貴重な蔵書が100年以上の長い年月の経過により劣化してぼろぼろになっていることがわかり、1980年代に社会的な問題となった。そのため、筆記用紙および印刷用紙など長期保存を要する紙の製造にはほとんど中性サイズが行われるようになった（中性紙）。中性サイズ剤としては、アルキルケテンダイマーおよびアルケニル無水コハク酸などが多く使われている。

　外面サイズは紙の表面にサイズ剤を塗布してにじみ止めを行うものであるが、その使用量は内添サイズの数分の1ですむほかに、表面の強度を増す効果や平滑性と印刷適性向上に効果がある。外面サイズ剤としてはデンプンやアクリルアミドの混合物などが多く使われる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

填料

紙の不透明性と表面平滑性とを向上させるため、多くの印刷紙には、屈折率が高く白色度の高い微粉を抄紙に先だって填料として添加するが、一般に填料の添加に伴って抄紙機のワイヤの摩耗が進み、また紙力とサイズの効果が低下する。

　LBKP（広葉樹の晒(さらし)クラフトパルプ）が紙の主力原料となってからは、紙の裏抜け（印刷文字が紙の裏に透けて見えること）が激しくなり、それを防ぐため填料の添加量を増やす必要に迫られたが、さらにはパルプより安い填料を大量に用いれば、製品の増量とコストの引下げもできるとして必要以上に使われるようになった。しかし、必要以上に加えた填料は図書を重くし、持ち運びを困難にしたり、古紙からパルプを再生する際に填料は再生できないので、大量のスラッジが発生し、またごみとなった古紙を焼却するときに大量の灰が発生するので嫌われることも多い。

　填料として使用可能なものは多く、白土（カオリン）、タルク、沈降性炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化チタン（チタンホワイト）、バライタ（硫酸バリウム）などがある。

　白土はチャイナクレイともよばれ、填料としてもっとも代表的なものである。本来陶磁器の原料として使われていたもので、白色度の高い良質のものは品不足で高価なため、ほかの填料がかなり使われるようになった。

　沈降性炭酸カルシウムは、筆記用紙や印刷用紙のサイズが中性サイズにかわったため、一般に使われるようになった。酸性サイズに用いれば、両者は反応して二酸化炭素の気泡を発生しながら硫酸カルシウムに変わるため使用できなかった。原料の石灰石は炭酸カルシウムを主成分とし、鉄、マンガン、マグネシウムおよび珪酸(けいさん)など多数の不純物を含む鉱物で、日本では資源的にはきわめて豊富に存在する。これを加工精製することによって純度の高い良質の沈降性炭酸カルシウムを安価にかつ容易に製造できる。

　チタンホワイトは高価であるが高い屈折率と白色度を有するので、地図用紙や航空郵便用の便箋(びんせん)のように薄くて白い紙の製造に利用される。またバライタは写真の印画紙の原紙（バライタ紙）の製造に用いられる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

色料

今日製造される紙の多くには、色料が加えられてなんらかの着色が施されている。色料のうち顔料は水に不溶性で、無機質のものと有機質のものとがある。顔料のうち群青(ぐんじょう)と紺青(こんじょう)は、かつてはパルプの黄色味を消し、白い紙を得るために用いられた。その後は高白色度のパルプが得られ、また蛍光染料があるので、有色のものは使わず、白い顔料がおもに塗工紙をつくるための塗布剤の主成分として用いられる。顔料の種類は填料とほぼ同様、白土、タルク、沈降性炭酸カルシウムおよびチタンホワイト等が使われるが、紙の表面をより白く、緻密に、平滑にするために、填料に使うものより白色度が高くて粒子が細かい高品質のものが用いられる。

　一方、染料は一般に水に可溶で以下のように分類され、種類が多い。(1)塩基性染料、(2)直接染料、(3)酸性染料、(4)建染(たてぞ)め染料、(5)蛍光染料、(6)その他の染料。第二次世界大戦後、分散染料のように水に溶けず界面活性剤とともに水に懸濁させて合成繊維を染色する特異な染料も現れた。しかし製紙工業で使われるものはいずれも繊維工業、とくに木綿の染色のためのものを使っており、おもに塩基性染料と直接染料で、蛍光染料も使うことがある。このうち塩基性染料は色は鮮やかで価格は安いが、着色した紙を水でぬらしただけで染料が溶け出しやすく、日光に対して堅牢(けんろう)ではない。直接染料は木綿の染料として多く用いられ、一般に塩基性染料に比べて色は地味であるが、着色した紙は水による溶出が少なく、パルプを容易に染色することができ、かつ日光にも堅牢である。蛍光染料は紫外線（波長300～400ナノメートル、1ナノメートルは10億分の1メートル）を吸収し可視の青紫光（波長430～450ナノメートル）を放射する染料で、白さの向上を感じさせるのに用いられるが、タングステンランプのように紫外線を出さない光の下では白く感じられない。

［御田昭雄　2016年6月20日］

その他の助剤

多くの助剤が種々の目的で用いられる。そのうち一般的なものはスライムコントロール剤で、そのほか広く用いられているものには紙力増強剤などがあげられる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

スライムコントロール剤

製紙工場では抄紙の際に大量の水を使い、その大半は回収して循環利用するが、パルプがもち込む微量な可溶性の糖分などが蓄積し、とくに夏期はバクテリアやかびが繁殖して粘着性の泥状物（スライムslime）が発生する。スライムコントロール剤はこのスライムが製品を汚染し品質を損ねるのを防ぐために用いられる。かつては水銀、錫(すず)等を含む有機金属化合物も使われたが、その後毒性の弱い有機窒素硫黄(いおう)系、有機ブロム系化合物が多く使われる。また循環水をオゾン滅菌する試みなども行われている。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙力増強剤

紙は本来、パルプをぬらして、たたいただけで強度のある紙が得られていた。しかしかつては考えられなかったほど原料パルプが低質化したため、紙力増強剤を加えなければならなくなった。資源問題、公害問題、さらには地球環境に対する社会の関心の高まりに応じて、古紙からパルプを再生して、社会の要求にあった性能の紙を製造する必要が生じたのである。2013年時点で、新聞用紙に対する古紙利用率は78％を超えている。板紙の製造では、板紙の古紙のほかに印刷紙や包装紙等の古紙など、ほかの紙の製造に適さない低質な再生パルプの混合率が93％を超えるに至った。このように粗末な原料からつくった板紙に、重量物を梱包(こんぽう)できる段ボール用の板紙の性能が求められる状況にあり、そのため紙力の増強を可能とする薬剤が必要となったのである。紙力増強剤には乾燥紙力増強剤と湿紙強度増強剤がある。

　乾燥紙力増強剤は紙の軽量化と高速印刷とに耐えうるように用いるもので、トウモロコシ、小麦、タピオカ等の生デンプンおよび変性デンプンを加工処理したもの、植物ガム、ポリアクリルアミド等が用いられる。これらは、パルプのセルロースやヘミセルロースのヒドロキシ基と増強剤の分子がもつアミノ基やヒドロキシ基との間で水素結合が生じ、繊維間に作用する結合数を増加させることによって強度が上昇するのだと考えられている。

　湿紙強度増強剤は湿潤時に極端に強度が落ちる紙本来の欠点を補強するもので、エポキシ化ポリアミドポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリエチレンイミン等が使われる。これらの樹脂は完全紙料を調製する際にパルプのスラリー（懸濁液）に添加し、セルロース分子間で形成されている耐水性に乏しい水素結合領域を被覆保護したり、三次元化した網目構造をとることによって、繊維を固定して湿紙強度を出すとともに、乾燥強度も増加させるものである。

［御田昭雄　2016年6月20日］

抄紙

今日でも高級和紙の一部の製造には手漉きが行われているが、洋紙、板紙のすべてと大部分の和紙（機械抄き和紙）は抄紙機で抄造される。手漉きでは、パルプの懸濁液を簾または金網（ワイヤ）で膜状に漉き上げて湿紙を得、得られた紙を絞り乾燥して製品とするが、機械抄きでは以上三つの工程を連続的かつ機械的に行う。抄紙機は、(1)目の細かい金網またはプラスチックの網（ワイヤとよぶ）を無端ベルト状または円筒状の籠(かご)の表に張り付けてエンドレスのワイヤにし、同一方向に高速かつ連続的に動かすことによって網の上で完全紙料であるパルプの懸濁液から水を漉(こ)し取り、湿紙を形成させる部分、(2)湿紙に含まれる余分の水分を、回転ロールの間に挟んで連続的に絞る部分、(3)水を絞られ送られてくる湿紙をさらに回転する加熱ドラムに巻き付けながら水分を蒸発させて乾燥した紙にする部分、とからなる装置で、各部分を(1)ワイヤパートまたはウェットパート、(2)プレスパート、および(3)ドライヤーパートとよぶ。

　抄紙機の機種は非常に多いが、構成する三つのパートのうち、とくにワイヤパートとドライヤーパートとの違いにその特徴がみられ、ワイヤパートの様式の代表的なものとして、長網抄紙機、円網(まるあみ)抄紙機、ツインワイヤ抄紙機があり、ドライヤーパートの代表的なものとして長網抄紙機や円網抄紙機などに用いられる多筒式、ヤンキーマシンに用いられる単筒式などがある。さらにパートの組合せを変えたり重ねたりしたコンビネーションマシンなどがある。なお、各抄紙機の詳細については別項「抄紙機」を参照。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙の寸法規格と取引単位

紙の加工仕上げ寸法はJIS(ジス)（日本工業規格）により定められているが、これによるとA列とB列とがあり、A列0番は841ミリメートル×1189ミリメートル（面積は1平方メートル）、B列0番は1030ミリメートル×1456ミリメートル（面積は1.5平方メートル）である。いずれも縦横比が　1：であるので、長辺を二つに折れば番号は1番増えて（たとえばB列1番）面積が半分になるが、縦横比は変わらないようになっている。原紙は化粧裁ち（書物の製本に際して、小口と天地をきれいに断裁すること）の余裕をみるので、幾分大きめにできている。

　洋紙の取引単位は、大口では連(れん)（1連は1000枚）またはキログラム、小口取引では連または枚を用いる。板紙の取引単位は大口ではトン、小口では連（1連は100枚）を用いる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙の種類

筆記用紙および図画用紙

筆記用紙はサイズのよく効いた筆記性のよい紙の総称である。一般には長く記録を保存するため、上質印刷用紙の原料と同様、化学パルプ100％を用いて抄造する。しかしメモ用紙として、下級印刷紙の原料に相当する砕木パルプを主体として、化学パルプ20～40％をつなぎとして用い、更紙(ざらがみ)も抄造される。用途に応じ仕上げや色合いなどが異なる。用途は多く、ノート用、便箋用、帳簿用、小切手用その他がある。

　図画用紙（画用紙）はペン書きのほか鉛筆画、水彩画、クレヨン画などが可能なように、表面を粗面仕上げした厚手の紙で、原料としては上質紙に相当する化学パルプを用い機械抄きでつくる。とくに高級な紙はコットンパルプを配合し、手漉きによるものもある。

［御田昭雄　2016年6月20日］

印刷用紙

印刷用に製造された紙。紙の発明の最大の目的が情報の保存および伝達であったが、印刷は今日でも情報の保存と伝達の有効な手段である。日本で製造される印刷・情報用紙は2014年時点で850万トンに達した。新聞用紙の313万トンを加えると1163万トンで、これは紙の生産量1512万トンの77％を占め、洋紙のほとんどは印刷のために製造されていることがわかる。板紙を含めたすべての紙の生産量の合計が2648万トンであるから、その44％にあたり、紙パルプ産業にあって大きな割合を占めている。

　印刷用紙の原料としては、従来は木材の晒パルプを主原料とするか、またはこれに砕木パルプを加えて主原料としていた。しかし、地球環境問題が厳しくなるにしたがって、その対策のための技術開発が進み、除塵(じょじん)、精選、脱墨、漂白等の技術が進歩したため、再生パルプの品質が向上し、印刷用紙原料として使われるようになった。かつては古紙の再生パルプは低品質で板紙にしか使えなかったが、2014年には年間消費される古紙1709万トンのうちの40.3％が印刷用紙などの紙の原料として利用され、とくに新聞用紙や下級印刷用紙などに大量に使われるようになった。詳細については別項目の「印刷用紙」を参照。

［御田昭雄　2016年6月20日］

ラミネーションと真空蒸着

ラミネーションは、上質紙、クラフト紙、板紙などの基盤の上に、デンプン、膠(にかわ)、CMC（セルロース系の糊(のり)）など水溶性の接着剤を用いて、上質紙、色紙、コート紙あるいはフィルムや金属箔(はく)を貼(は)り合わせて複合素材とすることで、防湿性、保香性など紙になかった新しい機能をもった加工紙を製造するための技術である。貼り合せに用いる素材のうち紙以外のおもなものは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムや共重合体フィルムなど非常に種類が多く、金属箔としてはおもにアルミ箔が用いられる。

　加工法としてはドライラミネーションと押し出しラミネーションがある。ドライラミネーションは通常フィルムまたは箔に溶剤型の接着剤を溶かして塗り、乾燥機内で溶剤を蒸発させた後、加熱ロールの間に紙とともに挟んで加熱して貼り合わせる方法である。欠点としては有機溶剤を使うため、防火と安全衛生の設備が必要なことがあげられる。押し出しラミネーションは溶融した樹脂を、冷えて固まらないうちに紙と連続的に貼り合わせる方法である。製品の加工紙は用途が広く、重く吸湿性のある食糧、飼料および肥料などの包装用に、また軽く吸湿性のある食品やにおいの強い物品の包装用などにも使われる。

　金属を紙に真空蒸着させた加工紙も広く利用されている。真空蒸着に用いられる金属はおもにアルミニウムであるが、そのほかに金、銀、ニッケル、カドミウムなどがあり、通常40～60ナノメートル程度のきわめて薄い膜に蒸着される。製品の加工紙は装飾用のほか電子工業用にも利用される。

［御田昭雄　2016年6月20日］

板紙

厚い紙の総称でボール紙ともよばれる。板紙の種類は多く、段ボール原紙や紙箱の原紙に多く使われる。日本では第二次世界大戦後、あらゆる資源が不足したが、針葉樹材はとくに不足し、木箱ができず梱包と輸送に苦労した。しかし板紙を貼り合わせた段ボール箱が普及し始めて、包装と輸送が容易になった。空き箱は折り畳んで回収し、また箱として再利用できる。使えなくなった空き箱は古紙として回収し、再生パルプにして板紙を再生できるので、爆発的に生産と需要が増えた。2014年には板紙の生産量は年間1136万トンに達し、すべての紙（洋紙・板紙の合計）の生産量2648万トンの約43％に達する。詳細については別項目「板紙」を参照。

［御田昭雄　2016年6月20日］

土木建築材用紙

紙は土木建築の分野でも材料としてさまざまな用途で使われているが、特別に抄造され名前のついているものとして、ルーフィングペーパー、コンクリート養生紙、石膏(せっこう)ボード原紙などがある。

　ルーフィングペーパーは屋根葺(ふ)き材の下地に用いられる。コンクリート養生紙はコンクリートを打ったのち固まるまでの間、乾燥を防ぐためにコンクリートの上に張っておく加工紙である。クラフト紙のほかアスファルト加工紙、ポリエチレン加工紙などが使われる。

　ルーフィングペーパー、コンクリート養生紙などのうちアスファルトやタールを含浸させて使われる板紙は、とくに防水原紙とよばれる。

　石膏ボードは、おがくずその他軽量混和物と石膏とを練りあわせたものを2枚の石膏ボード原紙の間に挟んで成形したもので、家屋の内壁、天井などに仕上げ材の下地として使うが、同原紙は古紙の再生パルプを用いて坪量(つぼりょう)1平方メートル当り300グラム程度の厚い板紙として抄紙される（坪量は紙の単位当りの重量を表す。代表的なものとしてメートル坪量g/m²がある）。

［御田昭雄　2016年6月20日］

機械抄き和紙

明治政府は欧米の文化と技術の導入に努めたが、ミツマタなどの靭皮(じんぴ)（木の皮）の長繊維パルプを原料とした和紙を、紙幣用紙として抄紙機を用いて製造することに成功した。この技術はそれ以来民間にも広がり、アサなどの長繊維パルプを原料とし、短網ヤンキーマシンなどを用いて和紙が抄紙されるようになった。その後抄紙技術が進み、木材パルプのうちでも比較的繊維長の長い、針葉樹の晒パルプを混ぜて機械抄き和紙が抄造された。現在、製造コストを下げるために、機械抄き和紙の抄紙機と抄造技術を使って、木材パルプのみを原料とした安価な和紙風の書道半紙、便箋用紙等の製造が多く行われている。なお長繊維パルプを原料として用い、ごく薄くて抄きむらのない紙を機械で抄造する和紙の技術は、優れた絶縁紙、コンデンサーペーパーなどの製造に生かされ、製品はハイテクの分野に優れた素材として提供され世界的な評価を受けている。

［御田昭雄　2016年6月20日］

非木材紙

1995年時点の世界の非木材パルプ生産量は2530万トンであり、このうち中国は2221万トンで、当時の世界の非木材パルプ生産量の実に87.8％の実績を誇っていた。しかし、20世紀の末期には非木材パルプの生産に伴う深刻な公害問題を放置できなくなり、中国政府はついに規制を強化し、多数の非木材パルプ工場が閉鎖せざるを得なくなった。日本においても、1971年の田子ノ浦事件の前までは、板紙工場が日本各地にあった稲藁を原料として自家用に藁パルプを生産したり、零細な非木材パルプ工場が特殊紙用のアバカ（マニラアサ）パルプなどを生産していた。しかし公害問題が厳しくなると、適切な公害処理技術がなかったために、いくつかの藁パルプ工場は木材パルプ工場に変換し、アバカパルプは公害規制のゆるい海外の工場に生産をまかせ、残りの工場は閉鎖を余儀なくされたのであった。その後、公害処理技術を開発せずに非木材パルプの世界一を誇る生産をしてきた中国も、かつての日本と同じように工場閉鎖の止むなきに至ったことに世界の注目が集まった。

　非木材パルプの大半は、森林資源に乏しく、木材パルプがつくれない開発途上国によって、公害処理設備も十分でない零細工場で、竹、藁、バガス（サトウキビの絞りかす）などから粗悪な短繊維パルプが生産されてきた。それに比べ、ほとんどの先進国の非木材パルプ工場では、アバカなどのアサ類やコウゾ、ミツマタおよびガンピなどを用い、紙幣その他特殊高級紙の原料となる高価な長繊維パルプが製造されている。日本においても、国産の非木材パルプはコウゾやアサなど高価な原料を用い、割高な加工賃をかけ、製品の非木材パルプの価格も木材パルプの5～50倍ときわめて高く、和紙をはじめ紙幣用紙など特殊高級紙の原料として使われてきた。輸入される非木材パルプにはケナフやバガスなどが用いられているが、これらの原料は原産地では安いが、輸入に伴う諸経費をかけると木材パルプよりかなり高くつくため、木材パルプに10％前後混合して非木材紙とするしか方法がない状況にある。

［御田昭雄　2016年6月20日］

紙パルプの未来予測

ペーパーレスの時代はくるか

かつてはパソコンやソフトウェアの新型が発表されるたびに、ペーパーレス時代到来という予測がなされ、紙パルプメーカーが増設・増産を控えた時期があった。しかし、実際にはこれらの製品には紙に印刷された膨大な量の取扱説明書がついてくるなど、予期せぬ紙の消費が紙パルプの在庫を一掃させ、市場価格をつり上げ、紙パルプメーカーの増設・増産の動機づけになった。このような紙パルプの減産・増産の繰り返しは環境対策に大きな進歩を促し、国家・社会も紙およびその原料となる木材資源の節約とごみの削減を支援するようになった。いまや新型のパソコンやソフトウェアには取扱説明書がついておらず、消費者はパソコン画面からマニュアルを探し出して学ぶようになるなど、紙の消費と紙くずの発生は徐々に減少していった。

　紙の最大の役割であった情報の伝達や保存も、パソコンの急速な発達と普及により、その多くはとってかわられるようになった。新聞や雑誌の発行部数は減り続け廃刊するものもあり、さらにパソコンのなかに大きな百科事典や学協会の出す便覧等の膨大な情報が収録保存され、そのなかから必要なときに必要な情報が検索できる体制も進みつつある。

　このような状況のなか、近い将来、紙に対する常識が大きく変動し、紙のない社会がくるのではないかと感じる人々も増えている。確かに情報の伝達と保存については、急速な勢いでパソコンと新しい記録媒体に移っているのは事実である。しかし記録には、永久に保存したい、たいせつなものも少なくない。日本では1000年以上も前に和紙に墨書した多数の資料が、高温多湿の環境にも耐え、古文書としてきわめて良好な状態で保存されている。これは、紙と墨が情報保存の媒体としてきわめて優れていることの証明になろう。

　また今日でも、紙に印刷した本を好み、それを書店の書棚のなかから選んで買うことを楽しみにしている人や、筆記用紙にメモをとりながら覚え、その記憶を整理しなければ勉強や仕事が進められないという人はいるだろう。そのような人々の求めに支えられて、印刷用紙も筆記用紙も減ることはあってもなくなることはないと思われる。

［御田昭雄　2016年6月20日］

日本の公害処理の進化

パルプ廃液には大量の有機物や硫黄化合物が含まれているが、かつては莫大(ばくだい)な量の水で希釈し、軽度の公害処理をすれば川に放流することができた。しかしパルプ工場が巨大化するに伴って、希釈に用いる水は川の水では足りなくなった。希釈の足りない高濃度のパルプ廃液は夏季にはメタン発酵をおこし、メタンガスとともに猛毒性の硫化水素が発生したため死亡事故までおき、1970年代には紙パルプ産業の存亡にかかわる大きな公害問題にさらされた。しかし当時、これらの問題を抜本的に解決できる技術は欧米の先進諸国にもなかった。そのため日本は思いきった発想の転換を求められ、産官学の協力により研究開発を進めて、日本独自の公害の測定技術、処理技術ならびに法規制の三位(さんみ)一体の体制を確立するに至った。パルプ廃液は薄めず、捨てずに集めて濃縮・燃焼することにより水の使用量の節約を可能とするとともに、蒸解薬品と蒸気・電力のエネルギーを同時に回収できるようになり、コストダウンにも成功した。

　さらに日本では都市ごみのなかに20～30％もの紙類が存在することを突き止め、本や紙くず等の紙類を分別して製紙工場に送り再生パルプを得、この再生パルプを使って板紙を製造する技術を開発することで都市の一般ごみの発生量を激減させるとともに、木材資源の節約にも成功した。板紙は商品の梱包、貯蔵、在庫管理ならびに輸送に世界規模で広く使われ、今後ともその需要と供給はさらに拡大し続けるものと期待されている。また製紙工場では再生パルプをさらに精選除塵、脱墨および漂白などを行うことで良質で高白色度の再生パルプを得、これを主原料として中・下級の印刷用紙まで製造し、排煙、悪臭、廃液、排水およびスラッジなどのいっさいを処理処分できる技術をあわせて完成した。これにより日本は世界に先駆けて、紙パルプ産業を極低公害型の持続可能な基幹産業として再構築することに成功した。また周辺諸国への技術の指導普及にもつとめ、今後ともその進化が期待されている。

［御田昭雄　2016年6月20日］

『紙パルプ技術協会編『紙パルプ事典』（1990・金原出版）』▽『紙パルプ技術協会編・刊『紙パルプ技術便覧』（1992）』▽『小沢普照著『ザ・森林塾』（1996・森林塾）』▽『紙パルプ技術協会編・刊『紙パルプ製造技術シリーズ6　紙の抄造』（1998）』▽『森本正和著『環境の21世紀に生きる非木材資源』（1999・ユニ出版）』▽『日本製紙連合会編・刊『ケナフが森を救うというのは本当ですか？』『森林はパートナー』『紙パルプ産業の現状』（いずれも2000）』▽『古紙再生促進センター編・刊『古紙ハンドブック　2000』（2001）』▽『日本製紙連合会編・刊『紙・パルプ産業の現状』（月刊『紙・パルプ』2001年特集号・2001）』▽『ピエール・マルク・ドゥ・ビアシ著、丸尾敏雄監修、山田美明訳『紙の歴史――文明の礎の二千年』（2006・創元社）』▽『山内龍男著『紙とパルプの科学』（2006・京都大学学術出版会）』▽『紙業タイムス社編『紙パルプ　日本とアジア』各年版（テックタイムス）』

[参照項目] | アマ | 亜硫酸パルプ | 板紙 | 印刷 | 印刷用紙 | カオリン | 化学パルプ | 紙パルプ工業 | 画用紙 | ガラス繊維 | ガンピ | 顔料 | 機械パルプ | グーテンベルク | クラフト紙 | クラフトパルプ | ケナフ | 合成紙 | 合成繊維 | コウゾ | 古紙 | コート紙 | サイズ | 再生紙 | 蔡倫 | 更紙 | 酸化チタン | 酸性紙 | 紙器 | 抄紙機 | 新聞用紙 | セミケミカルパルプ | セルロース | 染料 | タルク | 炭酸カルシウム | 段ボール | チタンホワイト | チップ | 中性紙 | 曇徴 | パピルス | パルプ | マニラアサ | ミツマタ | 木材パルプ | 洋紙 | 羊皮紙 | 硫酸バリウム | 連 | ロジン | 和紙

紙の伝播経路

紙の製造工程（印刷紙）

製紙工場のおもな設備(1)チップヤード

製紙工場のおもな設備(2)蒸解釜

製紙工場のおもな設備(3)漂白塔

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製紙工場のおもな設備(6)スーパーカレ…

製紙工場のおもな設備(7)倉庫

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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