製紙

製紙、マットまたはフェルトシートの形成、通常はセルロース繊維のワイヤースクリーン上の水懸濁液から。紙は、書面によるコミュニケーションと情報の普及に使用される基本的な資料です。さらに、紙や板紙は、包装、包装、タオル地、断熱材、写真など、他の何百もの用途に材料を提供します。

紙という言葉は、エジプトのナイル川沿いに豊富に生息する葦植物パピルスの名前に由来しています。古代には、この植物の茎内の繊維層が取り除かれ、並んで配置され、同様に配置された別の層のセットと直角に交差していました。そのように形成されたシートを湿らせ、プレスした。乾燥すると、接着剤として機能する植物の接着剤のような樹液が層を接着しました。現代の製紙に不可欠な要素である完全な解繊は、パピルスシートの準備では発生しませんでした。パピルスは古代で最も広く使用されていた筆記資料であり、多くのパピルスの記録はまだ残っています。

製紙プロセス

歴史的発展

製紙は、広告の105頃まで遡ることができます。中国の宮廷に所属する当局であるTs'ai Lunが、桑や他の靭皮繊維、網、古いぼろきれ、麻の廃棄物を使用して紙を作成したときです。西へのゆっくりとした旅の中で、製紙技術は751年に中央アジアのサマルカンドに到達しました。そして793年に、最初の紙は、ヒュルンアルラシェドの時代にバグダッドで作成されました。イスラーム文化の黄金時代は、製紙をヨーロッパのフロンティアにもたらしました。

14世紀までに、ヨーロッパ、特にスペイン、イタリア、フランス、ドイツに多くの製紙工場が存在しました。1450年代の印刷の発明により、紙に対する需要が大幅に増加しました。18世紀まで、製紙プロセスは基本的に変更されず、リネンと綿のぼろ布が基本的な原材料を供給しました。製紙工場はますます不足に悩まされています。18世紀には、彼らはぼろ布を宣伝し、公に求めさえしました。より豊富な材料を利用するプロセスが必要であることは明らかでした。

材料とプロセスの改善

1800年に、木材パルプおよび他の植物パルプから紙を製造するための実用的な方法の開発を開始した本が出版されました。いくつかの主要なパルプ化プロセスが徐々に開発され、それにより製紙業界は綿とリネンのボロに依存することから解放され、近代的な大規模生産が可能になりました。これらの進展は、2つの異なる経路をたどりました。一つは、繊維と繊維の破片が機械的手段によって木構造から分離された。もう1つは、木材をリグニンや他の木材成分を溶解および除去する化学溶液に曝し、セルロース繊維を残しました。機械的方法で作られた砕木パルプは、木材のすべての成分を含んでいるため、高い白色度と耐久性が要求される紙には適していません。ソーダや亜硫酸パルプ（後述）などの化学木材パルプは、高い明度、強度、耐久性が要求される場合に使用されます。砕木パルプは1840年にドイツで最初に製造されましたが、このプロセスは1870年頃まで広く使用されるようにはなりませんでした。ソーダパルプは1852年にイギリスで最初に木材から製造され、1867年に亜硫酸パルプ化について米国で特許が発行されました処理する。

セルロース系繊維（「ウォーターリーフ」）のみで構成された紙は吸水性があります。したがって、水性インクやその他の水性液体が浸透し、その中に広がります。このような濡れや浸透を遅らせるさまざまな物質を紙に含浸させることをサイジングと呼びます。

1800年以前は、動物用接着剤または植物性ガムを含浸させることにより、紙シートのサイズが決定されていました。1800年にドイツのモリッツフリードリッヒイリグは、ロジンとミョウバンを入れたバットで紙のサイズを調整できることを発見しました。Illigは1807年に彼の発見を発表しましたが、この方法は約25年間広く使われていませんでした。

1774年に塩素元素が発見され、紙の漂白に使用されました。しかしながら、当時の化学的知識の欠如は、この方法による劣った紙の生産をもたらし、数年間それを信用しなかった。塩素漂白は今日、一般的な製紙技術です。

機械の紹介

抄紙機が発明される前は、網の底のあるフレームまたは型をストックのバットに浸すことにより、一度に1枚の紙が作られていました。金型を持ち上げると水が排出され、シートが画面に残ります。次に、シートをプレスして乾燥させた。1枚のシートのサイズは、人がストックのバットから持ち上げることができるフレームとカビのサイズに制限されていました。

1798年にフランスのニコラ・ルイ・ロベールは、連続的なストックの流れを受け取り、湿った紙の切れ目のないシートを一対のスクイーズロールに送る移動式スクリーンベルトを建設しました。フランス政府は、特許の付与によってロバートの仕事を認めた。

抄紙機は実用化されませんでしたが、1807年にロバートのアイデアに精通しているイギリスの2人のエンジニアが雇用主のヘンリーとシーリーの長網抄紙機の改良版を製造しました。長網抄紙機の兄弟も特許を取得しました。2年後、イギリスの製紙業者であるJohn Dickinsonが、シリンダー式抄紙機（以下で説明）を考案しました。これらの粗雑な始まりから、現代​​の製紙機械は進化しました。1875年までに、機械でコーティングされた紙が新しい写真製版プロセスによるハーフトーンの印刷に使用されるようになり、1884年にカールF.ダールはドイツのダンツィヒで硫酸塩（クラフト）パルプを発明しました。

抄紙機は製紙産業の機械化を象徴していますが、伐採から完成品の出荷まで、生産のすべての段階で機械化が劇的に増加し、手作業が減少しています。製紙作業では大量の材料を繰り返し移動する必要があるため、材料処理装置の設計と機械化は、これまでも、そしてこれからも業界の発展の重要な側面です。

現代の発明とエンジニアリングは古代の工芸を高度に技術的な産業に変えましたが、製紙の基本的な操作は今日まで同じです。プロセスの手順は次のとおりです。（1）セルロース系繊維の懸濁液は、繊維を完全に分離して水で飽和するように、水中で叩解することによって調製されます。（２）紙素材を織りスクリーンで濾過して、マットな繊維シートを形成する。（3）湿ったシートを押し固めて、大部分の水を絞り出します。（4）残りの水は蒸発により除去される。（５）使用要件に応じて、乾燥紙シートはさらに圧縮、コーティング、または含浸される。

さまざまなグレードと種類の紙の違いは、（1）繊維またはパルプの種類、（2）原料の叩解または精製の度合い、（3）原料へのさまざまな材料の追加、（4） ）坪量または単位面積あたりの物質を含むシートの形成条件、および（5）形成後に紙に適用される物理的または化学的処理。