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紙の色々Q&A

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Q.紙の原料になる木は? Q.紙は木材以外でも作れるの? Q.日に当てると、黄色くなるのはなぜ? Q.紙はなぜ水に弱い? Q.和紙と洋紙、どう違う? Q.紙の規格、A判とB判とは? Q.紙の製造による、森林への影響は? Q.紙を1t作るのには、どれくらいの木が必要?

紙の原料になる木は?
基本的に、どんな木でもパルプ化が可能です

植物である以上、ほとんどの物が紙にすることができます。
特に国内材であれば、どんな木でもまず問題はありません。

日本で使われている代表的な樹種

針葉樹材
国産
杉やヒノキ、赤松やから松などの松類など
輸入
北米のスプルース
南半球のラジアータパインなどの植林木
広葉樹材
国産
ブナや白樺、樫、シイなど
輸入
米国のオールダー
オーストラリアのユーカリなど
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紙は木材以外でも作れるの?
木材以外でも、薔薇や白菜などでも作れます

現在作られている紙のほとんどは、木材を原料としています。
しかし、世界的に見てみると、ワラや麻などの非木材の植物繊維を原料として作られた紙も多くあり、世界で生産されたパルプの約10%にあたります。
日本の和紙も非木材紙です。

植物の繊維であれば、薔薇やタンポポなどの花(茎の部分)、白菜やネギなどの野菜からでも作れます。
非木材パルプの原料に主に使われているのは、わら、竹、サトウキビなどですが、最近では、ケナフという植物が注目されています。
ケナフはアオイ科の植物で、アフリカやカリブ海、東南アジアに自生しています。

ケナフは5〜6ヶ月で3メートルほどに成長します。
また、1年生の栽培作物なので、使用量に応じた計画栽培が可能です。
さらに選抜育種や品種改良により繊維収穫量も上がり、新しい製紙原料として期待されています。

また、これらの他にも植物繊維ではなく、ガラス繊維やセラミック繊維を使った特殊な紙も作られています。

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日に当てると、黄色くなるのはなぜ?
紫外線によって、化学変化が起こっているからです

紙を長時間日光に当てていると、黄色くなったり、色が薄くなったりします。
これは、紫外線により紙が化学変化を起こしているからです。
保管状態、温度や湿度も影響しますが、一般に上質紙とくらべると、新聞紙などの再生紙の方が変化が早く起こります。

これは、上質紙は再生紙に比べ、木材の成分の中で光と反応しにくいセルロースの純度が高いからです。
また、古紙を配合して作る新聞紙などの再生紙は、紫外線と反応しやすいリグニンなどを多く含んでいることも上げられます。

また、変色以外の変化として、長い期間のうちに紙がぼろぼろになる 『劣化』 が上げられます。
これは、紙の製法に理由があります。
紙を作る時、インキで字を書く時に出る滲みを防ぐ為に松ヤニを加工したサイズ剤という薬品を入れます。
これを紙の繊維に定着させるために入れる、硫酸アルミニウムという薬品が紙を酸性にします。
そして、その酸が時間をかけ、紙の繊維を構成するセルロースを傷めます。
その結果、紙は 『劣化』 していきます。
このような製法で作られた紙を、酸性紙と言います。

今では、硫酸アルミニウムを使わなくても繊維に定着するサイズ剤もでき、それを使用した製法も行われています。
このような製法で作られた紙を中性紙といい、印刷や筆記用紙での使用の比率が高まっています。

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紙はなぜ水に弱い?
繊維をつないでいる、水素結合が弱くなるからです

紙は、短い繊維が絡み合ってできています。
この絡み合いがほどけないのは、繊維と繊維が水素結合という力でお互いに引っ張り合っているからです。
しかし、この水素結合の力は非常に弱く、崩れやすいものです。
紙を手で引きさいてみると簡単にやぶれますが、これは、繊維そのものが切れているのではなく、絡み合った繊維がずれたり、ほどけたりして、結合していられなくなったのです。

このように、非常に弱い水素結合ですが、紙を水に濡らすとさらに弱くなります。
これは、繊維どうしの水素結合の間に水が入ると、繊維と水が水素結合してしまい、繊維どうしの水素結合が壊れるからです。

しかし、水に弱いという紙の特徴は、時として大きな利点にもなります。
身近な例では、トイレットペーパーが水に溶けなければトイレが詰まってしまいます。
また、新聞紙や雑誌、段ボールなどの古紙が再生紙として再利用できるのも、溶かすことができるからです。

紙は、この性質のおかげで、もっとも再利用しやすい物と言われているのです。

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和紙と洋紙、どう違う?
原料である繊維が違います

紙作りの基本は、原料を煮て繊維を取り出し、叩き、網などですき上げ、水を切り、乾燥させるというものです。
和紙と洋紙の差は、原料である植物繊維の取り出し方の違いによってあらわれます。

私たちが普段使っている洋紙には、木材の繊維が使われています。
木材を機械的にすりつぶしたり、薬品で煮たりして繊維を取り出します。

それにくらべ、和紙は木材そのものでなく、樹皮の内側の靭皮(白皮)を使います。
原料として、桑科の 『こうぞ』 や、ジンチョウゲ科の 『がんぴ』 、『みつまた』 など繊維の取り出しやすいものが使われます。
靭皮を煮るときに木の灰を加え、灰汁(あく)を作ります。
その灰汁で煮ることにより、不要なものを溶かし、繊維を取り出します。

和紙は洋紙に比べ、保存性に優れています。
しかも丈夫で、劣化が少ないという利点もあります。
選りすぐりの原料を使い、一枚一枚手作りで作られる独特の味わいを生かし、美術工芸を中心に利用されています。
それに比べ洋紙は、大量生産、品質の均一、加工が容易などの利点があります。
新聞や雑誌、印刷洋紙、段ボールからトイレットペーパーなどの衛生用紙などなど、多くの分野で使われています。

和紙が洋紙よりも丈夫なのは、原料である繊維の長さが和紙のほうが長いため、より強く絡み合うのが大きな理由です。

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紙の規格、A判とB判とは?
昭和4年に商工省が日本標準規格(JES)で発表した標準寸法です

紙に最初の標準規格が決められたのは、昭和4年のことです。
それまでの書籍や雑誌は、日本古来の四六判や菊版が広く用いられ、仕上寸法自体も統一されていませんでした。
そこで、当時の商工省が日本標準規格(JES)で『紙の仕上寸法』を発表しました。

その規格は、原紙の標準寸法をA列とB列の2種類とし、仕上寸法として、A列・B列ともに、0番〜12番までを定めています。
よく言う、A4やB5というようなサイズは、A列の4番、B列の5番といった意味です。

規格統一にあたって、諸外国の例も調査され、A列にはドイツ規格のA列系統がそのまま使われました。
B列は日本独自の寸法を使っています。

紙の寸法は、A・B判ともに0番を基本に、半分に折ったものが1番、さらに半分に折ったものが2番という様に、12番まで半分ずつ小さくなっていきます。
その基本となる0番のサイズは、長辺と短辺の比率を1対ルート2とした、A版は1平方メートル、B版は1.5平方メートルの四角形となっています。

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紙の製造による、森林への影響は?
紙の原料の多くは、製材生産時に出る残材などの廃材を利用しているため、ほとんど影響はありません

紙は木材を原料とするため、森林への影響を気にする人は多いと思います。
しかしながら、紙を作ることで木材資源がなくなることはありません。

その理由として、紙の原料は木材のみでなく古紙が多く使われることがあげられます。 日本での古紙の利用率は53.4%(95年調べ)となっています。 つまり、紙の原料は古紙53.4%、木材46.6%となります。

木材原料の構成比率

製材背材
32%
天然林からの木材
44%
人工林からの木材
21%
家屋の解体材
3%

背材とは、丸太から柱や板などの製材を取った残りのことです。
そして、天然林や人工林からの木材の多くは、林を伐採したとき出る製材用に適さない木や、1本の木から製材用の丸太を取り出した後に残る、枝や先っぽの部分が大きなウエイトを占めています。

つまり紙の製造には、原料の半分以上に古紙を利用し、木材原料の多くも廃材を利用しているため、紙の製造による森林への影響はほとんどないのです。

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紙を1t作るのには、どれくらいの木が必要?
直径14cm、長さ8mの木材が約20本必要です

紙を1t作るのには、直径14cm、長さ8mの木材が約20本必要です。
これは、トイレットペーパー約5000ロール分に相当します。
しかしながら、これは上記分の繊維が必要なのであって、実際にこれだけの木材を使うわけではありません。

紙の原料は木材だけでなく、古紙も利用されます。
木材も製材だけでなく、製材生産時に出る廃材などが多く使われます。
つまり、紙の原料を 『このサイズの木材が何本』 という様に換算したところで、現実の木材の姿とは異なったものになってしまうのです。

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