木材不使用の紙

リグニンは、植物の強度の大部分を担う芳香族化合物を含む天然の複合ポリマーです。天然の状態では、植物の構造に剛性と弾力性を与えますが、リグニンの存在により、紙は経年劣化とともに弱くなり、黄色に変色し、最終的には崩壊します。これは、紙が経年劣化すると、リグニンが酸を放出し、紙を劣化させるためです。 ^{[ 5 ]}低木の木部や樹木の樹皮の内側の形成層から得られるリグノセルロースは、リグニン、ヘミセルロース、セルロースから構成されており、製紙に関係しています。^{[ 6 ]}

紙パルプは、セルロース材料を化学的および物理的に分解し、濾過して水と混合してウェブ状に再形成したものです。材料を化学的に分解してパルプを作ることを化学パルプ化といい、材料を機械的に分解してパルプを作ることを機械パルプ化といいます。^{[ 6 ] [ 7 ]}

リグノセルロース（リグニンを含む植物）の化学パルプ化では、化学薬品が木材繊維を分離します。化学薬品は、化学作用によって木材繊維の成分、特にヘミセルロースとリグニンが溶解および分解されるため、リグニン含有量を低下させます。化学パルプ化により、木材繊維の水素結合を妨げるリグニンが除去されるため、丈夫で高品質の紙を製造できる単一の途切れない繊維が得られます。化学パルプは、美術やアーカイブで使用されるような、高品質で長持ちする木材不使用の紙の製造に使用されます。^{[ 6 ]}化学パルプ化プロセスは、リグニンを完全に除去し、炭水化物を保存することを目的として、高圧および高温の水性アルカリ性、中性、または酸性の条件下で行われます。通常、リグニンの約90%が除去されます。^{[ 7 ]}

一方、機械パルプ化では、リグニンをセルロースから分離することなく、生のリグノセルロースをパルプに変換します。^{[ 7 ]}水または蒸気以外の化学薬品は使用されません。収率は約90%から98%です。高収率は、リグニンが保持されることによるものです。機械パルプは、低コスト、高剛性、高嵩高、高収率を特徴としています。機械パルプは、リグニンが木材繊維間の水素結合を阻害するため、強度が低くなります。また、リグニンは、光や空気にさらされるとパルプを黄色に変色させます。機械パルプは、新聞用紙や雑誌用紙などの非永久紙の製造に使用されます。機械パルプは世界の生産量の20%から25%を占めており、この割合は、プロセスの高収率と繊維資源に対する競争の激化により増加しています。技術の進歩も、機械パルプの需要を高めています。^{[ 6 ]}

木材不使用非塗工紙（WFU）、非塗工木材不使用紙（UWF）、または非塗工高級紙は、木材不使用のベース紙を表す製紙業界の技術用語です。 ^{[ 8 ]}針葉樹と広葉樹の両方の化学パルプが使用され、少量の機械パルプ（多くの場合、アスペンまたはポプラ）が添加されることがあります。これらの紙グレードはカレンダー加工されます。^{[ 9 ]}特性としては、強度が高く、白色度が高く、保存性に優れています。^{[ 10 ]}コーティングがないため、木材不使用塗工紙（WFC）よりも光沢が少なくなります。^{[ 11 ]}

オフセット紙は、主にオフセット印刷用に設計された、木材パルプ不使用の非塗工紙の一種です。坪量は60gsm（グラム/平方メートル）から200gsm以上まであります。軽い坪量はパンフレットやチラシの作成に、重い坪量は包装やその他の耐久性のある用途に使用されます。^{[ 12 ]} SC（スーパーカレンダー）オフセット紙はISO白色度が67%以上で、オフセット印刷用に表面強度が最適化されています。^{[ 13 ]}