驚異的な和紙の寿命
さらにもう少し紙の耐久性(保存性)について説明しますと、中性紙の場合、原則的にこの硫酸バンドを使用しませんので耐久性があり、中性紙の寿命は、酸性紙の50～100年に比べて 4～6倍あるとされております。
ところで現存している日本最古の紙は、正倉院に残されている大宝2(702)年の筑前(今の福岡県の北西部)、豊前(大半は今の福岡県東部、一部は大分県北部)、美濃(今の岐阜県の南部)で造られた戸籍用紙(いずれも楮紙)ですが、これらに代表されるように今なお1000年以上も経た正倉院の御物がしっかりと原形を保っているように、和紙の寿命は驚異的といわざるを得ません。
このように、なぜ和紙の保存性は優れているのでしょうか。保管環境がよいこともあげられますが、それ以外に硫酸アルミニウムや苛性ソーダなどの強い薬品を使わないで、木灰、石灰などの灰汁(あく)を使用するために紙漉きのpHが弱いアルカリ性であること、さらに黄色く変色しやすく、劣化しやすいリグニンという物質の残存量が少ないためです。また原料である楮など靱皮繊維の長さが木材パルプ繊維よりも長い上に、蒸煮・叩解の条件が洋紙に比べて緩和なために繊維の損傷が少なく、繊維の切断もほとんどなく自然のままの丈夫さで強い状態が保たれているからです。
なお、和紙は楮などの外側にある皮が原料として利用されるのに対して、洋紙は木の外皮は棄てられ内部の木質部が使われます。すなわち、和紙が楮、三椏、雁皮などの薄い外皮(黒皮)を取り除いた表皮部の白皮を原料(靭皮繊維…非木材パルプ)にし、しかも内部の木質部は燃料などにされているのに対し、洋紙のほうは、木材である松やブナなどの針葉樹、広葉樹の外樹皮は取り除き、内側の木質部を原料にした木材繊維(いわゆる木材パルプ)が使われております。参考までに主な製紙原料の特徴を表6に示します。
| 平均繊維長(mm) | リグニン(%) | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 楮(白皮) | 6～20 | 3～8 | 和紙原料、靱皮繊維 |
| 広葉樹 | 0.8～1.8 | 17～28 | 洋紙原料、木質繊維 |
| 針葉樹 | 2～4.5 | 20～35 | 洋紙原料、木質繊維 |
ところで王子製紙は2000年の春に、1000年劣化しない紙「千年紙」を開発・発売しました(銘柄 OKプリンス上質21…上質紙系)。王子製紙のPR、情報によれば、
①リグニンなどパルプに残り、紙の強度劣化・褪色の原因となる物質をさらに除去すること
②硫酸アルミニウムをまったく使用しないこと
③蛍光染料をまったく使用しないことなどの処理を行い、光や熱によってセルロースを切断する引き金となったり(強度劣化)、化学反応を引き起こしたり(褪色)して、紙の劣化を進行させる物質を取り除き、生まれたのが、強度劣化が低い、褪色しない、そして白色度の低下を抑えた紙、すなわち“千年紙"というわけです。この究極の長期保存性に優れた紙、「千年紙」は洋紙では初めてではないでしょうか。
pHの測定は電位差測定、比色、pH試験紙などにより行いますが、冷水抽出法ないし熱水抽出法による紙試料全体のpHを測る方法(JIS P 8133)と、pH指示液を紙表面に塗布し標準変色表と比較する表面pHを測定する方法(J.TAPPI No.6) などがあります。
酸性紙か中性紙かの見分け方
次に紙(酸性紙・中性紙)の一般的な表面pHを示します(表4)。
表4.紙(酸性紙・中性紙)の一般的な表面pH
| 塗工状態 | 一般的な表面pH |
|---|---|
| 非塗工紙 | 酸性紙 3.5～5.0、中性紙 6.0～7.0 |
| 塗工紙 |
酸性紙 6.5～7.0、中性紙 6.5～7.5 (紙表面に塗布される塗料のpHは、9～11くらいのアルカリ性のため塗工紙のpHは非塗工紙よりも高い) |
ご存知だと思いますが、酸性紙か中性紙かの見分け方を次に示しておきます(表3)。
| 方法 | 見分け方 |
|
|---|---|---|
| ① |
燃焼法(簡便法) | 灰が黒っぽくなる方が酸性紙、白っぽい灰色になる方が中性紙 |
| ② |
食酢液に浸す | 食酢液に紙の小片を浸すと中性紙の場合はごく小さな泡が発生 |
| ③ |
中性紙チェックペンの使用 | 紙面に中性紙チェックペンで書くと、酸性紙の場合は瞬間的に色が変化。中性紙の場合は変化なし |
| ④ |
pH試験液の塗布 | pH試験液を紙面に塗布し判定 |
| ⑤ |
JIS法(JIS P 8133) |
紙を浸した水(熱水、冷水)抽出液のpHをガラス電極pHで測定 |
酸性紙か中性紙かの見分け方としては、上表のように紙面pH測定塗布液・pHテスターペンや紙面測定用pH計などのpH試験液を直接、紙面に塗布しpH値を測定する④のような方法や⑤JIS法があります。
さらに安くて簡単な方法として、③中性紙チェックペンの使用や②食酢液に浸す方法があります。中性紙チェックペンはサインペンと同じような形で、インクの代わりにpH指示薬が入っており、紙面に書くと、酸性紙の場合は瞬間的に色が変化しますが、中性紙の場合は変化しません。
食酢液に浸す方法は、中性紙の場合はごく小さな泡が発生します。中性紙に配合されているアルカリ顔料である炭酸カルシウム(炭カル)が酸(食酢)と反応して炭酸ガスを生じるからです。
もっと簡便的な方法があります。それは①「燃焼法」です。紙を燃やしとき、残った灰が黒っぽくなるほうが酸性紙で、白っぽい灰色になる方が中性紙です。これは酸性紙の中の硫酸分による炭化促進によって炭化物ができ灰が黒っぽくなるからです。一方、中性紙はその作用がないので、灰は白っぽい灰色になります。
ところでタバコを吸ったときにタバコの煙とともに吸殻は白っぽくなりますが、これは用紙が中性紙(炭酸カルシウム紙=炭カル紙、ライスペーパー)だからですね。
それでは試しに皆さんも身近にある紙で実地してみてください。新聞紙やティッシュペーパー、トイレットペーパー、コピー用紙は酸性紙・中性紙のいずれでしょうか。小片をライターなどで燃やし灰の色を確認してみて下さい(火災に注意!!…灰皿などの中でごく僅か燃焼)。
サンプルの中には異なるものがあるかも知れませんが、一般に新聞紙は酸性紙(灰が黒っぽい)、ティッシュペーパー・トイレットペーパー、コピー用紙は中性紙(灰が白っぽい)です。しかし、トイレットペーパーでも古紙ものは酸性紙かも知れませんね。和紙はどうでしょうか。手漉き和紙は中性紙で、機械抄き和紙は酸性紙です。私の手持ちはそうですが、皆さんはいかがでしょうか。自信がついたら他の紙でも確認してみて下さい。
(2006年11月1日見直し・再録)
参考・引用資料
- 日本製紙連合会 機関紙「紙・パルプ」2002年10月号 中嶋隆吉著「」
- ホームページ「紙への道」…コラム(14) 紙の用語解説[4]酸性紙、中性紙とは(2003年11月1日付け)