紙工芸 - 百科事典

**紙工学研究は、物理科学（例えば化学と物理学）と生命科学（例えば生物学と生化学）を組み合わせ、数学を用いて原料を有用な紙製品やコプロダクトに変換する工学の分野です。この分野は、プロセス工学とユニット操作に様々な原理を適用し、紙、化学製品、エネルギーおよび関連する材料の製造に応用されています。以下のタイムラインは、化学およびバイオプロセス工学の科学の発展におけるいくつかの主要なステップを示しています**：

応用
今日、紙および化学工学の分野は、さまざまな製品の製造に応用されています。林業と生物学、化学科学、（生物）化学工業の範囲は、有機物および農薬（肥料、殺虫剤、除草剤）、油化学物質、香料と香草、食品、飼料、薬品、栄養補助食品、化学製品、ポリマーおよび生物材料からのエネルギーを製造しています。

紙工学の結果として生まれる紙、箱紙、およびさまざまな紙の派生物は、日常生活の中で広く使用されています。化学工学の一部としてだけでなく、紙工学の分野は森林管理、製品リサイクル、紙ベースのメディアの大量生産と密接に関連しています。

方法


=機械浆造=
機械浆造のプロセスでは、「砕き」および「精製」が主な方法の2つです。砕きは、木材やチップを回転する石に圧し当てることで繊維を作る方法です。精製浆造は、木材チップに化学物質または熱を加え、それらの物質を2つの円盤の間で圧縮することで処理する方法です。精製浆造には4つの主なタイプがあり、これには精製機械浆造、熱機械浆造、化学機械浆造、および化学熱機械浆造が含まれます。各プロセスの詳細は以下のリンクに含まれています：
機械浆造は、化学浆造に比べて比較的低コストで、高い浆の収率（85～95%）があります。しかし、作られる紙は一般的に弱く、リグニンを保持しています。

=化学浆造=
化学浆造のプロセスは、プロセス中の素材の細胞壁に含まれるリグニンを化学的に分解するために使用されます。セルロース繊維がリグニンから分離された後、耐久性のある紙、箱、ボックス紙を作るために処理される浆が作られます。化学浆造は、主に以下の2つの方法で特徴付けられます：硫酸（クラフトプロセス）浆造と硫酸鹼浆造、これら2つの方法には異なる利点があります。硫酸浆造は、さまざまな樹種に適用でき、強い種類の紙を作成します。逆に、硫酸鹼浆造は、漂白および処理が容易な高容量の浆を作成します。しかし、硫酸浆造はより広く使用されています。なぜなら、製品は耐久性が高く、プロセス中に使用される化学物質は回収でき、環境汚染が最小限に抑えられるからです。

=さらに浆の処理=
その後、浆は装置を通して処理され、繊維の網として形成されます。この繊維ネットワークは、すべての水分を除去するために圧縮され、その後、紙は乾燥してすべての水分の残りを除去されます。

=仕上げ=
上記のプロセスが完了した後、得られた紙は表面を改良するために微少な量の高嶺土または炭酸カルシウムでコートされ、その後、目的に応じて再サイズされます。

=製品リサイクル=
一般的に、リサイクルされる素材はまず機械的または化学的浆造を経て、浆の形に処理されます。その後、通常の浆と同じ方法で処理されますが、時には元の繊維が追加され、製品の品質と外観を向上させることがあります。

関連分野とトピック

今日、紙およびバイオプロセス工学の分野は多様であり、生物技術やナノテクノロジーから電力生成までの分野をカバーしています。

大学と大学院

一般的に化学工学の専門分野として提供されています：

アメリカ合衆国
オーバーン大学
ジョージア工科大学
マイアミ大学
ノースカロライナ州立大学
SUNY ESF
メイン大学
ミネソタ大学
ワシントン大学
ウィスコンシン大学 - スティーヴンスポイント
ウェストミシガン大学
カナダ
モントリオール工科大
マギル大学
マクマスター大学
ブリティッシュコロンビア大学
ニューブランズウィック大学
クヴェブéc大学トリエール
トロント大学
ヨーロッパ
スペインのポリテクニカ・デ・カタルーニャ
ドイツのダルムシュタット工科大学
ドイツのドレスデン工科大学
フランスのグレノーブルINP
フィンランドのヘルシンキ工科大学
スウェーデンのリウダ工科研究所
フィンランドのタンピェレ工科大学
オーストリアのテクニシェ・ユニバーシタート・グラーツ
ロシアのサンクトペテルブルク植物ポリマー技術大学
ポーランドのロズワフ技術大学
イギリスのマンチェスター大学
フィンランドのアボアカデミ大学
アジア太平洋地域
アカデミテクノロジー・パルプ・アンド・ケーシング
モナッシュ大学
インド工科大学、ルーカス
中国南方技術大学

関連項目


参考文献