東京大学 大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻製紙科学研究室

 江前敏晴

えのまえ としはる

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紙の作り方を説明する。木材からのパルプを原料としているが、大きな丸太ではなく間伐材や建築廃材などを用いていることを説明。最近では古紙が原料の60％近くを占めて折、紙パルプ産業は決して環境破壊をしていないことも付け加える。チップや漂白パルプシートを見せる。

パルプ数種（持込）
チップ（博物館）
液晶プロジェクタ（持込）
ノートパソコン（持込）

ビデオ顕微鏡で表面を観察する。パルプシート、ノートの紙、雑誌（再生紙）。印刷された文字を見ながらさらに拡大すると繊維の大きさが理解できる。

 ビデオ顕微鏡オリンパスMIC-D（持込）
 パルプシート、雑誌（持込）

A4サイズのコピー用紙、トレーシングペーパー、世界一薄い紙を2つ折、4つ折り、8つ折り．．．、何回くらい折れるのだろうか。まずトリビアの泉のビデオを見せ、コピー用紙程度の厚さだと6、7回が限界であることを知る。折り曲げるたびに紙の重なる枚数が2倍になり6回折ると6mm程度の厚さになる。紙が折れるのは、紙に伸びる性質があるためであることを理解する。重ねた紙の外側はたくさん伸びないといけないが重ねた紙を何枚も伸ばすほどの力を手では出せないこと、出せたとしても伸びる量が大きいと切れてしまうために限界がある。この考え方だと、薄い紙は同じ枚数を重ねてもそれほど厚くならないのである程度回数を多く折ることができる。

コピー用紙、レポート用紙、ティッシュペーパー、世界一薄い紙（三木特種製紙提供）
 トリビアの泉DVD
　

蛍光染料は、目に見えない紫外線を当てると青い光を出す性質がある。印刷用紙にはこの蛍光染料が多く入っているので蛍光灯など紫外線を含む光を当てると青白く感じられる。蛍光染料を溶かした水を詰めた万年筆を取り出して、コピー用紙に字を書いてもらう。何を書いたのかよくわからないが、ブラックライト（紫外線を多く含む光を出す）の照明下で見ると字が浮かび上がる。この蛍光染料は印刷用紙に通常配合されるが、蛍光染料を多く含むインクジェット紙とまったく含まないろ紙を通常の照明下で色の比較を行い、次にブラックライトの照明下で比較する。さらに雑誌の紙は古紙パルプに含まれていた蛍光染料が発光すること、ティッシュペーパーには含まれないこと、紙幣（1000円札、5000円札、10000円札）はインキに各種の蛍光染料が使われていることをブラックライトの照明下で観察する。

 蛍光染料水溶液の入った万年筆（持込）
 コピー用紙
 インクジェット紙、ろ紙（持込）
 雑誌の本紙、ティッシュペーパー（持込）
 1000円札、5000円札、10000円札（持込）
 通常の染料を混ぜたメモ帳（持込）
　

紙の作り方を説明する。木材からのパルプを原料としているが、大きな丸太ではなく間伐材や建築廃材などを用いていることを説明。最近では古紙が原料の60％近くを占めて折、紙パルプ産業は決して環境破壊をしていないことも付け加える。チップや漂白パルプシートを見せる。

パルプ数種（持込）
チップ（博物館）
液晶プロジェクタ（持込）
ノートパソコン（持込）

ビデオ型の顕微鏡で表面を観察する。パルプシート、新聞紙を観察。新聞はあてにオリンピックで選手がガッツポーズをしているところのこぶしを拡大した。活字の大きさを見ながらさらに拡大すると繊維が見えてくるので繊維の大きさが理解できる。

ビデオマイクロスコープVH-5910（持込）、 スタンド（持込）、 パルプシート、新聞紙

段ボール、牛乳パックは紙製の容器である。かばんのような入れ物にもなる。ビデオ型の顕微鏡で新しい超薄手の段ボールの側面を見てみる。また新聞も容器になる。新聞紙を畳んで水を入れるマジックを披露する。これは市販されているマジックセット。中にはポリエチレン製の袋が貼り付けてあり、牛乳パックと同じ構造になっている。

ビデオマイクロスコープDG-2（持込）
スタンド（持込）
段ボール容器の紙、紙製かばん
新聞紙マジックセット

電子工作のオルゴールを利用する。金属の振動板から紙やプラスチックなどに板状材料に振動を伝えどれだけの大きさになるかを測定する。同じ大きさの円形に切り出した、�@紙、�A布、�BPETフィルム、�Cアルミニウム板を振動板にあて、磁石で固定する。電池のスイッチを入れ1.5Vをかけ、オルゴールを鳴らすと同時に音量計で音の大きさを測定する。外界の音を遮断して測定するためクーラーボックスのふたの部分に電子オルゴールを固定し、音量計は底に置いた。音が大きかった順に、紙、PETフィルム、アルミニウム板、（何もなし）、布。

クーラーボックス、電子工作のオルゴール（持込）
電池･磁石など（持込）
音量計CENTER 322（持込）
直径7cmの紙、布、PET、アルミニウム板
　

サーモリライトのカードを使用する。170℃ほどで加熱して急冷すると印字ができ、120℃ほどで加熱してこの温度をしばらく維持すると字を消すことができる。通常は専用のリーダライタを使うが、変圧器を使って半田ごての温度を調節して行う。火傷しないように軍手をしてもらう。まず、半田ごてを150℃にする。放射温度計で150℃程度になったことを確認し、字や絵を書いてもらう。半田ごてが75℃になるように設定したあと、温度が下がるまで、発色と消色の原理を説明する。温度が下がったら、字や絵の部分に半田ごての先端で軽くこすって消す。形態がもっと紙に近いとよいが、染料層を紙に塗った製品もあると説明。

サーモリライトカード数枚（持込）
変圧器と半田ごて（持込）
放射温度計Raytek ST20（持込）
軍手（持込）
冷却用ヘアドライヤー（持込）
　

紙の概要

紙の作り方を説明する。木材からのパルプを原料としているが、大きな丸太ではなく間伐材や建築廃材などを用いていることを説明。最近では古紙が原料の60％近くを占めて折、紙パルプ産業は決して環境破壊をしていないことも付け加える。チップや漂白パルプシートを見せる。

パルプ数種（持込）
チップ（博物館）
液晶プロジェクタ（持込）
ノートパソコン（持込）

紙の観察

ビデオ型の顕微鏡で表面を観察する。パルプシート、ノートの紙、雑誌（再生紙）。印刷された文字を見ながらさらに拡大すると繊維の大きさが理解できる。パルプシートを裂いて毛羽立ったところでは繊維の形状がよくわかる。

ビデオマイクロスコープVH-5910（持込）、 スタンド（持込）、 パルプシート、ノートの紙、雑誌（再生紙）

紙と水(1)
紙のポンプ
　

水のいっぱい入った足の長いワイングラスと小さなコップを用意する。水に手を触れることなく、一枚のティッシュペーパーで水を全て空のコップに移す方法はあるか？ティッシュペーパーを丸めて橋渡しするように引っ掛ければ、毛細管吸収とサイフォンの原理で水はどんどん移る。赤インクなどで着色しておけば、見た目にきれいで吸水速度がわかる。それほど速くは移動しないので、結果は最後に確認する。赤インクを入れすぎたのでちょっと汚く見えてしまった。薄めでも十分確認可能。

細長いワイングラス（持込）
ウイスキータンブラー（持込）
ラボジャッキ（持込）
ティッシュペーパー1枚
赤インク
　

紙と水(2)
紙が踊る

紙ナプキンなど無サイズ（はっ水性のない）のクラフト紙をこより状にしておき、黒いゴム板の上に置く。3種類の水をスポイトで滴下し、紙の様子を観察する。3種類の水は、�@ポリビニルアルコールの水溶液（文具の糊と同じ成分）、�Aシリコーンオイル、�B水で、�@はゆっくりで、�Bは速く踊り、�Aは踊らない。水が繊維間の水素結合を切り、また繊維を膨潤させることにより繊維同士が押し合い、その力で動き出すことを説明する。

黒色のゴム板（持込）
紙ナプキン数枚（持込）
水3種類（持込）
スポイト3個（持込）
USB接続のPCカメラとスタンド

紙と水(3)
紙が溶ける
　

水のよく溶ける紙としてトイレットペーパーがあるが、カルボキシセルロースの繊維でできた水溶紙、トイレットペーパー及びノートの紙を用意し、同時に水の入っているコップに入れてもらう。しばらくしたらガラス棒でかき混ぜ、比較してもらう。意外にもトイレットペーパーは繊維がばらばらにならず紙状のまま。水溶紙は見る見る膨潤し、繊維がばらばらになった。ノートの紙はほとんど形態が変わらない。

 水溶紙
 プラスチック製コップ2
 かき混ぜ棒2

紙と光
紙の透視
　

客席の1人にコピー用紙に何か文字を書いてもらい、折りたたんでからまず小さい封筒に入れる。これをさらに大きい封筒に入れて、イーゼルに立てかけた乳白色のプラスチック板上に置く。上から眺めてもらい中の紙に書いてある字が見えないことを確認してから、魔法の覗きめがね−実はトイレットペーパーの芯−を出す。別の人にこれで覗いてもらう。「『B』と書いてあります。」 普通に見ても見えなかったものが何とトイレットペーパーの芯で覗くと見える！

コピー用紙数枚（持込）
封筒2種大小数枚ずつ（持込）
やや太目のマジック（持込）
トイレットペーパーの芯（持込）　

紙の概要

紙の作り方、用途などの基礎。漂白パルプシートを見せる。

パルプ数種、液晶プロジェクター（博物館備品）、ノートパソコン（持込）、ビデオキャプチャカード

紙の観察

ビデオ型の顕微鏡で表面を観察する。パルプシート、ノートの紙、新聞紙を準備した。パルプシートの繊維がわかりやすかった。一般には手に入らないのでディッシュペーパーが見やすそう。

パルプシート、ノートの紙、新聞紙、顕微鏡用のスタンド、キーエンス製ビデオマイクロスコープVH-5910（持込）

紙の厚さ

コピー用紙500枚の束の厚さを測る。1枚あたりを計算。この紙を、2つ折で2倍、3回折ると4倍、4回折ると8倍…。何回折ったら富士山の高さになるか、をパワーポイントの中でプログラムして計算させた。25回折り重ねると3200mくらいになるという結果だった。

500枚入りコピー用紙、定規

紙容器の応用

金魚鉢。ポリエチレン製の袋に金魚と水を入れ、それを、窓を開けた紙容器に入れる。穴から膨らんだポリエチレン袋がレンズ効果を生み中の金魚が窓に近づくと大きく見える。窓が小さかったせいかそれほど拡大されなかった。

ポリエチレンの袋、金魚6匹、ケーキの箱

紙の呼吸

ピンと張った紙片に加湿すると紙は伸び、乾燥すると紙は縮む。レーザー変位計を使って正確に紙の長さの変化を測定する。毛髪湿度計の毛髪部分に紙片を取り付けられるように改造した装置を用意した。加湿器とヘアドライヤーで加湿と乾燥を行う。部屋の湿度が高いことが予想されるのでヘアドライヤーで先に乾燥させる。紙の伸び縮みを非常にわかりやすく示すことができた。レーザー変位計は作動しなかった。使用するパソコンとの相性を事前にチェックすべきだった。

紙の伸びを測定する装置（自作）、加湿器（持込）、ヘアドライヤー、キーエンス製レーザー変位計LC-2450（持込）

紙の断熱性

ホットプレートのスイッチを入れ、60℃くらいで均一になるのを待つ。上に新聞紙とコピー用紙をおき、赤外線カメラで撮影しながら温度上昇の速さを比べる。ゴム、プラスチック、布とも比較した。新聞紙の方がコピー用紙より熱が伝わりにくかった。布が最も熱が伝わりにくかった。ついで、紙、ゴム、プラスチックであった。

ホットプレート（持込）、温度画像測定用赤外線カメラ（持込）、軍手、ほぼ1mmとなるように重ねた新聞紙とコピー用紙。ゴム、プラスチック、布との比較は同程度の厚さにし、金具に固定

プレゼント

水溶紙（吉村隆重氏 三島製紙�� 提供）を配布、コップに入れて実演。実験を手伝ってくれた子供にはモスモスパッケージをプレゼント

水溶紙、コップ2、かき混ぜ棒2、モスモスパッケージ

紙の概要

紙の作り方、用途などの基礎を説明した。作品としてCDパッケージの紹介（小杉博俊氏 �潟Vステムクリエイツ 提供）

液晶プロジェクター（博物館備品）、ノートパソコン（持込）

紙の観察

ビデオ型の顕微鏡で表面を観察した。新聞紙、ティッシュペーパー、ノートの紙など身近な紙や変わったところではノーカーボン紙など。新聞紙の印刷された文字を見ながらさらに拡大してみたところ、紙の繊維見え、大きさの比較ができてよかった。

キーエンス製ビデオマイクロスコープVH-5910（東大から持込）

紙風船で料理

ポップコーンを作る。スーパーなどで手に入るポップコーンの粒を折りたたまれた紙風船の中に入れておき、1分ほど500Ｗで加熱。やりすぎると焦げるのであらかじめ適度な加熱時間を調べておく。

紙風船、電子レンジ（博物館備え付け）

紙鍋で料理

紙鍋用紙（西村光男氏 リンテック株 提供）を鍋の形に折って水を入れ、直接火にかけお湯を沸かす。牛乳パックなどでも可能のようである。沸いたかどうかの判定が難しいので、温度計で温度を測ればよかったのでは、という指摘をあとで受けた。

スレート板、三脚、固形燃料など卓上用コンロセット（カセットコンロでもＯＫ）、紙鍋用紙

紙の力比べ

セロテープでつないだ2種類の紙を引っ張り合う。紙の種類による違い､縦横による違いなどを見る。新聞用紙、コピー用紙、封筒（再生紙）を比較。どれも同程度であった。再生紙であっても用途に応じて紙力を上げて製造しているため。紙の選択を慎重にやる必要がある。

セロテープなど。あらかじめ試料を切り出す。

紙の呼吸

ピンと張った紙片に息を吹きかけたり、濡らしたりすると、紙は伸び、乾燥すると紙は縮む。レーザー変位計を使って正確に紙の長さの変化を測定する。部屋の湿度が予想以上に高く、湯気を当てても伸びなかった。逆にヘアドライヤーで乾燥させるべきだった。

紙を固定する装置（自作）、湯沸しポット（博物館）、キーエンス製レーザー変位計LC-2450（東大から持込）、ソフトウェア（自作）

紙の膨潤

コンテナに積み重ねた新聞紙を入れる。天板が上下に可動の台を新聞紙が内部に入るように置く。台の脚はコンテナ中にある。2リットル入りペットボトル6本に水を入れ、台の天板上に置く。会場から2名の子供を前に呼び、新聞紙にしみこむように両側からコンテナに水を注がせる。じょじょに膨潤して天板が持ち上がる距離をレーザー変位計でモニタする。グラフの変化を液晶プロジェクタで見る。子供を乗せて持ち上げる予定であったが天板が傾くため、天板の変位測定が不安定となるのでやめた。

実験装置（自作）とコンテナ（購入）、束ねた新聞紙（博物館で用意）、レーザー変位計（同上）とソフトウェア（自作）

プレゼント

燃えない紙（西村光男氏 提供）とプラスチックケース内蔵ハガキ（斎藤敏樹氏 提供）

燃えない紙とモスモスパッケージ