書籍の印刷においては、美しい装丁デザインや高度な印刷設備に加え、「紙」も無視できない要素です。ハードカバーの本を手に入れたとき、なぜページがうまく平らになっていないのかと疑問に思うかもしれません。リングの裏地にしわが寄ったり、不均一になったりするのはなぜですか?実はこれは紙を開く際に紙の繊維方向を考慮していないからなのです。

紙は紙の繊維から構成されており、抄紙の過程で繊維は抄紙機の走行方向に大きなトラクションを受けるため、ほとんどの繊維が抄紙機の走行方向（通常繊維方向と呼ばれます）に沿って並んでいます。したがって、紙には一定の方向性があり、私たちがよく言う縦紙とは、紙中の植物繊維の配列方向が紙の長辺方向と平行である紙を指し、横紙とは、紙中の植物繊維の配列方向が紙の長辺方向と垂直である紙を指します。

紙の繊維方向が印刷とソリューションに与える影響

紙の繊維の方向は印刷に一定の影響を及ぼし、主に不正確な重ね印刷、膨張、変形として現れます。

1. オーバープリントは正確ではありません

印刷プロセスにおいて、オーバープリントが不正確になる主な理由は 2 つあります。1 つは、印刷機の調整ルールが不正確であることです。第二に、紙は印圧と水の作用によって変形します。印刷工程は水と切り離せないものであり、紙の繊維は吸水して膨張する特性を持っています。紙の繊維が吸湿して膨潤するとき、繊維の径方向の膨潤の振幅が長さ方向の膨潤の振幅よりも大きいため、紙が吸湿したときの横伸びは長手方向の伸びよりも大きくなり、一般に2～8倍となります。

実験により、相対湿度が50%×65%に増加すると、縦方向の伸びは0.05%、横方向の伸びは0.15%になることが証明されています。縦紙の場合、長辺の伸びは0.55mm、短辺の伸びは1.18mmとなります。横紙の場合、長辺の伸びは1.64mm、短辺の伸びは0.40mmであり、横紙も縦紙も湿度の影響を受けてある程度の変形が生じますが、湿度の影響を受けた場合、縦紙よりも横紙の方が大きく変形することは明らかです。

したがって、書籍を印刷する場合は、オーバープリントの精度を下げるために縦型の用紙を使用するのが最善です。

2. 伸縮変形

紙は使用中および保管中の環境湿度に対して高い要件があり、紙自体の含水量と倉庫の相対湿度のバランスが取れていないと、紙は水分を吸収または損失します。紙の変形を注意深く観察すると、紙の繊維方向が異なれば、伸縮特性や変形特性も異なることがわかります。縦紙を例にとると、紙の繊維方向に平行な長辺の伸縮は比較的小さいか無視できるほどですが、紙の繊維方向に垂直な短辺の伸縮は比較的明白です。

本の場合、中紙の繊維方向が背表紙に対して垂直であると、書籍や定期刊行物を正常に読むのに支障をきたす場合があります。図 1 に示すように、本全体のページが直立しており、完全に平らにすることができないことがわかります。これは主に、紙が伸びて変形した際、背の部分はホットメルト接着剤で固定されており、サイズは基本的に安定しているのに対し、本の芯の他の拘束されていない紙の部分は変形するため、紙の片面のサイズは変化せず、片面のサイズが変化することによりこの現象が発生します。紙の繊維の方向が背に平行な場合、紙のサイズは背の方向に安定し、ページ内のサイズの伸縮は主に本の幅の方向にあり、制限がなく、本の形状に影響を与えず、読み取り抵抗が小さく、図2に示すようによりよく平らにすることができます。

図1 紙の繊維方向は背に対して垂直である

図2 背に平行な紙の繊維方向

繊維方向の異なる2種類の紙を同じ本に混在させた場合、しばらく置いておくと、本の端や上下にカットムラが生じます。これは、紙の繊維方向が異なると、伸び縮みが異なるためでもあります。つまり、繊維方向が 1 つの紙は、本の幅方向には伸縮しますが、本の長さ方向には基本的に変化しません。他の繊維方向の紙は、幅方向には基本的に変化しませんが、長さ方向には伸縮するため、完成した本の端や上下に不均一なカットが発生します。

伸縮による品質問題を軽減するために、次のような対策を講じることができます。

（１）印刷速度を適切に上げたり、乾燥温度を下げたりするなど、水分の損失を減らす。応力による紙の過度の変形を避けるために、プレス圧力は大きすぎてはなりません。保管室の相対温度と相対湿度を適切に上げて、紙の水分含有量のバランスを維持します。

(2) 印刷用に紙を裁断する際は、完成後に綴じた本をめくりやすくするために、背の方向と紙の繊維方向を平行にしてください。

(3) 同一書籍内で繊維方向の異なる用紙を使用しないように、印刷工場の関係者を教育します。

紙の繊維方向を正確に判断する

紙の繊維の配置により、紙の縦方向（縦方向）と横方向（横方向）の間で多くの特性に違いが生じます。たとえば、縦方向の引張強度が横方向の引張強さよりもはるかに大きく、横方向の膨張率が縦方向の膨張率よりも高く、寸法安定性が横方向よりも縦方向の方が優れています。

一般に、機械方向の用紙は、印刷中の伸びによる変形を効果的に軽減し、しわ、角の丸まり、位置ずれ、無駄などの問題を回避すると同時に、印刷速度と製品品質を向上させます。

印刷する前に、紙の縦方向と横方向を正しく区別する必要があることは明らかです。{0}}主な見分け方は以下の通りです。

(1) 曲げ方法：紙を折らずに横方向と縦方向に曲げて、紙の弾力を感じます。抵抗が少ない方向は、そのエッジに平行な繊維方向です。

(2) 引き裂き方法：紙を縦横両方向に引き裂き、切断面を観察します。切断面の小さい方向が紙の繊維方向です。

(3) 水刷毛法：水に浸した筆を使って紙の縦横方向に線を描き、線が滑らかかどうかを観察します。滑らかな方向が紙の繊維方向です。