歷史的長河已經(jīng)把人類帶入了二十一世紀(jì)。作為祖國四大發(fā)明之一的造紙術(shù)，也已經(jīng)有了二千年的歷史。自從公元751年，造紙術(shù)經(jīng)過“絲綢之路”傳入中東進(jìn)而傳入歐洲和北美之后，由于工業(yè)革命的影響，歐洲人在200年前首先實現(xiàn)了造紙的機(jī)械化。
目前，世界造紙工業(yè)正以飛快的速度向前發(fā)展。世界紙和紙板的年產(chǎn)量已由手工操作時的年產(chǎn)幾百噸發(fā)展到今天的幾千萬噸。造紙纖維原料也已從原始的草類纖維原料轉(zhuǎn)化為以木材纖維原料為主，草類纖維原料為輔的基本原料結(jié)構(gòu)形式。造紙機(jī)械已由剛發(fā)明時的手搖微型造紙機(jī)發(fā)展成為巨型造紙機(jī)，單機(jī)年產(chǎn)量可達(dá)近百萬噸。
紙和紙板的用途歷來是用做印刷、書寫和包裝等。近年來，由于信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和新興包裝材料的出現(xiàn)，紙和紙板的用途發(fā)生了一些變化，但是，世界紙和紙板的產(chǎn)量不但沒有下降，而仍呈現(xiàn)上升趨勢，在我國，造紙工業(yè)的發(fā)展速度和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同步增長。近幾年來，為了治污，我國雖然關(guān)閉了數(shù)以百計的小紙廠，但機(jī)制紙和紙板的年產(chǎn)量仍將在幾年后超越日本而位居世界第二位。
可以這樣認(rèn)為，在新世紀(jì)的前幾十年，世界造紙工業(yè)仍將持續(xù)發(fā)展，但是，由于造紙資源的緊缺，由于環(huán)境保護(hù)提出的要求，同時也由于對紙張質(zhì)量的要求，在新世紀(jì)，造紙工業(yè)的發(fā)展已呈現(xiàn)新的趨勢。
一、大幅度降低水耗
在造紙工業(yè)發(fā)展伊始直到現(xiàn)在，水就是造紙工業(yè)不可替代的介質(zhì)和組成部分。沒有充足的淡水，造紙工業(yè)就不可能存在。蒸煮需要水，洗滌需要水，漂白需要水，抄紙尤其需要水。在造紙企業(yè)充分利用內(nèi)部循環(huán)水的前提下，每生產(chǎn)一噸紙，大約仍需要幾十噸水。
坦率地說，這樣的水耗量實在是太大了。淡水在世界上實在是越來越缺乏了�，F(xiàn)在，科學(xué)家還沒有找到一種經(jīng)濟(jì)合理的方法將海水淡化而用于造紙。所以，目前切實可行的方法只能是改進(jìn)造紙工藝，千方百計地節(jié)約用水。改進(jìn)的方法是將生產(chǎn)過程的水進(jìn)行處理，再加以利用。在歐洲，許多造紙工業(yè)發(fā)達(dá)國家的造紙企業(yè)已把
它們的噸紙耗水量下降到原來的三分之二甚至更多。
水耗的下降為造紙生產(chǎn)過程中帶來一系列特點：
首先水耗用量下降使廠商付出的代價下降了。我國造紙工業(yè)，中小企業(yè)偏多，生產(chǎn)效率大多低下。過去，水的價格微不足道，被認(rèn)為是一種取之不盡，用之不竭的資源，多用點水，廠家根本不在乎。增加水處理設(shè)施，節(jié)水帶來的經(jīng)濟(jì)效益有限；而水處理設(shè)備的一次性投資和日常的運轉(zhuǎn)費卻使生產(chǎn)廠家感到負(fù)擔(dān)沉重，廠家積極性不高。而現(xiàn)在不同了，水價現(xiàn)在在造紙成本中的比重節(jié)節(jié)上升，國家已利用價格杠桿，逐年將水價提高，使生產(chǎn)者日漸感到節(jié)約用水不僅是一種經(jīng)濟(jì)行為，更是一種社會職責(zé)。很多造紙廠家已意識到，水耗用量是決定造紙成本的重要一環(huán)。誰的產(chǎn)品水耗高，誰將在市場中喪失競爭力。不設(shè)法節(jié)水，造紙企業(yè)就沒有出路。
其次，降低水耗使生產(chǎn)過程中排人環(huán)境的污水量下降。由于排污量下降，不僅使污水對環(huán)境的污染大大降
低，也使污水帶走的細(xì)小纖維減少。由于這些細(xì)小纖維都是造紙原料的一部分，減少污水量，就意味著使這些
細(xì)小纖維得以回收，從而降低生產(chǎn)成本。
越來越多的造紙工作者已著手進(jìn)行降低水耗這項工作了。
二、廢紙再利用的比重將大大增加
現(xiàn)今世界上的大部分紙和紙板都是用木材和其他草類纖維加工制成的。紙漿是很貴重的原料，每噸紙漿大
約會耗費600美元。目前，世界范圍的木材資源短缺使其價格逐漸升高。這就使很多造紙工作者多使用一些廢紙
加工成再生紙，以減少對木材和草類纖維的依賴。
用廢紙經(jīng)過脫墨，除去雜質(zhì)制成的紙漿，其消耗的水和其他能源都比生產(chǎn)同等量的原紙漿要少。特別是，生產(chǎn)再生紙，除了像鈔票紙等那些強(qiáng)度特別高的特種紙需要加入化學(xué)藥品進(jìn)行蒸煮以將其纖維離解外，其他一般紙種只需要加一些雙氧水和工業(yè)肥皂等化學(xué)藥品以脫去油墨和其他雜質(zhì)就行了，不會產(chǎn)生木材蒸煮時那種高濃度的黑液。而且，這些含有印刷油墨和少量固態(tài)物質(zhì)的混合物經(jīng)離心分離后甩出的液體進(jìn)入儲池后，還可以再次利用。廢紙脫墨車間的污水處理比化學(xué)制漿蒸煮后黑液處理的難度要低得多。而且，這樣的再生紙漿無須經(jīng)過打漿處理，它比用原木制成的紙漿又節(jié)約了不少電力。因此，經(jīng)過再處理的廢紙漿的價格要比用木材制成的木漿要便宜得多。
目前，全球造紙工業(yè)每年都要消耗幾億立方米木材。這使造紙工業(yè)成了環(huán)境保護(hù)工作者譴責(zé)的對象�，F(xiàn)在，西方國家的用材林的砍伐和種植基本平衡，實現(xiàn)了良性循環(huán)，造紙工業(yè)的發(fā)展沒有因為造紙而破壞了環(huán)境。而另一些地方就不同了。在這些地方，森林覆蓋率本來就偏低，多年來，重伐輕栽，森林赤字嚴(yán)重。造紙工業(yè)
面臨的壓力很大。這就要大力發(fā)展再生纖維造紙，既利用了廢紙資源，又保護(hù)了森林資源。就是發(fā)達(dá)國家，也十分重視纖維的再利用，它們也在千方百計地發(fā)展廢紙脫墨生產(chǎn)再生紙漿。
現(xiàn)在，在造紙生產(chǎn)中，大多數(shù)紙種都不是用百分之百的廢紙漿生產(chǎn)再生紙，而是用一部分廢紙漿和—部分原漿搭配進(jìn)行生產(chǎn)。其質(zhì)量完全可以和用百分之百原紙漿生產(chǎn)的紙或紙板相媲美。
我國是一個造紙原料比較短缺的國家，急劇增長的紙和紙板的需求和森林資源的短缺是一對矛盾。目前，除不斷加大植樹造紙的力度外，國家正有計劃地進(jìn)口一些國外用木材纖維生產(chǎn)的廢紙，在國內(nèi)生產(chǎn)廢紙脫墨紙
漿，以解決國內(nèi)造紙纖維原料的不足，同時，也正在逐步擴(kuò)大用國產(chǎn)廢紙原料生產(chǎn)再生紙。今后幾十年，我國將逐步擴(kuò)大再生紙和紙板的生產(chǎn)。
三、紙和紙板中填料和助劑有不斷增加的趨勢
填料和助劑是造紙生產(chǎn)中不可缺少的輔助材料。大量的礦物質(zhì)填料如瓷土、石膏、滑石粉、鈦白粉等被用于造紙工業(yè)。使用它們的目的是用它們填充纖維表面或內(nèi)部之間的空隙，以改變紙張的物理性質(zhì)，滿足用戶的需求。作為印刷用紙來說，填料對紙的平滑度，不透明度，以及壓縮性影響甚大。
填料的價格—般比紙漿便宜。所以，在不影響紙和紙板內(nèi)在強(qiáng)度的前提下，造紙工作者總是盡可能多地使用填料。若干年前，新聞紙根本不含任何填料，而今天，新聞紙中填料含量可高達(dá)12％。近幾年來，書寫紙中的填料含量已從5％增加到15％，而雜志用紙中的填料含量竟然從15％增加到30％左右。然而，紙中填料的增加是有一定限度的。過高的填料含量也會產(chǎn)生一系列問題。因為填料的顆粒大小大約在0．5--2微米之間，這經(jīng)纖維要小得多，而且其形狀多為片狀或球狀，所以在纖維中保留較多的纖維是很不容易的。
助劑是造紙生產(chǎn)中不可缺少的化學(xué)品。使用助劑是為了提高紙或紙板的物理化學(xué)性能。譬如，加入松香膠是為了增加紙的抗水性，加入氧化淀粉是為了提高紙的表面強(qiáng)度，加入聚胺是為了提高紙的濕強(qiáng)度等。近年來，造紙工作者加大了對助劑的研究，目的都是為了提高紙和紙板的質(zhì)量，降低纖維的使用量。一些填料和助劑的使用量在增加，紙和紙板的質(zhì)量在提高，成本在降低。
四、中性法造紙普遍采用
紙和紙板應(yīng)是一種耐用的物質(zhì)。可是，人們發(fā)現(xiàn)收集到的一些古舊書籍一翻就碎，我們稱之為“老化”。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象?因為自古以來，在造紙過程中，為了解決“泅”的問題，我們不得不加入天然松香膠。而為了使松香膠牢固固定在纖維上，就必須加入一種叫硫酸鋁的物質(zhì)。正是這種酸性物質(zhì)殘留在紙中，和紙中的水結(jié)合，促使纖維素降解，使紙的強(qiáng)度下降。天長日久，紙就會破損。
造紙工作者發(fā)現(xiàn)，一種烷基烯酮類的有機(jī)物同樣可以解決紙“洇”的問題，而且它在使用過程中不需要酸性媒體作介質(zhì)，這就是我們常說的“中性造紙”。中性造紙解決了造紙工業(yè)的問題。但目前，這種有機(jī)物價格偏高，且不能現(xiàn)用現(xiàn)做，儲存期又比較短，這就在一定程度上限制了它的使用。
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，中性造紙正進(jìn)一步得到發(fā)展。我們相信二十一世紀(jì)正是中性紙逐步取代“酸性紙”的世紀(jì)。
“紙”——這一銘刻在祖國歷史上的，為人類文化傳播作出重大貢獻(xiàn)的偉大發(fā)明，將會在新的世紀(jì)煥發(fā)出更加燦爛的光輝。
北京造紙廠 裘剛毅 |
