杭州富阳图书馆

文化用纸的发展趋势与技术特点 Development trend of fine paper and its technical features文化用纸的发展趋势，是许多造纸企业一直关注的热门话题，尤其是随着国家宏观调控政策的实施，对造纸行业在节能减排方面提出了更高的要求。面对资源与环境的双重压力，许多文化用纸生产企业为达到资源环境与社会的和谐统一，在不懈努力。
  湖南泰格林纸集团岳阳纸业股份有限公司是一家以文化用纸生产为主的工厂，历史悠久，2007年产量42万吨。公司拥有两条世界先进水平的 APMP生产线，在高得率浆制浆技术及以高得率浆配抄高档文化用纸生产方面具有丰富的经验。公司目前开工建设的年产40万吨含机械浆印刷纸项目，包含两台各年产20万吨国际一流水平的造纸机和一条550吨/日、三回路、具有国际先进水平的以办公废纸为主要原料的脱墨浆生产线，其中一台纸机以脱墨浆为主要浆料生产环保型文化用纸，符合国家节能减排和循环经济的要求，清洁生产能力达到国际先进水平。项目投产后，公司年产文化用纸可达90万吨/年。其他如晨鸣、博汇、芬欧汇川（常熟）、太阳等国内主力文化用纸生产厂商，也在不断向前发展。
  一、文化用纸发展概况
  我国通常把除新闻纸外的所有印刷书写纸统称为文化用纸。按是否涂布可将文化用纸分为未涂布文化用纸和涂布文化用纸两大类。典型的未涂布文化用纸包括双胶纸、书写纸、轻型纸、SC纸、静电复印纸、打印纸等品种；典型的涂布文化用纸包括轻量涂布纸、铜版纸等品种。
  据统计，2000—2007年，纸及纸板生产量年均增长13.39％，消费量年均增长10.72％，均高于同期我国国民经济GDP年均增长率。2007年我国未涂布文化用纸生产量1340万吨，占纸及纸板总产量的18.23％，同比增长9.84％；涂布文化用纸生产量510万吨，占纸及纸板总产量的6.94％，同比增长10.87％。在国内造纸行业中，文化用纸占据着非常重要的地位（见图1）。
  图1我国文化用纸的生产情况
  二、文化用纸的发展趋势
  1.降低定量定量降低是文化用纸的一种发展趋势。如果纸张质量保持稳定，那么把定量降低了，纸张就可获得更大的印刷面积。降低文化用纸的定量也是保护森林资源，降低出版印刷成本的重要措施。
  降低定量是文化用纸生产面临的新挑战。当定量降低时，一般来说纸机运行性变差，很容易断头。在同样条件下，定量愈低，助留愈难。定量降低，使得纸张不透明度、光学性能和挺度都有所下降，印刷质量也相应下降。
  2.增加白度和灰分文化用纸另一个明显的发展趋势就是不断追求更高的成纸白度和成纸灰分。目前市场上文化用纸的最高白度已经达到ISO115/CIE160以上，未涂布文化用纸最高的成纸灰分已经达到30％以上。
  白度是文化用纸的重要质量指标。纸张白度对印刷品的呈色范围有较大的影响，白度越高，越能再现油墨的真实色彩，最后印刷品呈现的颜色越鲜艳，表现的色域越广。提高文化用纸灰分的直接动力是降低生产成本，另外提高灰分有助于增加纸张的不透明度和平滑度，提高纸张白度，改善纸张吸墨能力及印刷适应性。
  3.产品结构高档化和多元化，环保型文化用纸市场潜力大文化用纸产品已逐步由低档化向高档化发展。低档书刊纸、书写纸市场逐渐萎缩，UPM、金东纸业、金华盛纸业、岳阳纸业等企业以木浆为主生产的高质量彩色胶印书刊纸、高档静电复印纸、轻量涂布纸、铜版纸等已成为市场主流。文化用纸市场逐步细分，在原有纸种基础上，目前市场中正逐渐增加新的纸种，用户需求日益多样化、纸厂设备升级换代、技术革新、重要原料价格竞争都会催生出新的纸种，且纸种之间的差异在缩小。超级压光纸和低定量铜版纸等高档新纸种不断推出，产品结构调整和新产品开发成为企业保持竞争优势的重要手段。
  环保型文化用纸，是一种低能耗、轻污染的环保型用纸，最大特点是采用废纸脱墨浆、高配比的高得率浆来取代原生纤维和化学浆，从而直接降低林木资源的压力、减少生态环境破坏。随着造纸和脱墨制浆技术的发展，再生纤维抄造的文化用纸的特性、色相都已与原生浆、化学浆文化用纸接近甚至相媲美，开发环保型文化用纸市场潜力巨大。
  4.行业集中度逐步提高，节能减排成为大势所趋生产规模加速向大型化发展，是文化用纸企业的发展趋势。大型造纸厂生产规模不断扩大，造纸行业集中度越来越高。近年来文化用纸投资项目多是规模在数10万吨以上的大型纸厂，几乎都是引进的整条生产线，这些生产线甚至是21世纪初最先进的造纸工业装备。新建大型单台文化用纸纸机生产能力已提高到45万吨/年以上，车速超过1700米/分，抄宽已超过10米。由于行业集中度提高，文化用纸的成本将会降低，使其更具竞争优势。
  能源和环保问题是我国政府日益关注的两大问题，在国家宏观政策的影响下，小纸厂和环保不达标的造纸企业陆续关闭，节能减排成为文化用纸生产的大势所趋。用清洁生产工艺、采用可持续发展的原料、低消耗低排放的生产方式生产的资源节约型为标志的绿色环保文化用纸产品，将成为文化用纸发展与消费的趋势。
  5.生产原料发生变化，生产技术不断提高近年来我国文化用纸生产从以草浆为主向以木浆为主转变，以APMP为代表的高得率浆得到迅速发展。岳阳纸业采用意大利杨PRCAPMP浆为主要浆料配抄的精制轻量涂布纸具有-挺度、松厚度、不透明度高，粗糙度低，纸面光泽度和印刷光泽度高，印刷效果好，色相柔和等突出特点。
  文化用纸生产对原生纸浆的需求开始降低，第一是由于国家注重环境和生态的保护，森林砍伐受到限制；第二是脱墨技术的发展，扩大了废纸的回收利用。业内人士预测，未来采用废纸脱墨浆、高得率浆抄造的环保型文化用纸将逐渐替代传统原生浆文化用纸。
  在文化用纸生产中使用再生纤维原料、高得率浆、提高填料用量、采用现代软压光技术、表面处理技术以及涂布技术，以进一步提高产品表面性能及不透明度，超级压光纸（SC）和低定量涂布纸（LWC）等新品种文化用纸产能增加，使文化用纸生产改变了传统格式。
  6.林纸结合林纸结合在国家政策支持下进入实施阶段，APP、泰格林纸、宁夏美利纸业等一批拥有林业基地的造纸企业成为文化用纸的主要力量。国家强力支持林纸工业的发展，使纤维资源短缺这一制约中国纸业发展的瓶颈将得以突破。文化用纸行业在扩大生产规模的同时，也出现产业链向纵向延伸的趋势，不少具备技术和资金优势的企业已开始投资林业，开拓和发展木浆等重要原材料资源，速生材高得率浆得以迅速发展，这将逐步提高我国文化用纸中的木浆比例，进一步改进纸张强度和表面印刷性能。从长远来看，林业的发展有利于文化用纸生产企业的可持续发展和竞争优势，也符合国家鼓励林纸并举、均衡发展的战略。
  三、文化用纸的技术特点
  1.质量特征随着印刷技术的突飞猛进，对文化用纸质量的要求也越来越高，为满足用户需求，各种更具针对性的文化用纸企业标准应运而生。目前，我国文化用纸生产线装备水平参差不齐，高档文化用纸基本由进口纸机垄断。另外，受我国非木材纤维及机械浆纤维使用比例较大的影响，用户在文化用纸纸张强度指标特别是表面强度方面反映的问题较多。表1为典型文化用纸定量范围、用途及重要的质量特性。
  表1典型文化用纸定量范围、用途及重要的质量特性
  2.生产原料受国家政策影响，草类浆比例逐步降低，从2001至2006年，我国造纸工业草类浆比例从32％下降到22％，但草浆在书写纸、双胶纸、静电复印纸生产中的应用仍比较广泛，如书写纸一般配用30％～70％的草类浆，双胶纸生产中一般也使用20％～40％的草类浆。由于草浆与纯木浆纸在挺度、白度、耐折度方面有明显差距，因此在生产高档文化用纸时，一般使用全化学木浆或仅使用少量化学草浆。
  机械木浆能赋予纸张良好的印刷适性，纸张具有油墨吸收性好、松厚度好、挺度好、不透明度高等优点。“十一五”期间，在林纸一体化推动下，含机械木浆文化用纸发展很快，BCTMP和P-RCAPMP新工艺取代了单一的APMP工艺，高得率化机浆已广泛用于文化用纸的生产。高得率浆在轻型纸生产中最大配浆比例已超过80％，传统的 SC纸一般采用70％以上的高得率浆。
  废纸浆可有效减少制浆污染，扩大造纸原料资源，近几年废纸浆在我国造纸原料中的所占比例逐年提高，2007年已达59％。目前，文化用纸产能的扩张主要集中在以木浆、废纸浆为原料的高档文化用纸。脱墨浆在SC纸、轻涂纸、铜版纸生产中应用已比较普遍，如采用30％～40％的脱墨浆生产轻涂纸、采用65％以上的脱墨浆生产 SC纸等。近年来，脱墨浆也用于书写纸及双胶纸的生产。
  3.生产工艺（1）制浆清洁生产清洁生产是一种节能降耗、经济效益和生态效益相结合的新型生产模式。传统的化学制浆漂白方法污染较重，目前，发展高得率制浆及废纸制浆，采用新的化学制浆漂白技术是制浆清洁生产的重点方向。APMP制浆产生的废水具有可生化性，采用厌氧 -好氧生物处理最终可达标排放。深度脱木素蒸煮、氧脱木素、无元素氯和全无氯漂白技术等是化学制浆漂白的重点发展方向。
  （2）纸机白水封闭循环国内近几年进口的大型文化用纸纸机白水运行模式基本为封闭循环，而老的文化用纸生产线因节能及环保的压力也逐步在进行白水封闭循环改造。白水封闭循环也带来了白水浓度升高、阴离子垃圾聚集等一系列问题。对白水进行分级处理是造纸车间控制纤维流失及降低污染的重要途径之一。对于使用DIP或高得率浆的生产线，对浆料进行适当酸化、添加有机固着剂或在浆内添加酶制剂等，可有效降低系统阴离子垃圾。国内有很多厂家采用添加生物酶控制剂、超细滑石粉等方法来控制 DIP胶黏物。近年来，使用表面施胶全部或部分替代浆内施胶成为文化用纸生产中的一种趋势，这可以有效降低 AKD或 ASA水解对生产的干扰。
  （3）主要化学品应用目前，国内文化用纸生产企业应用最多的助留体系是由 CPAM和硅藻土组成的 “Hydro-col”助留体系、CPAM和硅溶胶助留体系以及相对应的改进体系，近年来推出的超微粒助留助滤系统，可以提供极佳的网部保留和滤水性能，并对提高灰分有较大帮助。
  AKD作为应用最普遍的中性施胶剂，其稳定性好，使用方便，但存在施胶滞后现象。ASA施胶反应速度快，反应活性高，施胶成本低，但应用条件苛刻，应用较少。国外化学品公司已推出兼有 AKD和ASA性能的产品，以期拓展其应用效果和应用范围。
  在中性施胶中，填料以使用研磨碳酸钙（GCC）和沉淀碳酸钙（PCC）居多。PCC对纸页松厚度影响小，对成形网磨损小，但滤水性能差，而 GCC滤水性好，但对成形网磨损大，对成纸松厚度影响大。近几年，国内造纸企业也采取 GCC和 PCC混合加填技术，并收到较好效果。
  用于文化用纸生产的变性淀粉主要包括浆内阳离子淀粉和表面施胶淀粉。国内常用的阳离子淀粉取代度在0.025～0.030，兼有助留和增强作用。表面施胶淀粉主要是为了提高成纸表面强度，表面强度高的纸种需要消耗更多的表面施胶淀粉。木薯施胶淀粉黏度较低、成膜性好，施胶效果好，便于提高施胶量。
  增白剂对于文化用纸生产是比较重要的。考虑到增白剂的负电性对系统的干扰，以及对木素含量高的浆种增白效果不理想，因此如何降低增白剂的负电性，以及增进其对木素含量高的浆种的适应性，是今后开发的重点。
  4.生产装备我国拥有数量众多的低速落后的文化用纸纸机，车速一般低于400米/分，自动化程度低，装备水平差，所生产的产品质量档次低、消耗高、成本高。随着社会的进步及人们生活水平的提高，这些落后的纸机将逐步被淘汰出局。
  近10年来，我国先后引进了一批代表国际20世纪七八十年代水平的二手纸机以及世界上最先进的生产线，如UPM常熟45万吨/年高档办公用纸生产线、太阳纸业20万吨/年高档文化用纸生产线、江西晨鸣25万吨/年轻涂纸（LWC）生产线和岳纸20万吨/年LWC生产线等。近年来进口的文化用纸纸机一般采用稀释水式流浆箱、夹网或叠网成形器、靴式压榨、单排烘缸干燥系统、机内薄膜涂布、软辊压光和软辊超级压光以及纸页干燥全封闭运行。生产过程采用集散控制系统（DCS）、质量控制系统（QCS）、设备控制系统（MCS）、设备运行状态监视系统（MMS）以及马达控制中心（MCC）等。新技术的采用使纸机车速、效率、成纸质量大为提高。
  四、结束语
  受资源与环境的双重影响，中国国内文化用纸的发展正接受着严峻的考验，市场要求纸张有较高的白度与较低的定量，企业为提升利润空间不断地提高成纸灰分，产业集中程度与自动化程度越来越高，产品结构调整脚步加快，清洁生产与林纸结合成为造纸行业赖以生存与持续发展的条件。所有这些，都需要政府、企业与社会的共同支持，均衡发展。
  （郭勇为）