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十大频临或已经淘汰的造纸技术及产品
文章来源:handler 时间:2018-07-25 02-12-38

1. 晒图纸 (Diazo paper)

本世纪工程设计行业的大事之一无疑是“白图替代蓝图”。所谓蓝图是指晒图纸,它又称重氮感光纸,是一种专业用纸,用于复制工程图纸和文件资料。晒图纸的表面涂有由重氮盐和偶联剂等组成的感光涂料,用碱性物质显影后产生蓝底紫色的晒图效果。在没有电脑、打印机和复印机的年代里,工程设计人员制作工程图纸需要先画原图、再描底图,最后晒蓝图。凡是做工程的地方都离不开一卷一卷的蓝图,总飘荡着氨熏显影时散发出来的氨气味。晒图可以实现图纸的复制,蓝图也易于保存。

进入电脑时代后,采用电脑设计成为潮流。电脑的运算速度愈来愈快,功能也愈来愈强。同时,打印机和复印机也有了很大发展,高速度、大幅面、高品质、多功能、低成本打印复印被广泛接受。这种制图方法彻底改变了传统的图纸制作方法,工程设计图纸产品白图替代蓝图成为一种趋势。如今造纸厂搞新扩建项目,设计室里只见电脑、打印机和复印机,墙上贴着的都是打印的白图啦。

2. 磨木机 (Grinder)

许多年前,如果去新闻纸厂,一定会在制浆车间看见隆隆作响,蒸气腾腾的磨木机。木段被水力或机械压力紧压在旋转的磨石表面上,被磨解成为纸浆,然后从地下的浆沟里流出。这种机械方法生产出的纸浆也被形象地称为“磨木浆(Groundwood pulp)”。

磨木机有链式、袋式、库式和环式等几种形式,国内用的磨木机,以链式和袋式最多。用磨木机制机械浆,方法粗糙,能量损失严重。

机械浆一直是生产新闻纸的主要浆种,而磨石磨木浆几乎是生产机械浆的唯一方法。

直到上世纪,两类新技术出现,最终终结了磨木浆和磨木机。第一是有了木片机械浆。20世纪60年代以后,木片机械浆(RMP)、热磨机械浆(TMP),化学热磨机械浆(CTMP) 以及漂白化学热磨机械浆(BCTMP) 相继问世。与传统磨木浆相比,木片机械浆扩大了木材原料范围,具有生产自动化、纸浆质量好、生产效率高、污染负荷轻等优点,很快就被广泛使用。第二是新闻纸厂改用废纸做原料。

在国内,1992年11月广州造纸厂从奥地利安德里兹公司引进的80 t/d 废纸脱墨浆(DIP) 生产线建成投产,配用生产新闻纸。1998年上海韩松潜力纸业有限公司建成,采用90%DIP和10%BCTMP生产新闻纸,并逐渐调整到100%DIP。此后,国内新投产的新闻纸机均以全废纸为主要原料。

3. 圆网纸机 (Cylinder machine)

英国人约翰·迪金森在1809年发明了圆网纸机。这种纸机使用一个或多个圆网槽,抄造范围从定量十几克的生活用纸直到几百克的多层纸板。

圆网纸机虽然比长网纸机晚诞生十年,进入中国也晚于长网纸机,但因结构简单、容易制作、投资较小,操作简单等优点,数量增长却后来居上,中国各省市区第一家机制纸造纸厂的纸机绝大多数都是圆网纸机。在小纸厂大发展的年代里,国内到处都可以看到圆网纸机。据统计,1985年底全国轻工系统共有纸及纸板机5000余台,其中长网纸机仅600多台,其余都是圆网纸机。

传统的圆网纸机以圆网为成形器,随着纸厂和纸机规模不断扩大,这种成形方式无法满足高速和宽幅的要求,纸张质量也难以提升,因此逐渐被夹网纸机 (文化用纸)、新月形纸机 (生活用纸) 和多长网纸机 (多层纸板) 所取代。

4. 分散剂(Formation aid)

中国人很早就已经开始使用所谓“纸药”。纸药是一种植物粘液,加入纸浆中能起分散的作用,可以控制纸浆在纸帘上的滤水速度,加强纤维的分散,抄出外观更均匀的纸张,这种做法一直流传至今。

改革开放之后,人民的生活水平迅速提高,对卫生纸的需求大增。当时,只有长网纸机和圆网纸机,抄造时因为卫生纸的定量低,纸页薄,不易控制纸页的匀度,所以纸业人又想到了纸药,只是这时的纸药从植物粘液换成了效率更高的有机聚合物,先是非离子聚氧化乙烯(PEO),后来又有阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。前者效果好,但价格高;后者效果略逊,但价格低。这两种聚合物都具有分子量高,溶液粘度大等特点,加入纸浆后,可以加大纤维之间的排斥,减缓纸浆的滤水速度,降低纤维絮聚的机会,从而达到改善纸页匀度的目的。这些化学品被称为“分散剂”或“成形剂”。

不过好景不长,1997年以后,国内生活用纸行业开始大量引进真空圆网型(Bestformer) 卫生纸机和新月型(Crescent former) 卫生纸机,这两种纸机独特的成形方法从根本上保证了纸页具有良好的匀度。随着长网纸机和圆网纸机逐渐退出卫生纸生产,分散剂的市场也日渐萎缩。

5.  打浆机 (Beater)

在古代,人们使用棍棒、石臼等工具来舂捣造纸纤维原料,这个过程因此被形象地称为“打”浆。打浆是为了改变纸浆纤维的形态和性质,提高纤维之间的结合力,所以是抄出好纸的前提条件,正所谓“纸是从打浆机里打出来的”。纤维是否经过打浆,也是考古时判断出土纸状物是不是纸的重要标准。

1680年,荷兰人发明了打浆机,并获得广泛应用,这种打浆设备也被称为“荷兰式打浆机”。在打浆机里,纸浆在槽内循环流动,通过旋转的飞刀和固定的底刀产生打浆效果。

打浆机占地面积大,耗电多,生产效率低,工人劳动强度大,而且还是间歇式操作。这种间歇式设备注定只能是过渡性产品,二十世纪后期逐渐被连续生产的磨浆机所取代。

如今使用磨浆机,所以打浆又被称为“磨浆”。同样,英文词汇也发生了从“打”变“磨”的变化,以前打浆是“beating”,打浆机是“beater”;现在打浆称为“refining”,打浆机则称为“refiner”。

6.  黄纸板(Straw board)

黄纸板就是著名的“马粪纸”,过去叫“黄板纸”。以前,人们生活水平不高,造纸技术也比较落后,质量很差的黄纸板是当时主要的包装纸板,被大量用于物品的包装和用作衬板或底板。

黄纸板以稻麦草为原料,用石灰或烧碱沤制或蒸煮制成纸浆。由于原料低级,制浆和抄纸方法简单粗糙,所以纸板的外观差,强度低。上世纪末,国内开始大量生产白纸板及瓦楞纸板,市场随即逐优弃劣,用马粪纸的人就越来越少了,1996以后,造纸管理部门发布的年度统计中已再不包括黄纸板一项。目前国内还有一些小造纸企业生产黄纸板,主要用于低档包装。

7.  铜网(Bronze wire)

造纸机从发明之日起就一直使用铜网作为纸页成形和滤水的装置,铜网多以磷青铜线为经线, 黄铜线为纬线织成。建国后,东北企业管理局于1949 年进行了磷青铜网的试制研究工作,随之建立了我国第一个造纸网厂- 沈阳铜网厂。生产铜网的铜、锡、锌都属于贵重有色金属,所以在造纸厂铜网被列为“贵重品”管理。

上世纪五十年代末,我国跟随国外经验,开始考虑以塑代铜,六十年代从国外进口一批塑料网试用。1977年轻工业部给天津铜丝铜网厂下达聚酯网的研制任务,天津市轻工业局于1982年12月在天津市造纸研究所召开了“造纸机用聚酯成形网鉴定会”,通过了对该项研究成果的鉴定。此后,天津铜丝铜网厂生产了一批塑料成形网供给部分造纸厂试用。

1986年1月,全国推广应用聚酯网大会在天津召开,全国25个省市139名代表出席了大会,统一了用聚酯网代替铜网的认识,从此在全国范围内大规模推广应用聚酯网,取代铜网。1986 年底,全国7家专业网厂生产造纸成形网160万m3,其中铜网103万m3。到2009年,国内规模以上的造纸网厂有14家 (不包括外商在华独资网毯生产企业的产量) ,合计生产成形网180万m3,铜网仅余13.9万m3。

8.  松香胶(Rosin size)

松香胶作为造纸施胶剂始于1807年,从那时开始松香胶就一直是主要的纸张施胶剂。松香胶的发展经历了从普通松香胶、强化松香胶到分散松香胶,从阴离子松香胶到阳离子松香胶的阶段,松香胶的功能不断被改进和强化,但始终离不开硫酸铝。因为与硫酸铝共用,松香胶属于酸性施胶剂,只能用于酸性抄纸。

上世纪中期,造纸从酸性抄纸转入中、碱性抄纸,文化用纸大量使用碱性的碳酸钙作为填料。松香胶施胶虽然经过不断改进,应用pH被提升至6~7,可以用于中性抄纸,但仍然不能用于pH8~9的碱性抄纸,合成施胶剂烷基烯酮二聚物(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)因此获得发展。

在国内,1989年上海江南造纸厂首先在铜版原纸生产上采用AKD中性施胶。济南市化工研究所根据自己的研究成果,于1992年在山东省龙口市龙泉联营精细化工厂建成一套年产100吨原粉和1000吨乳液的生产装置,首创国产AKD。九十年代后期,美国氰特公司率先在宁波中华纸业公司涂布白纸板生产上使用ASA施胶剂,获得成功。目前,AKD和ASA已广泛用于文化用纸、包装纸及纸板和特种纸的生产。

不过世事轮回,松香是一种再生资源,松香胶经过长期使用,是一种优良的施胶剂,限制它应用的关键因素是配合它的硫酸铝。如果今后能够突破这个限制,让松香胶的使用能够扩展到碱性造纸,它就会起死回生。

9.  蒸球(Spherical digester)

曾几何时,蒸球是我们非常熟悉的蒸煮设备,当时国内造纸厂都是自制化学浆,所以到处都有蒸球在运转。蒸球是一种回转式球形蒸煮设备,间歇操作,体积小,产量低。

蒸球的容积有14、25和40m3三种,其中25m3 蒸球平均每天产绝干浆10 吨,40m3蒸球每天产浆16吨,年产纸浆仅数千吨。另外,蒸球一个蒸煮过程需放汽数次,所放出的热汽不易回收和处理,不仅浪费大量能源,而且污染环境。

随着制浆厂的规模不断增大,无论是通过加大球体,还是通过摆蒸球阵来提高产量都不现实,因此蒸球逐渐失去了“用武之地”。如今的制浆厂年产量大至百万吨以上,只能使用连续蒸煮器或大型间歇式蒸煮锅。

10. 亚硫酸盐制浆(Sulphite pulping)

学造纸的人都知道,工业上采用的化学制浆方法主要有碱法和亚硫酸盐法两类。亚硫酸盐由美国人于1866年发明,1874年用于工业生产。该法使用亚硫酸盐蒸煮植物纤维原料制成纸浆,有酸性、中性、碱性亚硫酸盐和亚硫酸氢盐四种方法,盐基有钙、镁、钠、铵等形式。酸性亚硫酸盐法蒸煮pH 很低,只能用来蒸煮木材,不适用于草类原料。

上世纪六、七十年代,受烧碱短缺和硫酸盐制浆法碱回收率低的影响,造纸业对中性亚硫酸铵制浆法的兴趣大增。轻工业部在1967年组织有关单位试用中性亚硫酸铵法制浆造纸,制浆废液做肥料,1968年,山东省泰安造纸厂在轻工业部造纸科学研究所和有关科研单位大力支持和配合下, 采用亚硫酸铵法生产草浆,制浆废液直接灌溉农田。1976年起列为国家推广项目。此后,这种制浆方法逐步在山东、四川、河北、山西、河南、云南、陕西和新疆等省、自治区的小型造纸厂中推广。

亚硫酸盐制浆法对设备的腐蚀程度高,蒸煮时间长,废液难以处理。当硫酸盐法制浆在碱回收和纸浆漂白上取得突破后,亚硫酸盐法制浆就陷入衰退的困境。在国内,20世纪末以来,亚硫酸盐制浆线逐渐被关闭,新建和扩建的纸浆厂,无论是木浆还是非木浆,均采用碱法制浆工艺。