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十大頻臨或已經淘汰的造紙技術及產品
文章來源:handler 時間:2018-07-25 02-12-38

1. 曬圖紙 (Diazo paper)

本世紀工程設計行業的大事之一無疑是“白圖替代藍圖”。所謂藍圖是指曬圖紙,它又稱重氮感光紙,是一種專業用紙,用于復制工程圖紙和文件資料。曬圖紙的表面涂有由重氮鹽和偶聯劑等組成的感光涂料,用堿性物質顯影后產生藍底紫色的曬圖效果。在沒有電腦、打印機和復印機的年代里,工程設計人員制作工程圖紙需要先畫原圖、再描底圖,最后曬藍圖。凡是做工程的地方都離不開一卷一卷的藍圖,總飄蕩著氨熏顯影時散發出來的氨氣味。曬圖可以實現圖紙的復制,藍圖也易于保存。

進入電腦時代后,采用電腦設計成為潮流。電腦的運算速度愈來愈快,功能也愈來愈強。同時,打印機和復印機也有了很大發展,高速度、大幅面、高品質、多功能、低成本打印復印被廣泛接受。這種制圖方法徹底改變了傳統的圖紙制作方法,工程設計圖紙產品白圖替代藍圖成為一種趨勢。如今造紙廠搞新擴建項目,設計室里只見電腦、打印機和復印機,墻上貼著的都是打印的白圖啦。

2. 磨木機 (Grinder)

許多年前,如果去新聞紙廠,一定會在制漿車間看見隆隆作響,蒸氣騰騰的磨木機。木段被水力或機械壓力緊壓在旋轉的磨石表面上,被磨解成為紙漿,然后從地下的漿溝里流出。這種機械方法生產出的紙漿也被形象地稱為“磨木漿(Groundwood pulp)”。

磨木機有鏈式、袋式、庫式和環式等幾種形式,國內用的磨木機,以鏈式和袋式最多。用磨木機制機械漿,方法粗糙,能量損失嚴重。

機械漿一直是生產新聞紙的主要漿種,而磨石磨木漿幾乎是生產機械漿的唯一方法。

直到上世紀,兩類新技術出現,最終終結了磨木漿和磨木機。第一是有了木片機械漿。20世紀60年代以后,木片機械漿(RMP)、熱磨機械漿(TMP),化學熱磨機械漿(CTMP) 以及漂白化學熱磨機械漿(BCTMP) 相繼問世。與傳統磨木漿相比,木片機械漿擴大了木材原料范圍,具有生產自動化、紙漿質量好、生產效率高、污染負荷輕等優點,很快就被廣泛使用。第二是新聞紙廠改用廢紙做原料。

在國內,1992年11月廣州造紙廠從奧地利安德里茲公司引進的80 t/d 廢紙脫墨漿(DIP) 生產線建成投產,配用生產新聞紙。1998年上海韓松潛力紙業有限公司建成,采用90%DIP和10%BCTMP生產新聞紙,并逐漸調整到100%DIP。此后,國內新投產的新聞紙機均以全廢紙為主要原料。

3. 圓網紙機 (Cylinder machine)

英國人約翰·迪金森在1809年發明了圓網紙機。這種紙機使用一個或多個圓網槽,抄造范圍從定量十幾克的生活用紙直到幾百克的多層紙板。

圓網紙機雖然比長網紙機晚誕生十年,進入中國也晚于長網紙機,但因結構簡單、容易制作、投資較小,操作簡單等優點,數量增長卻后來居上,中國各省市區第一家機制紙造紙廠的紙機絕大多數都是圓網紙機。在小紙廠大發展的年代里,國內到處都可以看到圓網紙機。據統計,1985年底全國輕工系統共有紙及紙板機5000余臺,其中長網紙機僅600多臺,其余都是圓網紙機。

傳統的圓網紙機以圓網為成形器,隨著紙廠和紙機規模不斷擴大,這種成形方式無法滿足高速和寬幅的要求,紙張質量也難以提升,因此逐漸被夾網紙機 (文化用紙)、新月形紙機 (生活用紙) 和多長網紙機 (多層紙板) 所取代。

4. 分散劑(Formation aid)

中國人很早就已經開始使用所謂“紙藥”。紙藥是一種植物粘液,加入紙漿中能起分散的作用,可以控制紙漿在紙簾上的濾水速度,加強纖維的分散,抄出外觀更均勻的紙張,這種做法一直流傳至今。

改革開放之后,人民的生活水平迅速提高,對衛生紙的需求大增。當時,只有長網紙機和圓網紙機,抄造時因為衛生紙的定量低,紙頁薄,不易控制紙頁的勻度,所以紙業人又想到了紙藥,只是這時的紙藥從植物粘液換成了效率更高的有機聚合物,先是非離子聚氧化乙烯(PEO),后來又有陰離子聚丙烯酰胺(APAM)。前者效果好,但價格高;后者效果略遜,但價格低。這兩種聚合物都具有分子量高,溶液粘度大等特點,加入紙漿后,可以加大纖維之間的排斥,減緩紙漿的濾水速度,降低纖維絮聚的機會,從而達到改善紙頁勻度的目的。這些化學品被稱為“分散劑”或“成形劑”。

不過好景不長,1997年以后,國內生活用紙行業開始大量引進真空圓網型(Bestformer) 衛生紙機和新月型(Crescent former) 衛生紙機,這兩種紙機獨特的成形方法從根本上保證了紙頁具有良好的勻度。隨著長網紙機和圓網紙機逐漸退出衛生紙生產,分散劑的市場也日漸萎縮。

5.  打漿機 (Beater)

在古代,人們使用棍棒、石臼等工具來舂搗造紙纖維原料,這個過程因此被形象地稱為“打”漿。打漿是為了改變紙漿纖維的形態和性質,提高纖維之間的結合力,所以是抄出好紙的前提條件,正所謂“紙是從打漿機里打出來的”。纖維是否經過打漿,也是考古時判斷出土紙狀物是不是紙的重要標準。

1680年,荷蘭人發明了打漿機,并獲得廣泛應用,這種打漿設備也被稱為“荷蘭式打漿機”。在打漿機里,紙漿在槽內循環流動,通過旋轉的飛刀和固定的底刀產生打漿效果。

打漿機占地面積大,耗電多,生產效率低,工人勞動強度大,而且還是間歇式操作。這種間歇式設備注定只能是過渡性產品,二十世紀后期逐漸被連續生產的磨漿機所取代。

如今使用磨漿機,所以打漿又被稱為“磨漿”。同樣,英文詞匯也發生了從“打”變“磨”的變化,以前打漿是“beating”,打漿機是“beater”;現在打漿稱為“refining”,打漿機則稱為“refiner”。

6.  黃紙板(Straw board)

黃紙板就是著名的“馬糞紙”,過去叫“黃板紙”。以前,人們生活水平不高,造紙技術也比較落后,質量很差的黃紙板是當時主要的包裝紙板,被大量用于物品的包裝和用作襯板或底板。

黃紙板以稻麥草為原料,用石灰或燒堿漚制或蒸煮制成紙漿。由于原料低級,制漿和抄紙方法簡單粗糙,所以紙板的外觀差,強度低。上世紀末,國內開始大量生產白紙板及瓦楞紙板,市場隨即逐優棄劣,用馬糞紙的人就越來越少了,1996以后,造紙管理部門發布的年度統計中已再不包括黃紙板一項。目前國內還有一些小造紙企業生產黃紙板,主要用于低檔包裝。

7.  銅網(Bronze wire)

造紙機從發明之日起就一直使用銅網作為紙頁成形和濾水的裝置,銅網多以磷青銅線為經線, 黃銅線為緯線織成。建國后,東北企業管理局于1949 年進行了磷青銅網的試制研究工作,隨之建立了我國第一個造紙網廠- 沈陽銅網廠。生產銅網的銅、錫、鋅都屬于貴重有色金屬,所以在造紙廠銅網被列為“貴重品”管理。

上世紀五十年代末,我國跟隨國外經驗,開始考慮以塑代銅,六十年代從國外進口一批塑料網試用。1977年輕工業部給天津銅絲銅網廠下達聚酯網的研制任務,天津市輕工業局于1982年12月在天津市造紙研究所召開了“造紙機用聚酯成形網鑒定會”,通過了對該項研究成果的鑒定。此后,天津銅絲銅網廠生產了一批塑料成形網供給部分造紙廠試用。

1986年1月,全國推廣應用聚酯網大會在天津召開,全國25個省市139名代表出席了大會,統一了用聚酯網代替銅網的認識,從此在全國范圍內大規模推廣應用聚酯網,取代銅網。1986 年底,全國7家專業網廠生產造紙成形網160萬m3,其中銅網103萬m3。到2009年,國內規模以上的造紙網廠有14家 (不包括外商在華獨資網毯生產企業的產量) ,合計生產成形網180萬m3,銅網僅余13.9萬m3。

8.  松香膠(Rosin size)

松香膠作為造紙施膠劑始于1807年,從那時開始松香膠就一直是主要的紙張施膠劑。松香膠的發展經歷了從普通松香膠、強化松香膠到分散松香膠,從陰離子松香膠到陽離子松香膠的階段,松香膠的功能不斷被改進和強化,但始終離不開硫酸鋁。因為與硫酸鋁共用,松香膠屬于酸性施膠劑,只能用于酸性抄紙。

上世紀中期,造紙從酸性抄紙轉入中、堿性抄紙,文化用紙大量使用堿性的碳酸鈣作為填料。松香膠施膠雖然經過不斷改進,應用pH被提升至6~7,可以用于中性抄紙,但仍然不能用于pH8~9的堿性抄紙,合成施膠劑烷基烯酮二聚物(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)因此獲得發展。

在國內,1989年上海江南造紙廠首先在銅版原紙生產上采用AKD中性施膠。濟南市化工研究所根據自己的研究成果,于1992年在山東省龍口市龍泉聯營精細化工廠建成一套年產100噸原粉和1000噸乳液的生產裝置,首創國產AKD。九十年代后期,美國氰特公司率先在寧波中華紙業公司涂布白紙板生產上使用ASA施膠劑,獲得成功。目前,AKD和ASA已廣泛用于文化用紙、包裝紙及紙板和特種紙的生產。

不過世事輪回,松香是一種再生資源,松香膠經過長期使用,是一種優良的施膠劑,限制它應用的關鍵因素是配合它的硫酸鋁。如果今后能夠突破這個限制,讓松香膠的使用能夠擴展到堿性造紙,它就會起死回生。

9.  蒸球(Spherical digester)

曾幾何時,蒸球是我們非常熟悉的蒸煮設備,當時國內造紙廠都是自制化學漿,所以到處都有蒸球在運轉。蒸球是一種回轉式球形蒸煮設備,間歇操作,體積小,產量低。

蒸球的容積有14、25和40m3三種,其中25m3 蒸球平均每天產絕干漿10 噸,40m3蒸球每天產漿16噸,年產紙漿僅數千噸。另外,蒸球一個蒸煮過程需放汽數次,所放出的熱汽不易回收和處理,不僅浪費大量能源,而且污染環境。

隨著制漿廠的規模不斷增大,無論是通過加大球體,還是通過擺蒸球陣來提高產量都不現實,因此蒸球逐漸失去了“用武之地”。如今的制漿廠年產量大至百萬噸以上,只能使用連續蒸煮器或大型間歇式蒸煮鍋。

10. 亞硫酸鹽制漿(Sulphite pulping)

學造紙的人都知道,工業上采用的化學制漿方法主要有堿法和亞硫酸鹽法兩類。亞硫酸鹽由美國人于1866年發明,1874年用于工業生產。該法使用亞硫酸鹽蒸煮植物纖維原料制成紙漿,有酸性、中性、堿性亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽四種方法,鹽基有鈣、鎂、鈉、銨等形式。酸性亞硫酸鹽法蒸煮pH 很低,只能用來蒸煮木材,不適用于草類原料。

上世紀六、七十年代,受燒堿短缺和硫酸鹽制漿法堿回收率低的影響,造紙業對中性亞硫酸銨制漿法的興趣大增。輕工業部在1967年組織有關單位試用中性亞硫酸銨法制漿造紙,制漿廢液做肥料,1968年,山東省泰安造紙廠在輕工業部造紙科學研究所和有關科研單位大力支持和配合下, 采用亞硫酸銨法生產草漿,制漿廢液直接灌溉農田。1976年起列為國家推廣項目。此后,這種制漿方法逐步在山東、四川、河北、山西、河南、云南、陜西和新疆等省、自治區的小型造紙廠中推廣。

亞硫酸鹽制漿法對設備的腐蝕程度高,蒸煮時間長,廢液難以處理。當硫酸鹽法制漿在堿回收和紙漿漂白上取得突破后,亞硫酸鹽法制漿就陷入衰退的困境。在國內,20世紀末以來,亞硫酸鹽制漿線逐漸被關閉,新建和擴建的紙漿廠,無論是木漿還是非木漿,均采用堿法制漿工藝。

 

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