我們都知道，中國四大發(fā)明之一的造紙術是古代中國勞動人民的重要發(fā)明。當時，蔡倫在東漢京師洛陽總結前人經(jīng)驗，改造了造紙術。他以樹皮、麻頭、破布、舊漁網(wǎng)等為原料，經(jīng)過切斷、浸漬、漚制、舂搗、撈紙、晾曬等步驟，手工造紙。這樣不僅可以大大提高了紙張的質量和生產(chǎn)效率，還擴大了紙的原料來源，降低了紙的成本，為紙張取代竹帛開辟了前景，為文化的傳播創(chuàng)造了有利的條件。

　　到了十七世紀以后，歐洲人造出了打漿機和造紙機，又發(fā)明了機械制漿和化學制漿方法，傳統(tǒng)的手工造紙逐漸被機器生產(chǎn)所代替。

　　寒來暑往年年年，造紙技術變變變。歷經(jīng)千百年，制漿和造紙技術發(fā)生了巨大變化。早期的基本原理和方法被不斷改進，一直傳承到現(xiàn)在。

　　現(xiàn)代造紙的原料有植物纖維(木材、竹、草類等)，礦物纖維(石棉、玻璃絲等)，其他纖維(尼龍，金屬絲等)，還有用石油裂解得到的高分子材料。目前用于書寫、印刷、包裝的紙仍主要以植物纖維為主要原料制成。

　　在這個過程中，新的技術、工藝、設備、紙種和化學助劑相繼出現(xiàn)，一些舊的東西已經(jīng)消失或正面臨被淘汰。

　　行業(yè)發(fā)展，新來舊去，不僅折射出造紙工業(yè)的歷史變遷，更反映出創(chuàng)新在其中所起的重要作用。

　　1. 曬圖紙(Diazo paper)

　　本世紀工程設計行業(yè)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(yè)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(lián)劑等組成的感光涂料，用堿性物質顯影后產(chǎn)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(fā)出來的氨氣味，曬圖可以實現(xiàn)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(fā)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(tǒng)的圖紙制作方法，工程設計圖紙產(chǎn)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(chǎn)出的紙漿也被形象地稱為“磨木漿(Groundwood pulp)”。

　　今天許多年輕人可能都沒有見過磨木機，也就理解不了機械漿的生產(chǎn)方法。

　　磨木機有鏈式、袋式、庫式和環(huán)式等幾種形式，國內(nèi)用的磨木機，以鏈式和袋式居多。

　　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(chǎn)新聞紙的主要漿種，而磨石磨木漿幾乎是生產(chǎn)機械漿的唯一方法。

　　直到上世紀，兩類新技術出現(xiàn)，zui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(tǒng)磨木漿相比，木片機械漿擴大了木材原料范圍，具有生產(chǎn)自動化、紙漿質量好、生產(chǎn)效率高、污染負荷輕等優(yōu)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(nèi)，1992年11月廣州造紙廠從奧地利安德里茲公司引進的80t/d廢紙脫墨漿(DIP)生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，配用生產(chǎn)新聞紙。

　　1998年上海韓松潛力紙業(yè)有限公司建成，采用90%DIP和10%BCTMP生產(chǎn)新聞紙，并逐漸調整到100%DIP。

　　此后，國內(nèi)新投產(chǎn)的新聞紙機均以全廢紙為主要原料。

　　3. 圓網(wǎng)紙機(Cylinder machine)

　　英國人約翰·迪金森在1809年發(fā)明了圓網(wǎng)紙機。

　　這種紙機使用一個或多個圓網(wǎng)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(wǎng)紙機雖然比長網(wǎng)紙機晚誕生十年，進入中國也晚于長網(wǎng)紙機，但因結構簡單、容易制作、投資較小，操作簡單等優(yōu)點，數(shù)量增長卻后來居上，中國各省市區(qū)第一家機制紙造紙廠的紙機絕大多數(shù)都是圓網(wǎng)紙機。

　　在小紙廠大發(fā)展的年代里，國內(nèi)到處都可以看到圓網(wǎng)紙機。據(jù)統(tǒng)計，1985年底全國輕工系統(tǒng)共有紙及紙板機5000余臺，其中長網(wǎng)紙機僅600多臺，其余都是圓網(wǎng)紙機。

　　傳統(tǒng)的圓網(wǎng)紙機以圓網(wǎng)為成形器，隨著紙廠和紙機規(guī)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(wǎng)紙機 (文化用紙)、新月形紙機 (生活用紙) 和多長網(wǎng)紙機 (多層紙板) 所取代。

　　4. 分散劑(Formation aid)

　　中國人很早就已經(jīng)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(wèi)生紙的需求大增。

　　當時，只有長網(wǎng)紙機和圓網(wǎng)紙機，抄造時因為衛(wèi)生紙的定量低，紙頁薄，不易控制紙頁的勻度，所以紙業(yè)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(nèi)生活用紙行業(yè)開始大量引進真空圓網(wǎng)型(Bestformer) 衛(wèi)生紙機和新月型(Crescent former) 衛(wèi)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(wǎng)紙機和圓網(wǎng)紙機逐漸退出衛(wèi)生紙生產(chǎn)，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(tài)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(jīng)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(fā)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(nèi)循環(huán)流動，通過旋轉的飛刀和固定的底刀產(chǎn)生打漿效果。

　　打漿機占地面積大，耗電多，生產(chǎn)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(chǎn)品，二十世紀后期逐漸被連續(xù)生產(chǎn)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(fā)生了從“打”變“磨”的變化，以前打漿是“beating”，打漿機是“beater”;現(xiàn)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(nèi)開始大量生產(chǎn)白紙板及瓦楞紙板，市場隨即逐優(yōu)棄劣，用馬糞紙的人就越來越少了，1996以后，造紙管理部門發(fā)布的年度統(tǒng)計中已再不包括黃紙板一項。目前國內(nèi)還有一些小造紙企業(yè)生產(chǎn)黃紙板，主要用于低檔包裝。

　　7. 銅網(wǎng)(Bronze wire)

　　造紙機從發(fā)明之日起就一直使用銅網(wǎng)作為紙頁成形和濾水的裝置，銅網(wǎng)多以磷青銅線為經(jīng)線, 黃銅線為緯線織成。

　　建國后，東北企業(yè)管理局于1949年進行了磷青銅網(wǎng)的試制研究工作，隨之建立了我國第一個造紙網(wǎng)廠- 沈陽銅網(wǎng)廠。

　　生產(chǎn)銅網(wǎng)的銅、錫、鋅都屬于貴重有色金屬，所以在造紙廠銅網(wǎng)被列為“貴重品”管理。

　　上世紀五十年代末，我國跟隨國外經(jīng)驗，開始考慮以塑代銅，六十年代從國外進口一批塑料網(wǎng)試用。

　　1977年輕工業(yè)部給天津銅絲銅網(wǎng)廠下達聚酯網(wǎng)的研制任務，天津市輕工業(yè)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(wǎng)鑒定會”，通過了對該項研究成果的鑒定。

　　此后，天津銅絲銅網(wǎng)廠生產(chǎn)了一批塑料成形網(wǎng)供給部分造紙廠試用。

　　1986年1月，全國推廣應用聚酯網(wǎng)大會在天津召開，全國25個省市139名代表出席了大會，統(tǒng)一了用聚酯網(wǎng)代替銅網(wǎng)的認識，從此在全國范圍內(nèi)大規(guī)模推廣應用聚酯網(wǎng)，取代銅網(wǎng)。

　　1986年底，全國7家專業(yè)網(wǎng)廠生產(chǎn)造紙成形網(wǎng)160萬m3，其中銅網(wǎng)103萬m3。

　　到2009年，國內(nèi)規(guī)模以上的造紙網(wǎng)廠有14家 (不包括外商在華獨資網(wǎng)毯生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量) ，合計生產(chǎn)成形網(wǎng)180萬m3，銅網(wǎng)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(fā)展經(jīng)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(jīng)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(fā)展。

　　在國內(nèi)，1989年上海江南造紙廠首先在銅版原紙生產(chǎn)上采用AKD中性施膠。濟南市化工研究所根據(jù)自己的研究成果，于1992年在山東省龍口市龍泉聯(lián)營精細化工廠建成一套年產(chǎn)100噸原粉和1000噸乳液的生產(chǎn)裝置，首創(chuàng)國產(chǎn)AKD。

　　九十年代后期，美國氰特公司率先在寧波中華紙業(yè)公司涂布白紙板生產(chǎn)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(chǎn)。

　　不過世事輪回，松香是一種再生資源，松香膠經(jīng)過長期使用，是一種優(yōu)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(nèi)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(chǎn)量低。

　　蒸球的容積有14、25 和40m3三種，其中25m3蒸球平均每天產(chǎn)絕干漿10噸，40m3蒸球每天產(chǎn)漿16噸，年產(chǎn)紙漿僅數(shù)千噸。

　　另外，蒸球一個蒸煮過程需放汽數(shù)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(huán)境。

　　隨著制漿廠的規(guī)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(chǎn)量都不現(xiàn)實，因此蒸球逐漸失去了“用武之地”。

　　如今的制漿廠年產(chǎn)量大至百萬噸以上，只能使用連續(xù)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(yè)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(fā)明，1874年用于工業(yè)生產(chǎn)。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(yè)對中性亞硫酸銨制漿法的興趣大增。

　　輕工業(yè)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(yè)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(chǎn)草漿，制漿廢液直接灌溉農(nóng)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(qū)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(nèi)，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。