我国造纸科学技术学科的现状、发展趋势及对策

侯庆喜 王 进 张红杰

(天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457)

我国造纸科学技术学科的现状、发展趋势及对策

侯庆喜 王 进 张红杰

(天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457)

介绍了我国造纸科学技术学科的现状、发展趋势以及造纸科学技术在生产发展中的作用和重大成果，通过造纸科学技术学科的国内外对比分析，提出了我国造纸科学技术学科的对策。

造纸工业;造纸科学技术;学科

我国造纸工业发展迅速，纸和纸板生产量以约13%的年增长率快速发展，消费量年平均增长超过10%。2009年纸和纸板的总产量为8640万t、消费量为8569万t［1］，已连续两年产量和消费量超越美国成为世界第一。世界上幅宽最宽、车速最高和自动化水平最先进的纸机基本上都在我国，许多国际知名的造纸装备、化学品、造纸织物和商贸服务等跨国公司都在我国设有业务机构，有些还建立了自己的生产基地和技术研发中心。我国已经成为世界造纸工业发展的中心，在国际上占有越来越重要的经济地位。我国造纸企业数量已经减至约3700家，技术装备水平、生产工艺和产品质量均稳步提升，污染治理、环境保护和可持续发展取得了长足进步。

1 我国造纸工业的巨大发展得益于造纸科学技术水平的进步

1.1 纸料制备技术

(1)浆料处理

浆料处理主要包括非木浆打浆、木浆打浆和废纸打浆。尽管中浓打浆比低浓打浆具有显著的提高纸张物理强度指标和降低打浆能耗的优点，但由于在浆料的输送、储存、计量以及打浆设备自身等方面仍存在一些问题，目前仍以低浓打浆为主，中浓打浆很少应用。打浆设备以锥形磨和双盘磨为主，并出现圆柱形磨浆机 (简称圆柱磨)。圆柱磨具有轻柔的、稳定的打浆性能，近几年在一些高速纸机生产线得到应用，如太阳纸业21#机、岳阳纸业40万t/a文化纸机。与传统的圆柱磨相比，新型的圆柱磨具有高效的打浆能力，打浆效果均一且能耗较低。在打浆度相同的情况下，采用圆柱磨比采用盘磨机或锥形磨磨出来的浆料强度性能要好一些。双盘磨对非木浆的打浆效果较好，盘磨齿型多样化，浓度适合于低浓浆泵的工作范围，便于车间布置和管道输送，已成为造纸企业的主要打浆模式。对于废纸浆的打浆而言，采用较高的磨浆浓度，纸浆打浆度上升幅度小，纤维切断少，有利于纤维分丝帚化，且随着磨浆浓度的升高，成纸的抗张指数、撕裂指数及耐破指数快速上升。

(2)造纸化学品应用

造纸工业是以纤维为主要原料的加工工业，根据最终纸或纸板产品的性能不同，抄纸过程中还需要加入填料、助留剂、施胶剂、增白剂和杀菌剂等多种化学品。填料是仅次于纤维的重要原料，主要有滑石粉、碳酸钙 (CaCO3)和高岭土等。碳酸钙主要分为沉淀碳酸钙(PCC)和研磨碳酸钙(GCC)两种。随着高灰分含量纸种的增多 (灰分含量高达30%左右)，呈现出纸张高加填的趋势，特别是PCC加填的应用大幅提高。为了供应纸机生产线质量稳定的填料，近几年投产的部分高速纸机生产线均配套建设了PCC或GCC的“卫星工厂”，如UPM常熟的GCC线、山东太阳纸业的PCC线、APP金东和APP金华盛的PCC线、泰格林纸的PCC线及金海浆纸的PCC线等。PCC填料能大幅度提高纸张的不透明度、白度和松厚度，并减轻抄造过程对设备的磨损，而且表面电荷高，这样有利于颗粒在纸页中的分布，主要用于静电复印纸等纸种。

在所有的湿部助剂中，助留剂是技术含量最高的一类化学品。高速纸机多采用微粒助留系统和超微粒助留系统。其应用方面呈现如下的发展趋势:追求性价比更高的助留剂产品及系统、助留剂系统组分增多、助留系统化学品分别采购、加入点向网部靠近等等。近几年，出现了微聚物或者有机微粒的应用［2］，这是继膨润土和胶体硅之后第三种适用的微粒。膨润土和胶体硅为无机微粒，而微聚物或有机微粒是一种高度交联的具有三维结构的阴离子型聚合物，具有分子质量高、阴离子电性强的特点。这种微粒助留系统是目前生产高灰分或高白度纸张的最佳助留剂，称之为超微粒助留系统。目前，我国已有多台年产20万t以上规模的纸机成功应用了这种超微粒助留系统。

从目前我国造纸行业的施胶剂市场情况看，松香施胶剂还占据较大的市场空间，主要是在中小型企业以及大型企业的纸板及卡纸的生产中，其市场份额受到烷基烯酮二聚物 (AKD)的较大冲击。我国目前的中性施胶技术也主要是AKD。传统AKD乳液使用阳离子淀粉作为乳化剂和稳定剂，但这种乳液在纤维上的留着率较低，与纤维的反应较慢，所需施胶熟化时间较长。AKD新型专用乳化剂的研制和开发已经成为造纸工作者关注的热点。快熟熟化型AKD的下机熟化率可以达到80%～90%，熟化剂可以是聚二甲基二烯丙基氯化铵 (PDADMAC)、聚酰胺环氧树脂 (PAE)和聚乙烯亚胺 (PEI)等。与AKD相比，烯基琥珀酸酐 (ASA)是一种更为高效的中性施胶剂，具有施胶速度快、pH值适应范围广、施胶成本低等优点，但其存在易水解、需现场乳化、工艺条件要求苛刻等缺点。不过，ASA中性施胶技术近几年得到了快速发展，已经在多条高速文化纸生产线上得到稳定的应用，施胶效果较理想，而且施胶成本较低。山东太阳纸业、苏州金华盛、芬欧汇川 (常熟)等都成功地应用了ASA施胶，泰格林纸集团也曾应用ASA施胶。

在表面施胶方面，近几年AKD乳液实现了从浆内添加到表面添加的转移，形成一种专门用于提高抗水性的表面施胶剂，具有很高的熟化速度，应用于高强瓦楞原纸时一般在下机40 min后就达到全部施胶效果的85%以上，复卷完成后基本上能够达到其全部的抗水效果。

传统湿部化学品的填加与混合一直是利用加后稀释水的方法通过在线静态混合器来完成的。近些年，出现了一种新型的化学品高效添加技术。该技术利用浆料本身作为稀释介质，利用纸浆流本身的动力与加压泵的动力给予微弱的化学品流足够作用，将湿部化学品的填加与混合在瞬间内同时完成。其混合使纸机的运行更加平稳、纸张的质量提高、化学品的消耗降低。在节约大量清水的同时，还节省了泵送能量及将稀释水加热所需的热能，也减少了温室气体排放。岳阳纸业、太阳纸业和APP集团等都采用高效化学药品混合系统。

(3)纸料流送系统

纸料流送系统是纸机完成抄纸及白水、损纸等高效回用的关键部分。目前，Metso和Voith两公司分别推出了Optifeed和WEPTM系统，包括短浓浆筛选、短流程冲浆、低脉冲上浆、纤维回收以及损纸处理。两公司的流送系统都取消了机外白水槽，分别采用Lobemix和HydromixTM系统，使工艺稳定性得到了改善，并显著降低了纸机纵、横向参数的变化。整个流送系统使浆料混合、白水混合、净化、除气、消除脉冲都更为有效，纸浆和水的储存容积显著减小。这种短滞留时间系统与长滞留时间系统在控制反应方面相比，具有更快捷、控制更精确的特点。

1.2 纸页成形技术

1.2.1 网部成形

(1)稀释水流浆箱

20世纪90年代以来，许多现代化造纸设备供应商先后研制开发了各具特色的、能通过在线浓度调节来实现横向定量控制的新概念流浆箱，例如Metso公司的OptiFlo流浆箱、Voith公司的ModuleJet流浆箱、Allimand公司的FP流浆箱等。这些流浆箱通称为稀释水式流浆箱。这些稀释水式流浆箱的主要区别在于稀释水系统流程设计上的不同。

稀释水式流浆箱是采用稀释水浓度控制技术，通过调节纸浆浓度来控制横幅定量，从而取代局部唇板调节带来的偏流和横流等问题，更有效地控制纸机纸幅横向定量的波动，保持全幅纤维定向均匀一致，是很好的定量控制方法［3］。稀释水式流浆箱的出现，创造性地提出了浓度调节的新概念，是流浆箱发展史上一次大的飞跃，突破了传统的通过调节唇口弯曲变形来调节纸机横幅定量偏差的方法。目前稀释水式流浆箱在新闻纸、书写纸、轻量涂布纸、高级超级压光纸、薄页纸、瓦楞原纸、多层纸板、挂面纸板等许多种产品中都获得成功应用。

(2)顶网成形和夹网成形

长网纸机的成形过程是一个阶梯过滤过程，纸浆在靠近网面部分的浓度较高，而另一面的浓度接近流浆箱的浓度。随着网部脱水的进行，湿纸幅中的纤维发生絮聚，并且絮聚的程度逐渐增大，最终造成纸张的匀度较差，且两面差大。采用顶网成形和夹网成形技术可以大大改善传统长网纸机网部成形的不利影响。

近十几年来，高速文化纸机采用的成形技术，纸机运行车速1400 m/min以下的多采用长网+顶网成形器，例如:Metso公司的ValFormer(中冶银河、福建南平、山东太阳等纸业采用)，Voith公司 Duo-Former D(山东太阳、泰格林纸、山东白云等纸业采用);车速1400～1600 m/min的采用混合型 (也称卧式)夹网成形技术，例如:Metso公司的Speed-Former MB(UPM常熟 2#纸机采用)、OptiFormer Horizontal(广州造纸1#纸机采用)，Voith公司Duo-Former CFD(APP金东1#和2#纸机采用);从2000年以后，车速超过1500 m/min的大型文化纸机，大多采用了立式夹网成形技术，包括Metso公司的Opti-Former(福建南平、石岘白麓、泰格林纸、广州、晨鸣等纸业采用)和Voith公司DuoFormer TQv(华泰、APP金海等纸业采用)。顶网成形和夹网成形都属于双面脱水形式，可以改善纸页的两面差和z向结构，包括填料的分布，顶网的脱水量为网部总脱水量的30%～50%，决定于成形器的结构形式;夹网成形方式其两面脱水量几乎相等。

(3)纸机成形网

现代化纸机正向着宽幅、高速的方向发展。纸机成形网从最初的铜网发展到今天的聚酯网，在不断适应纸机的发展需求。聚酯成形网是一种由聚酯或尼龙单丝纤维等高分子材料编织而成的用于纸机网部浆料滤水、纤维支撑以及纸页传递的织物。纸机成形网应能够在保证良好的纸页成形质量的前提下，具有较长的使用寿命。

对于不同的纸张产品品种和浆料性质，成形网的选择也有所区别。聚酯成形网的选型不仅要考虑编织系列、经/纬线直径、经/纬线编织密度，而且还要根据纸机及生产纸种的特点来确定，例如浆料性质等，要确保聚酯成形网网印轻，成纸表面细腻平整，填料和细小纤维留着率高，脱水性能好，白水浓度低，纸幅尺寸稳定性好。另外，由于内、外网脱水方式存在差异，为了保持两面脱水一致，减少纸幅两面差，成形网的内、外网织法上的选择不尽相同。因此，如何选择聚酯成形网和使用好聚酯成形网，要综合考虑各方面的因素，也是一项系统工程。

对于夹网纸机，由于其特殊的脱水方式和成形区极短的构造，为成形网的选择提出了更高的要求:一是要有良好的脱水性能，二是要有良好的表面细度，同时还要兼顾使用寿命和运行稳定性能。

1.2.2 压榨

压榨是纸机湿部脱水的重要环节，目的是尽量除去纸幅中的水分，改善纸张质量，减少干燥部热量的消耗。与普通压榨方式相比，新型压榨具有较长的压区滞留时间、较高的脉冲能力和较好的脱水能力。新型压榨在大大提高纸页干度的同时，能够保持纸幅的一些特性，避免压花或压溃现象。新型压榨包括大辊压榨和靴式压榨。采用目前先进的靴式压榨的纸机，压榨后的纸幅干度可以达到50%或以上，为纸机车速的提高和运行性能的改善提供了良好的条件。

经过靴式压榨后的纸张，可具有较好松厚度和挺度。对于书写印刷纸来说，若松厚度相同，经靴式压榨后的纸页干度要比普通压榨的高3%～5%;若在干燥能力相同的情况下，可以增加产量12%～20%。靴式压榨已成为现代高速纸机生产线或者以提高产量为主的技术改造项目中首选的压榨方式。在高档静电复印纸的生产线中，大多都采用了靴式压榨。我国多条书写印刷纸生产线也采用了靴式压榨，如泰格林纸集团的40万t/a项目、中冶银河的20万t/a项目和福建南平的20万t/a项目，以及已稳定运行多年的苏州金华盛、APP金东和山东太阳纸业等。

纸机压榨部通常是多道压榨形式的组合，可以是多道单压区压榨，也可以是复合压榨，甚至是两者的组合。不同定量和纸种的纸机所采用的压榨形式存在较大差别，同一定量和纸种的纸机压榨部也可以有多种组合形式。

对于书写印刷纸来说，复合压榨、靴式压榨、复合靴式压榨都是常用的形式。如岳阳纸业3#纸机为Beloit公司的3800 mm、900 m/min纸机，生产60～100 g/m2双胶纸，压榨部为真空压榨+三辊二压区的组合形式;8#纸机为 Metso公司 Opti 6400 mm、1600 m/min纸机，生产42～80 g/m2的 LWC纸或42～48 g/m2新闻纸，其压榨部为真空压榨+靴式压榨的组合形式。金东纸业1#和2#纸机 (原纸定量60～84 g/m2)采用了四辊三压区靴式压榨，其中1#辊和4#辊为靴式压榨辊，2#辊为真空辊。该纸机在配有蒸汽箱的情况下，纸机车速1500 m/min，出压榨后纸张的干度能达到52%［4］。另一种主要压榨部形式是串联直通式双靴压，如岳阳纸业幅宽5280 mm、1400 m/min的纸机，采用了Voith公司的两道直通式靴式压榨;福建南平20万t/a书写印刷纸机采用了Metso公司两道直通式靴式压榨［5］。此外，近几年文化纸机还出现了单靴压的压榨部，世界范围内已有10多台同类型的纸机在运行，但生产纸种主要为静电复印纸。

1.2.3 干燥技术

由于市场竞争激烈，能源成本提高，一些大型纸厂在选择新造纸生产线时倾向于高车速、高效率的纸机［6-7］。已经投产的有10多条幅宽6～10 m、设计车速1600～2000 m/min的纸机，另外还有海南金海浆纸业公司刚刚投产的幅宽11.8 m、车速2000 m/min的高档文化纸机。纸机高车速，意味着整个干燥部必须具有更高的蒸发效率、高的运行性能，而且还应有更低的能量消耗、保证高的纸张质量以及尽可能低的生产成本。为了满足这些要求，现代高速纸机的干燥部出现了许多新技术:采用单排烘缸组代替传统的双排烘缸组;为确保纸幅在干燥部能稳定运行及顺利传递，烘缸之间增设了纸幅稳定器、无绳引纸系统;为提高蒸汽利用效率，且改善纸机运行性能，加强了汽罩通风;为改善纸页在干燥部的烘干效果，采用了热吹风管与袋式通风装置［8-9］。

1.2.4 压光整饰技术

压光整饰是通过压光机对成纸进行表面整饰、改善其表面性能的操作工序。在现代纸机中，硬压光机、软压光机、超级软压光机和带式压光机都有使用。一般来说，对于静电复印纸和双胶纸等纸种，两辊单压区软压光即可满足需要，但是它要求进入压光机前纸页的两面差尽可能小。太阳纸业21#纸机、岳阳纸业3#纸机及40万t/a文化纸机都配有单压区软压光机。2009年华泰纸业向Voith公司订购的基于Voith公司“同一平台概念”的纸机即采用了EcoSoft Delta软压光技术。近几年出现了一类新的宽压区压光技术，即带式压光机和靴式压光机，正处于推广和发展阶段。我国引进的几台仅用于白卡纸板涂布前的原纸整饰，替代传统的两辊硬压光，以保持纸页的松厚度。而用于高速文化纸机时，技术还不完全成熟，如第一台用于太阳纸业23#文化纸机卷纸前压光，效果不是很理想。

1.2.5 纸机在线监测技术

(1)化学品的在线应用技术

纸机抄造车速和纸张质量的大幅度提高，由此而引发的化学品的使用种类及添加点不断增多。为保证纸机运行性能和产品质量稳定，化学品需要制备浓度稳定且能够实现实时准确地在线添加。在当今现代化的造纸生产线中，已实现了化学品添加的高自动化控制程度，可以在纸机DCS操作界面中完成化学品的关停、用量调整和加入点切换等操作。

(2)纸张质量的在线检测技术

为了稳定产品质量，现代纸机都配置了包括纸张质量控制系统 (QCS)、纸幅运行监测 (WRM)和纸病监测 (WIS)系统在内的在线检测控制系统［10-11］。

1.3 纸加工技术

众多高档纸种和特种纸是经过涂布加工来实现的，如铜版纸、LWC、热敏纸、无碳复写纸、珠光纸和涂布白卡纸等。此外，还有一些特种纸是不需要涂布加工的，如装饰纸、转移印花纸、食品包装纸、美纹纸、墙纸原纸和圣经纸等。涂布纸种不仅要适应各种先进印刷机的印刷要求，而且要求印刷后的印品色彩鲜艳，图像清晰、逼真，性价比高。对于涂布的特种纸和高档文化纸来说，原纸质量、涂布配方、涂布技术是3个主要的影响因素。纸张生产技术和涂布设备一般相差并不十分大，最主要的差别是涂料组分及其性能，从而赋予涂布后的纸张具有不同的用途。涂布技术装备的发展能够促进纸张质量的提高，拓展其使用性能。近些年来，涂布技术发展比较快，包括涂布方式、干燥方式、运行车速和自动检测与控制等方面［12-13］。

1.3.1 涂布技术的进展

传统涂布技术主要包括气刀涂布、刮刀涂布、辊式涂布等。现代涂布技术包括计量式膜转移施胶式预涂布、喷雾涂布和帘式涂布等。这些涂布方式可分为接触式涂布和非接触式涂布，其适用的涂布纸种存在差异。对于涂料组分需要避免外加机械力作用的场合，一般选择非接触涂布方式，如无碳复写纸、压敏纸等。有些涂料由于固含量较低，也可以采用气刀涂布方式，如彩色喷墨打印纸等。接触式涂布适用范围比较广，高速涂布机一般选用一道刮刀涂布或计量式膜转移施胶式预涂布，或者多道涂布的组合形式。如湖南岳阳纸业20万t/a LWC纸项目采用了膜转移施胶压榨涂布;海南金海浆纸业公司2010年投产的世界上最先进的文化纸生产线，年产量超过100万t，采用了机内两面涂布，每面一道施胶、一道膜转移施胶式预涂布、两道刮刀涂布，另外机外配两台10辊超级压光机。喷雾涂布和帘式涂布是新型的非接触涂布方式，代表了未来涂布技术的发展方向。

1.3.2 涂布纸质基材的发展

涂布纸质基材即通常所说的涂布原纸［14-15］，涂布类纸种的生产过程即是将涂料均匀涂覆在纸质基材的表面，使得涂布纸具有某些特定的性能。涂布纸质基材与涂料性能、涂布操作和涂布纸性能具有密切关系。涂布纸质基材根据纸种不同可以分为铜版原纸、LWC原纸、铸涂原纸、热敏原纸、无碳复写原纸和彩色喷墨打印原纸等。此外，某些特种纸既可以使用纸质基材，也可使用合成基材。如高光喷墨数码相纸可以用纸质基材，也可以用树脂涂布纸 (即RC纸)作为基材。总的来说，纸质涂布基材是涂布基材的主体，改良的纸质基材或者合成材料主要用于特种纸的涂布原纸。随着涂布纸质量的提升，纸质涂布基材的性能指标，如横幅定量、表面平整性和物理强度等有了更高的要求，这是纸质涂布基材发展的必然趋势。

2 我国造纸科学技术在生产发展中的作用和重大成果

2.1 近年来造纸科学技术在生产发展中的作用

随着我国造纸技术的进步，经过短短10多年的发展，造纸科学技术学科在取得众多科学理论与技术突破的同时，也将许多的研究成果应用到造纸工业当中，并在生产实践中收到了成效。涌现出玖龙纸业、理文纸业、APP集团、华泰纸业、晨鸣纸业、太阳纸业等一大批大型的现代化造纸龙头企业。在建的和已投产的许多现代化造纸生产线项目无论装备水平、自动化水平还是产品质量，都代表了当今世界最先进水平。山东太阳纸业2010年上半年投产的45万t/a文化用纸项目，采用了Metso公司的幅宽7.8 m、设计车速1800 m/min的纸机;海南金海纸业2010年5月投产的140万t/a造纸生产线，配备了德国Voith公司的网宽11.8 m、车速2000 m/min、带有七道涂布的涂布机，主要生产高档铜版纸等高档文化用纸，这是目前世界上规模最大的纸机。此外，晨鸣纸业、华泰纸业和亚太纸业等也均有大型造纸项目，如晨鸣的80万t/a高档低定量铜版纸和60万t/a涂布白卡纸项目、浙江吉安60万t/a涂布牛皮卡纸板项目和宁夏中冶美利年产5万t/a的特种高档包装装潢用纸工程项目等。这些项目都采用世界一流的造纸技术装备，自动化程度高，单机产量大。晨鸣纸业的80万t/a文化纸项目纸机网宽11.15 m，设计车速2000 m/min，主体设备分别由芬兰Metso、德国Voith、奥地利Andritz和日本丸石等公司提供，采用DCS控制实现设备全自动化操作，属于国际一流的铜版纸生产线。当代世界先进技术的应用，极大地提高了我国造纸工业的生产技术水平。上述造纸项目的建设和投产，是近年来世界最新造纸科学技术在现实生产中的综合体现，并将进一步发挥其重要的作用。

2.2 近年来造纸科学技术的重大成果

我国造纸科学技术学科重视对世界先进造纸生产技术的引进、消化吸收和创新，重视科研投入和产业扶持，加强对现有造纸生产装备及其生产工艺开展技术优化和技术创新，提高产品质量和开发新产品。河南江河纸业对原企业引进俄罗斯的车速只有200 m/min的文化纸机成功地进行了技术改造，其中包括网部流浆箱、压榨部、烘缸内冷凝水排出装置、纸幅稳定器、纸页横幅定量控制系统等，使纸机车速稳定地提高到800 m/min，不仅产品产量得到提高，而且产品质量大幅度提升，企业经济效益大增。该项目因此获得了2007年轻工业联合会科技成果二等奖。目前，该企业在造纸生产的同时，不断地进行技术创新，开发造纸设备新产品，成功攻克了帘式涂布、稀释水流浆箱、顶网成形装置、膜转移涂布和软压光等关键技术。开发的部分产品出口到俄罗斯或销售到国内生产企业。该企业1000 m/min纸机技术改造项目在2010年上半年通过了专家组织的技术鉴定，其中多项技术填补了我国的空白。近几年，我国新开发的新产品还包括:幅宽2700 mm、车速600 m/min的圆网形卫生纸机;与韩国合作开发的抄造车速已经超过1000 m/min的新月形卫生纸机;主要关键设备进口配套的幅宽5650 mm、车速800 m/min的高档涂布白卡纸机;幅宽5650 mm、车速800 m/min的双叠网瓦楞纸机;幅宽3300 mm、车速1000 m/min的可控中高辊的超级压光机;幅宽6100 mm、车速1200 m/min的高速膜转移施涂器;幅宽3520 mm、车速800 m/min的带可控中高辊的单、双压区软辊压光机等等。这些新产品的开发应用，使纸和纸板产品的质量、产量和劳动生产率进一步提升，产品生产成本下降，进一步适应了市场的发展需求。

3 造纸科学技术学科国内外比较分析

我国现已发展成为世界上纸和纸板的第一生产大国，但却不是世界上的造纸强国，与世界发达国家的造纸技术水平，特别是造纸装备水平相差仍然较大。应当看到，改革开放30年来特别是近10年来，我国的造纸生产水平有了突飞猛进的发展。这在很大程度上依赖于引进的国外先进的造纸技术装备，包括整条的造纸生产线。当然，我国在引进国外先进技术的同时，吸收消化和再创新工作取得了较快地发展，使得造纸企业无论在生产规模、产品质量，还是生产效率等方面都有了很大提高。同时，原材料消耗特别是能源消耗有了明显降低，突显出资源节约型和环境友好型的绿色造纸工业生产特点。目前，我国与世界造纸强国在造纸装备方面的主要差距包括:造纸装备技术水平有待进一步提升;国产打浆设备需要进一步完善;国产纸机的性能和质量与国外进口产品相比差距较大;我国的造纸科学技术学科的研发能力需进一步加强等。

与国际装备制造巨头相比，国内装备制造企业缺乏自己的研发机构、实验装置和手段，设备运行参数只能从产品试车或生产中获得。与国外装备相比用户有很大的选用风险，不能针对造纸行业的发展研发出适合新工艺的高效、可靠设备，更不能为用户提供前期工艺技术参数的支持。从而造成了被动的跟踪模仿，无法形成自已的核心技术。另外，我国设备技术开发与工艺技术的发展相脱节，设备技术开发总是远落后于工艺技术，相互间不能形成有机的联系和合作。除此之外，国内科研院所的研发机构与装备制造企业以及造纸生产企业之间的有效沟通和合作也是十分欠缺的。装备制造企业总是期待着已经十分成熟的研究成果，然后将其买来后直接产业化，显然这是不现实的一种做法;科研院所也因科研经费和实验设备的缺乏，很难与生产企业真正深入地开展合作研发，产学研合作在一定程度上流于形式。

4 造纸科学技术学科展望与对策

在现代社会中，纸和纸板作为一种生产资料和生活资料，其消费也在向着多元化的方向发展

随着生产和生活水平的提高，对纸和纸板的质量要求也在不断地发生着变化。2009年，我国人均纸和纸板的年消费水平为64 kg，比2000年的28 kg翻了一番多。尽管如此，仍比世界平均消费水平低10 kg，比美国、日本、芬兰等世界18个国家人均200 kg以上的消费水平相差甚远，许多的先进造纸技术装备仍然依靠进口，这都说明我国是一个造纸弱国。当今，在建设和谐社会、保护生态环境的新形势下，造纸科学技术学科面临着发展的巨大机遇，同时也面临着许多新的挑战。

4.1 纸及纸板产品将向着多元化、低定量、功能化、环保、质优价廉的方向发展

这一趋势是国民经济发展水平和社会发展水平以及人民生活的发展水平所决定的，也是不以人们的意志为转移的客观发展趋势。优势产品的竞争力将进一步提高，配用高得率浆和废纸浆的新品种也将会增加，品牌、名牌创新力度将加大，引导理性消费的观念和措施将进一步加强。面对这种形势，造纸科学技术学科必须保持清醒的认识，自觉地调整观念意识，主动适应新形势的发展需要，创新思路，研究开发与发展趋势相适应的造纸新工艺、新产品、新设备。如我国新闻纸已从过去的49 g/m2降低到现在的45 g/m2及以下，而纸张质量和印刷质量不断提高，备受市场青睐。

4.2 纸及纸板生产过程向着高车速、高质量、高效率、低 (资源、能源)消耗、低排放的方向发展

这一发展方向体现了纸和纸板产品的生产过程追求高生产效率，同时节约资源、环境友好、低碳经济的发展目标。在纸料制备过程中，低浓打浆要向着中、高浓打浆的方向发展;为提高造纸湿部的脱水量，改善纸或纸板的质量，靴式压榨将进一步得到广泛的应用;计量式膜转移施胶及涂布、帘式涂布、袋区通风、在线软压光、在线质量检测 (包括横幅定量、水分、紧度、灰分等)及控制、生产线的自动化控制等技术，也都会在生产中得到广泛应用。此外，能源消耗、水资源的合理使用、中段水的回收利用等，都会越来越得到重视。

4.3 加强造纸科学技术学科的研发能力

我国造纸科学技术学科的研发队伍存在着小而散的现象，由于经费缺乏等多方面因素影响，一些实验手段和检测手段等还较落后，一些新工艺、新方法等难以扩大规模试验。相反，国外的情况要好很多。例如加拿大制浆造纸研究院 (Paprican-FPInnovations)投资上千万加元安装了一台实验纸机，幅宽1 m以下，配备了非常完善的在线监测和检测仪器设备，使得造纸工艺方面的研究实验得心应手。再如前面述及的Voith、Metso和Andritz世界三大制浆造纸装备制造商，其研发中心功能十分健全，产学研、工艺与设备研发紧密结合，相互依赖、共同发展，这些都值得我国造纸科学技术学科学习和借鉴。要避免形成国外先进造纸装备技术“引进—消化—再引进”的怪现象，真正走上一条“引进—消化—创新”的发展之路、造纸强国之路。

［1］ 中国造纸协会．中国造纸工业2009年度报告［J］．造纸信息，2010(6):6．

［2］ 刘军钛．超微粒助留剂及其应用［J］．中华纸业，2009，30(6):82．

［3］ 任淑华，祝 光．稀释水流浆箱的类型及其对横幅定量的控制［J］．纸和造纸，2008，27(5):8．

［4］ 王道文，史晓冬，贺兰海．几种叠网纸板机压榨部的配置与设计［J］．中华纸业，2007，28(8):55．

［5］ Thomas Augscheller．用于文化纸机最有效的压榨技术——靴式压榨［J］．中华纸业，2007，28(8):33．

［6］ 杨伯钧．新纸机干燥部——岳阳纸业LWC改造项目国际新技术消化吸收［J］．中华纸业，2002，23(3):27．

［7］ 林文耀．我国造纸工业近年来进口的新技术设备［J］．纸和造纸，2005(8):78．

［8］ 刘机勇．高速纸机的干燥部及其特性［J］．中华纸业，2007，28(3):6．

［9］ 冯铭杰．合理配置单排烘缸避免纸页卷曲［J］．国际造纸，2006，25(1):6．

［10］ 刘安江．高速纸机自动化控制的发展趋势［J］．中华纸业，2007，28(6):64．

［11］ 尹 超．岳阳纸业#8纸机的配置与生产运行［J］．中华纸业，2008，27(15):56．

［12］ 王海松，刘金刚．涂布技术的最新进展［J］．国际造纸，2003，22(5):6．

［13］ 曹邦威．造纸颜料涂布技术的进展与展望［J］．国际造纸，2004，23(5):1．

［14］ 邹志梅．涂布原纸的质量控制［J］．造纸科学与技术，2002，21(4):56．

［15］ 陈 港，方志强，文 艾．转印类涂布纸的特性及应用［J］．造纸科学与技术，2009，28(6):70．

The Present Situation，Development Trend and Strategy of China's Papermaking Science and Technology Discipline

HOU Qing-xi*WANG Jin ZHANG Hong-jie
(Tianjin Key Lab of Pulp＆ Paper，Tianjin University of Science＆ Technology，Tianjin，300457)

The present situation，development trend and strategy of China's papermaking science and technology discipline are discussed．The important role and achievement of the discipline in the paper industry development are also presented．After analyzing the differences of the discipline in China and abroad，the strategies for further development China's papermaking science and technology discipline are proposed．

papermaking;papermaking science and technology;discipline

TS7 < class="emphasis_bold"> 文献标识码: 文章编号:

文章编号:0254-508X(2011)12-0060-07

侯庆喜先生，教授;主要从事清洁制浆技术与造纸装备方面的研究。

(*E-mail:qingxihou@tust．edu．cn)

2011-08-04

(责任编辑:常 青)