1 瓦楞紙板是重要的包裝材料
商品包裝是流通和供應(yīng)鏈中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是使商品能安全完好地從生產(chǎn)廠家送到消費(fèi)者手中的重要保證，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展尤其是零售業(yè)的發(fā)展，包裝工業(yè)獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。1997年世界包裝工業(yè)銷售額高達(dá)4750億美元，各種包裝材料銷售額的比例分別是：金屬25％，玻璃6％，塑料30％，紙34％，其它5％，其中紙質(zhì)包裝所占份額最大①。瓦楞材料是最重要的紙質(zhì)包裝材料，通常是由箱紙板和瓦楞原紙加工成瓦楞紙板，再用瓦楞紙板加工成各式各樣的瓦楞紙箱。瓦楞紙箱的主要用途不同國(guó)家和地區(qū)有所不同，北美、西歐40％用來(lái)包裝食品；日本包裝食品的占50％；我國(guó)的30％用來(lái)包裝食品和飲料。
瓦楞紙箱除廣泛用于食品包裝外，還可以用來(lái)包裝家具、大件電器、紡織品和橡膠制品，近年開發(fā)的瓦楞紙盒可以包裝小件商品在超市貨架出售。由于瓦楞紙板本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，具有很高的強(qiáng)度/重量比，是一種十分優(yōu)良的包裝材料；加上造紙纖維可以回收再生利用，這種包裝材料更獲得十分重視環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)代社會(huì)的青睞。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球瓦楞材料消費(fèi)量約1億t，在1980～1996年期間平均每年增長(zhǎng)3.6％，預(yù)測(cè)未來(lái)10年仍以3.5％/a速度遞增。瓦楞材料人均消費(fèi)量以北美最高，為100kg/a，日本其次72kg/a,然后依次是西歐(43kg/a)，澳大利亞及新西蘭(36kg/a)。上述四個(gè)地區(qū)人口僅占全球的15％，瓦楞材料消費(fèi)卻占全球消費(fèi)的68％②，瓦楞材料消費(fèi)水平與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)系由此可見一斑。全世界瓦楞材料人均消費(fèi)量是14kg,中國(guó)是7.6kg,我國(guó)瓦楞材料人均消費(fèi)量只是全球人均消費(fèi)量的一半。
北美地區(qū)過(guò)去由于所用的箱紙板和瓦楞原紙定量較高，因而瓦楞材料消費(fèi)量明顯地高；隨著近年趨向使用低定量高強(qiáng)度的箱紙板和瓦楞原紙，加上部分市場(chǎng)被塑料所占有，估計(jì)北美瓦楞材料的消費(fèi)量已接近飽和，近年增長(zhǎng)估計(jì)在1％以下。相反亞洲地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)，零售市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展，估計(jì)到2005年瓦楞材料消費(fèi)量年增長(zhǎng)為4％③。
2 我國(guó)瓦楞原紙需求預(yù)測(cè)
表1是1998年若干國(guó)家和地區(qū)總的紙和紙板消費(fèi)與瓦楞材料消費(fèi)情況④，在所列的國(guó)家和地區(qū)中，瓦楞材料消費(fèi)占全部紙和紙板消費(fèi)的26％～41％，大多數(shù)地區(qū)占30％左右。從全球范圍統(tǒng)計(jì)，瓦楞材料消費(fèi)量約占全部紙和紙板消費(fèi)量的1/3。根據(jù)專家預(yù)測(cè)2005年我國(guó)紙和紙板消費(fèi)量約5000萬(wàn)t，瓦楞材料消費(fèi)如按30％測(cè)算，屆時(shí)我國(guó)瓦楞材料消費(fèi)量為1500萬(wàn)t。
表1 1998年若干國(guó)家（地區(qū)）瓦楞材料
消費(fèi)量及紙和板總消費(fèi)量（萬(wàn)t）
瓦楞材料 紙和紙板 瓦楞材料消費(fèi)比例%
中國(guó) 956 3289 29
日本 898 2998.9 30
韓國(guó) 195.5 524.2 37
臺(tái)灣 197.7 483.7 41
美國(guó) 2803.9 9095.3 31
加拿大 189.7 730.6 26
法國(guó) 321.3 1068.1 30
全球 ~10000 29852 33
從宏觀統(tǒng)計(jì)來(lái)看，各國(guó)(地區(qū))瓦楞紙板中箱紙板和瓦楞原紙所占比例不盡相同，美國(guó)瓦楞原紙占31.5％，日本占39％，韓國(guó)占30％，英國(guó)占38％，中國(guó)臺(tái)灣占41％，這和該地區(qū)所用的瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)及瓦楞原紙的定量有關(guān)。我國(guó)瓦楞原紙消費(fèi)比重比箱紙板高得多，1998年瓦楞原紙消費(fèi)比重比箱紙板高得多，1998年瓦楞紙板消費(fèi)量為956萬(wàn)t，其中瓦楞原紙586萬(wàn)t，占61％，這種比例正和國(guó)際上的比例相反，這很大程度歸因于我國(guó)所用的瓦楞原紙普遍是高定量的，我國(guó)高強(qiáng)瓦楞原紙用量還太少�？紤]到瓦楞原紙向低定量高強(qiáng)度方向發(fā)展，如以瓦楞原紙占瓦楞紙板45％測(cè)算，2005年我國(guó)瓦楞原紙消費(fèi)量將比1998年增加245萬(wàn)t。
國(guó)內(nèi)近年計(jì)劃新建擴(kuò)建瓦楞原紙項(xiàng)目不多，新增加的生產(chǎn)能力不大，即使目前計(jì)劃上馬的項(xiàng)目按時(shí)投產(chǎn)，到2005年至少還會(huì)有100多萬(wàn)t缺口。與此同時(shí)瓦楞原紙國(guó)際市場(chǎng)資源并不充足，這可能和這種產(chǎn)品的附加值低有關(guān)。以1998年為例，重要的凈出口國(guó)只有加拿大、俄羅斯、韓國(guó)、法國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省。加拿大凈出口47萬(wàn)t，占其全部產(chǎn)量的43％；韓國(guó)凈出口15.8萬(wàn)t，占其產(chǎn)量的21％；我國(guó)臺(tái)灣省和法國(guó)凈出口分別為7.3萬(wàn)t和3.3萬(wàn)t。而象美國(guó)、日本這些產(chǎn)紙大國(guó)實(shí)際上每年還要凈進(jìn)口瓦楞原紙，1998年美國(guó)凈進(jìn)口12.7萬(wàn)t,日本凈進(jìn)口2.4萬(wàn)t。看來(lái)瓦楞原紙的需求不能過(guò)分依賴國(guó)際市場(chǎng)，我國(guó)瓦楞原紙的缺口應(yīng)通過(guò)增加國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)能力來(lái)解決。
3 我國(guó)瓦楞原紙主要原料
進(jìn)口廢紙、國(guó)內(nèi)廢紙和麥草半化學(xué)漿應(yīng)該成為發(fā)展我國(guó)瓦楞原紙的主要纖維原料。國(guó)際上廣泛采用半化學(xué)闊葉木漿生產(chǎn)瓦楞原紙，早在1925年便開始用NSSC漿為原料。近年由于對(duì)環(huán)保的重視，以O(shè)CC為原料日益普遍。西歐瓦楞材料廢紙用量高達(dá)75％，亞洲廢紙用量占71％，韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省更是全部以廢紙為原料生產(chǎn)箱紙板和瓦楞原紙。我國(guó)近年也有不少生產(chǎn)線以美國(guó)廢瓦楞紙箱(AOCC)為原料生產(chǎn)瓦楞材料。雖然廢紙?jiān)铣杀颈仍w維低，但研究結(jié)果表明以NSSC為原料的瓦楞原紙挺度好，在起楞機(jī)起楞時(shí)有更好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，在較高濕度下仍能維持較高的抗張挺度和壓縮強(qiáng)度，所制造的瓦楞紙箱在潮濕條件下有更好的剛度⑤。
此外進(jìn)口廢紙資源的不足也應(yīng)引起足夠的重視。近年歐洲廢紙出口已經(jīng)不多，中國(guó)香港廢紙出口也呈下降趨勢(shì)。表2是美國(guó)廢舊瓦楞紙箱(AOCC)的回收、出口情況⑥，到2001年可供出口的AOCC只有396萬(wàn)t。同一文章報(bào)導(dǎo)1996年美國(guó)出口廢紙中OCC占39％，按此推算，2001年美國(guó)廢紙出口總量應(yīng)為1015萬(wàn)t左右。1996年美國(guó)廢紙出口流向是韓國(guó)20％，中國(guó)12％，中國(guó)臺(tái)灣12％，墨西哥15％，加拿大18％。如出口到中國(guó)的廢紙仍在12％水平，中國(guó)可以進(jìn)口到的全部美國(guó)廢紙約是121萬(wàn)t。韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和墨西哥肯定是進(jìn)口AOCC的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，中國(guó)臺(tái)灣每年就從島外進(jìn)口90萬(wàn)tOCC�？磥�(lái)應(yīng)清醒地估計(jì)到，要進(jìn)一步發(fā)展瓦楞材料不能過(guò)分依賴于AOCC。
表2 美國(guó)廢舊瓦楞紙箱（AOCC）的回收、出口情況（萬(wàn)t）
1997年 2001年
回收 1926 2223
自用 1638 1818
出口 306 396
相反，1998年國(guó)內(nèi)瓦楞材料消費(fèi)量為956萬(wàn)t，美國(guó)瓦楞材料回收率為68.9％，如我們的回收率能達(dá)到50％，國(guó)內(nèi)的廢舊瓦楞紙箱材料便可回收近500萬(wàn)t，這是十分可觀的數(shù)字。雖然國(guó)內(nèi)的OCC質(zhì)量不如AOCC，但無(wú)論如何這部分原料不應(yīng)被忽視。國(guó)內(nèi)OCC目前還是以草類纖維為主，過(guò)去人們對(duì)草類纖維廢紙回收存有偏見，研究結(jié)果表明這種纖維原料在回用過(guò)程一定程度上紙張質(zhì)量會(huì)有所提高⑦，如適當(dāng)使用助劑，應(yīng)該可以生產(chǎn)出質(zhì)量較好的瓦楞原紙。
我國(guó)缺乏木材資源，應(yīng)該重視利用麥草半化學(xué)漿生產(chǎn)瓦楞原紙。西班牙SAICA紙廠用半化學(xué)麥草漿混合一定比例的OCC生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。該廠之所以用半化學(xué)麥草漿，一是歐洲OCC供應(yīng)短缺，二是麥草原料比較便宜。該廠用自行開發(fā)的連蒸設(shè)備和工藝，在常壓下以大液比連續(xù)蒸煮生產(chǎn)半化學(xué)麥草漿，配50％～75％的OCC，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)瓦楞原紙。
半化學(xué)麥草漿的質(zhì)量是不成問(wèn)題的，問(wèn)題是要解決好廢水處理，麥草半化學(xué)漿廢水處理還沒(méi)有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。上述西班牙SAICA紙廠開始是把日產(chǎn)300t草漿的廢液和紙機(jī)白水混合，在3個(gè)15000m3槽內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，所產(chǎn)生的沼氣送去鍋爐發(fā)電。廢水再經(jīng)好氧處理便可排放。80年代中期當(dāng)?shù)嘏盼蹣?biāo)準(zhǔn)COD10000mg/L，而工廠的廢水處理后COD為5700～7500mg/L，可以達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)時(shí)不少文章曾作為廢水處理成功經(jīng)驗(yàn)予以報(bào)導(dǎo)；到80年代后期排放標(biāo)準(zhǔn)定為5000mg/L，工廠只能用減少草漿產(chǎn)量來(lái)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但是隨著地方政府排放標(biāo)準(zhǔn)控制越來(lái)越嚴(yán)格，到1998年要求COD排放小于500mg/L，該廠雖斥資200萬(wàn)美元進(jìn)行兩年的研究還是未找到達(dá)標(biāo)的好辦法，終于不得不暫時(shí)把半化學(xué)麥草漿生產(chǎn)線關(guān)閉。據(jù)1999年11月在99’中國(guó)國(guó)際紙林展TAPPI造紙技術(shù)報(bào)告會(huì)上Escudero先生介紹，他們正進(jìn)行木素沉淀和濕法氧化新工藝的開發(fā)，相信廢液經(jīng)過(guò)木素沉淀和濕法氧化，再用厭氧－好氧處理后可以達(dá)標(biāo)排放，到2003年計(jì)劃重建日產(chǎn)400～600t(每條連蒸線200～300t/d)的半化學(xué)麥草漿生產(chǎn)線。目前上述的木素沉淀和濕法氧化工藝正在進(jìn)行中試。實(shí)際上迄今為止SAICA紙廠并未能解決半化學(xué)麥草漿廢液污染問(wèn)題。
以往有些NSSC廠把制漿廢液排放到河里，由于半纖維素和醋酸鹽的存在，廢液的BOD含量很高，對(duì)水體造成嚴(yán)重污染；有些廠把廢液濃縮后在流化床燃燒，得到碳酸鈉和硫化納混合物，但不能直接用于NSSC漿廠。另一種比較成熟的辦法是交叉回收，當(dāng)半化學(xué)漿和硫酸鹽漿廠在一起時(shí)，前者的廢液可送到硫酸鹽漿廠回收系統(tǒng)回收。半化學(xué)麥草漿黑液中有機(jī)物含量高，發(fā)熱量不會(huì)成問(wèn)題；問(wèn)題是半化學(xué)漿黑液的蒸發(fā)，蒸發(fā)至更高濃度時(shí)，黑液有很大的粘度和觸變性。過(guò)去輕工業(yè)部造紙研究所曾對(duì)稻草半化學(xué)漿黑液性能進(jìn)行過(guò)研究，結(jié)果表明稻草半化學(xué)漿黑液粘度比化學(xué)漿黑液高得多，而且可蒸發(fā)到的最高濃度也低得多，但提出增加黑液殘堿可以解決蒸發(fā)的困難。然而對(duì)麥草半化學(xué)漿黑液的性質(zhì)尚缺乏系統(tǒng)研究，麥草半化學(xué)漿的化學(xué)回收更缺乏經(jīng)驗(yàn)。利用麥草生產(chǎn)半化學(xué)漿是充分利用我國(guó)纖維資源的一個(gè)方面，政府部門和工業(yè)界應(yīng)重視并支持半化學(xué)麥草漿廢液的回收和處理工藝技術(shù)的研究開發(fā)工作。
4 瓦楞原紙的發(fā)展趨勢(shì)
降低成本和降低定量仍然是瓦楞紙板發(fā)展趨勢(shì)�；诃h(huán)保和成本的要求，瓦楞紙板平均定量，包括箱紙板和瓦楞原紙的定量都必須降低。之所以生產(chǎn)低定量紙板，一是市場(chǎng)需要，其次是由于近年苯胺印刷技術(shù)的進(jìn)展和新的瓦楞楞型的出現(xiàn)。傳統(tǒng)的瓦楞是A、C、B、D幾種型式，主要用于要求高強(qiáng)度的紙箱；近年設(shè)計(jì)出新的楞型E、F、N型，主要特點(diǎn)是瓦楞高度比傳統(tǒng)的瓦楞低得多，適用于低定量的瓦楞原紙。過(guò)去瓦楞原紙一般是127～140g/m2，現(xiàn)在已開始生產(chǎn)90～115g/m2，估計(jì)將來(lái)甚至?xí)a(chǎn)60～90g/m2的瓦楞原紙⑧。由于箱紙板和瓦楞原紙定量降低，整個(gè)瓦楞紙板定量也明顯下降。以前一般在1000～1100g/m2，現(xiàn)在定量大的600g/m2，有些國(guó)家的瓦楞紙板定量甚至只有500g/m2，這更突出瓦楞紙箱強(qiáng)度/重量高的特點(diǎn)。但是我國(guó)的瓦楞原紙普遍是高定量的，且在強(qiáng)度能達(dá)到國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)A等的不多，因此每年不得不進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量高強(qiáng)瓦楞原紙。表3比較了幾種國(guó)內(nèi)外瓦楞原紙的橫向環(huán)壓指數(shù)，國(guó)產(chǎn)幾種產(chǎn)品的強(qiáng)度比幾種外國(guó)產(chǎn)品明顯的低。
表3 幾種國(guó)內(nèi)外瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)
定量（g/m2） 橫向環(huán)壓指數(shù)（N.m/g）
美國(guó)某產(chǎn)品 127 7.39
澳大利亞某產(chǎn)品 125 8.80
印尼某產(chǎn)品 130 9.15
荷蘭某產(chǎn)品 130 9.31
日本某產(chǎn)品 128 7.45
天津某產(chǎn)品 140 6.70
北京某產(chǎn)品 127 4.75
秦皇島某產(chǎn)品 135 3.96
瓦楞原紙的挺度和壓縮強(qiáng)度對(duì)紙箱整體強(qiáng)度有重要作用。紙板的挺度D=Eh3/12，E為彈性模量，h為厚度，可見厚度對(duì)紙板挺度很重要。如何使紙板在定量降低時(shí)不致因厚度明顯下降而影響挺度將是生產(chǎn)低定量瓦楞原紙的關(guān)鍵。如有條件采用多層成形的設(shè)備，不但會(huì)有利于產(chǎn)品的挺度，而且也有利于耐破度。據(jù)報(bào)導(dǎo)兩層成形的產(chǎn)品耐破度比一層的產(chǎn)品高10％～20％。
雖然瓦楞原紙并非高附加值產(chǎn)品，但國(guó)外很多生產(chǎn)線都裝備有很先進(jìn)的紙機(jī)。澳大利亞的Visy紙業(yè)集團(tuán)Coolaroo紙廠有兩臺(tái)紙板機(jī)，4號(hào)機(jī)是Voith－Toschi三網(wǎng)紙機(jī)，生產(chǎn)112～260g/m2的瓦楞原紙和和掛面紙板，抄寬2.5m，車速700m/min，年產(chǎn)12萬(wàn)t；5號(hào)機(jī)是雙長(zhǎng)網(wǎng)，抄寬2.8m，車速700m/min，年產(chǎn)9.5萬(wàn)t。印尼金光集團(tuán)在Serang紙廠的2號(hào)機(jī)是BeloitGapFormer，1996年4月投產(chǎn)生產(chǎn)低定量瓦楞原紙，抄寬6.6m，車速850～950m/min，用AOCC為原料時(shí)生產(chǎn)105g/m2瓦楞原紙，用EOCC和當(dāng)?shù)豋CC時(shí)生產(chǎn)150g/m2瓦楞原紙，年產(chǎn)34萬(wàn)t。西班牙SAICA紙廠將要投產(chǎn)的一臺(tái)瓦楞紙紙機(jī)是Voith的DuoformerBaseGapFormer,抄寬8.1m，車速1450m/min，瓦楞原紙定量75～110g/m2，年產(chǎn)50萬(wàn)t。OTOR是歐洲以廢紙為原料生產(chǎn)瓦楞原紙最主要的公司之一，它在巴黎附近的EfienneduRouvrag紙廠以1/3廢雜志紙，2/3OCC為原料，用一臺(tái)Duoformer紙機(jī)生產(chǎn)100g/m2的瓦楞原紙。紙機(jī)抄寬7m，車速600m/min，日產(chǎn)600t。有趣的是原來(lái)這臺(tái)紙機(jī)是生產(chǎn)低定量涂布紙的，當(dāng)OTOR公司收購(gòu)該廠后，認(rèn)為生產(chǎn)低定量涂布紙缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，便改成用廢紙生產(chǎn)瓦楞原紙和箱紙板。以上這些例子是否給予我們啟示，對(duì)各種輕視瓦楞原紙生產(chǎn)的投資觀念是否有必要進(jìn)行反思?
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