木材製漿造紙
正文
將木材纖維解離成紙漿再抄造成紙的生產過程。概況 造紙是中國古代四大發明之一。據《後漢書·蔡倫傳》載,東漢時蔡倫發明用樹皮、麻頭、破布和舊魚網造紙。三國時用簾床設備撈紙，改進了工藝技術。魏晉南北朝時，紙已代替帛、簡，成為普遍使用的書寫材料。以後造紙原料來源不斷擴大,除原有的麻、楮外,桑皮、藤皮、檀皮、竹、麥秸和稻稈等也陸續開發利用，同時工藝技術進一步提高，如北魏《齊民要術》專門記載了用黃柏染紙的技術等。造紙技術在唐代逐漸傳至國外。現代製漿造紙始於19世紀，以後傳入中國。造紙原料由韌皮纖維擴大到草類，再發展為木材。木材製漿造紙發展很快。世界主要紙漿和紙生產國家有美國、加拿大、日本、蘇聯、中國、瑞典、芬蘭、聯邦德國等。紙和紙板總產量已超過 1億噸。方法由原始的發酵法逐步發展為機械製漿、化學製漿（亞硫酸鹽法和鹼法）、半化學製漿、化學機械製漿等，並發明了長網造紙機、圓網造紙機和近代的夾網造紙機。
造紙原料和製漿方法 除木材外，凡富含纖維素、且其形態適於造紙的植物皆可用作造紙原料。常用的木材纖維原料有魚鱗雲杉、沙松雲杉、臭冷杉、紅松、落葉松、馬尾松、楊樹、樺樹和椴樹等；非木材纖維原料有竹類、草類(稻草、麥草、蘆葦、蔗渣等)，韌皮纖維類(麻皮、桑皮、檀皮等)和棉花纖維類(棉短絨等)。木材纖維在世界造紙原料中占90％以上，在中國約占20％。木材製漿的基本過程可簡示如下：
①機械漿(又稱磨木漿)。主要包括磨石磨木漿、木片磨木漿和熱磨木片磨木漿。磨石磨木漿(GP)分白色和褐色兩種。白色磨木漿是原木直接在磨木機中磨碎所得色澤較白的紙漿，成紙吸墨性強、不透明度高、成本低，但纖維較短、強度較差、不宜長期保存，主要用於抄造新聞紙、印刷紙和紙板。褐色磨木漿是將原木汽蒸後磨漿所得，色較深,纖維較長,強度較好，主要用於生產紙板和包裝紙。木片磨木漿 (RGP)是木片經水洗後在盤磨機中解離纖維並精磨而成，適用於各種針葉材木片。漿中長纖維組分較磨石磨木漿多，所以強度較大，濾水性好，不透明性和印刷性也好。缺點是電耗較高。熱磨木片磨木漿 (TMP)是木片經短時間蒸氣預處理後，在一定壓力(溫度)下，用盤磨機解離纖維所得。漿中含長纖維多，纖維束少,強度比木片磨木漿好,但白度較低。後兩種漿主要用於抄造新聞紙、印刷紙、包裝紙和紙板，生產電耗較高。
②半化學漿(SCP)和化學機械漿(CGP)。木片先經化學處理，再經機械磨碎製成，具有介於化學漿和機械漿之間的性質和得率。主要適用於闊葉材木片。化學處理方法有中性亞硫酸鹽法、冷鹼法、硫酸鹽法、鹼性亞硫酸鹽法等。半化學漿和化學機械漿的區別僅在於化學處理程度的不同。後者的化學處理條件較緩和，機械作用較強烈，其性質比較接近於機械漿，常用於生產瓦楞紙板、包裝紙、新聞紙，其漂白漿也可制書籍紙和印刷紙。磺化木片磨木漿是近幾年來發展起來的化學機械漿，得率高、強度好、能耗低，可代替部分化學漿。
③化學漿(CP)。主要包括酸性亞硫酸鹽漿(SP)和硫酸鹽漿(KP)。前者是用亞硫酸氫鹽（鹽基為鈣、鎂、鈉、銨）與游離二氧化硫在130～150℃下蒸煮所得的紙漿，色淺，易漂白，適於製造各種質量的紙張，特別是高級紙和人造絲。由於此法對原料要求高，強度較低，已逐漸被硫酸鹽漿取代。硫酸鹽漿又稱牛皮紙漿，是木片用燒鹼和硫化鈉在160～170℃下蒸煮所得。強度比酸性亞硫酸鹽漿高，對原料的適應性強，鹼回收技術成熟，但色深，漂白性差，漿得率較低。主要用於紙袋紙、牛皮紙、紙板、電容器紙及其他工業用紙，漂白後也可用於各種文化用紙。預水解硫酸鹽漿是木片在硫酸鹽蒸煮前先經預水解，以降低原料中的半纖維素含量，提高成品漿的化學反應能力，從而製得α－纖維素含量高,易於化學加工的精製漿(又稱溶解漿)，用於製造粘膠纖維、玻璃紙和其他纖維素衍生物。
紙和紙板的抄造 由木材原料製成的紙品可分為紙和紙板兩大類。紙和紙板按米秤量 (克／米2)或厚度區分，一般米秤量在 225克／米2以上或厚度在0.1毫米以上的為紙板，小於上述標準的為紙，但也有例外，紙和紙板的種類已多達5000種以上。紙大體可分為文化用紙（如新聞紙、印刷紙等），工、農業技術用紙（如電絕緣紙、捲菸紙等），包裝用紙(如紙袋紙、牛皮紙等)和生活用紙（如衛生紙等）；紙板可分為包裝用紙板（如箱板紙、瓦楞紙板等），工業技術用紙板（如電絕緣紙板），建築用紙板，裝飾和印刷（如字型紙板）用紙板等。
紙和紙板的抄造有濕法和乾法兩種。濕法以水為纖維懸浮的介質，乾法以空氣為介質。乾法造紙只適用於抄造某些特殊紙(如菸嘴紙等)。濕法套用較廣，其過程是紙漿經打漿、加填、施膠、淨化、成型、脫水、壓榨、乾燥、壓光、卷取等工序加工成紙或紙板。打漿可使纖維潤脹、分絲、細纖維化，增加纖維表面積，從而增加纖維之間的結合與交織，增加紙頁強度和勻度。有時還加入某些高分子有機助劑，如高分子聚合物、變性澱粉或羧甲基纖維素等，以提高紙張強度。紙料中加入填料可提高紙張的不透明度和平滑度。施膠可提高紙頁的抗水性，多用松香或松香衍生物的皂化物作施膠劑。抄紙是將上述紙料用水稀釋後在抄紙機上形成組織均勻的紙頁的過程。
手工抄紙是中國古老的造紙技術，現只在制傳統紙(如宣紙等)時繼續沿用。原料(檀皮、桑皮、稻草等)經石灰漚制和日曬，再經舂料或碾料而成漿，用水稀釋並使漿料懸浮，在紙槽中用竹簾撈造而成紙。
發展趨勢 20世紀70年代以來，世界紙漿產量中化學漿約占70％，硫酸鹽漿又占化學漿的85％左右。這種漿的優點是可使用各種材種（包括枝椏材,各種廢材等）作原料，漿的強度高，又能回收藥品和熱量。中國造紙廠也多採用硫酸鹽法。但此法得率低，投資費用高，且污染環境,因此正研究用鹼－蒽醌法,多硫化鈉法，氧－鹼法等加以改進。亞硫酸鹽法也在不斷改進中。為改善高得率漿的質量,降低能耗,近年來發展了化學熱磨機械漿(CTMP),並正在研究和發展壓力磨石磨木漿(PGP)。中國為逐步增加木材原料比重，正大力發展速生樹種（如楊樹、桉樹、濕地松、馬尾松等），重視採伐剩餘物及加工廢材的利用,發展林區木片生產。在產品結構上,則著重於提高強韌紙板、加工紙（如塗布紙）等的比重。
參考書目
R. D.Macdonald, J. N.Frankli, Pulp and Paper Manufacture, 2nd ed.,McGraw-Hill,New York,1970.
James P.Casy, Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology, 3rd ed.,John Wiley and Sons,New York,1980.
