劉一山 朱友勝 張俊苗 張玉紅 劉連麗 吳晶晶 謝章紅 王 科 冉敬明
(1.四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,中國輕工業(yè)竹材纖維印刷包裝材料研發(fā)及質(zhì)量評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川省竹子制漿造紙工程技術(shù)研究中心,四川都江堰,611830;2.宜賓紙業(yè)股份有限公司,四川省竹子制漿造紙工程技術(shù)研究中心,四川宜賓,644100;3.貴州盛世榮創(chuàng)再生科技有限公司,貴州甕安,550400)
竹子四季青翠、挺拔修長、傲雪凌霜;雖無牡丹之富麗、松柏之偉岸、桃李之嬌艷,但其虛心文雅、高風(fēng)亮節(jié)的品格一直為人們所頌揚(yáng),因此自古以來就深受國人喜愛。在中華民族數(shù)千年發(fā)展的歷史長河中,竹子與人們生活息息相關(guān),正如蘇東坡在《記嶺南竹》中所嘆:“食者竹筍,庇者竹瓦,載者竹筏,爨(cuàn)者竹薪,衣者竹皮,書者竹紙,履者竹鞋,真可謂一日不可無此君也耶!”。造紙術(shù)是中國古代四大發(fā)明之一,發(fā)明初期所用原料主要為麻頭和破布等。隨著紙張需求增加,竹子也被古人用于造紙,不僅豐富了造紙的纖維原料,還促進(jìn)了造紙技藝的發(fā)展[1]。
隨著竹子制漿造紙生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累和工藝技術(shù)的發(fā)展,我國竹子制漿造紙工業(yè)現(xiàn)已得到巨大發(fā)展,多個(gè)20萬t/a級(jí)大型竹漿生產(chǎn)線已建成投入運(yùn)行[2-3]并發(fā)揮著效益。2021年我國竹漿產(chǎn)量242萬t[4],用于生活用紙、牛皮包裝紙、食品包裝紙、文化用紙等紙張生產(chǎn)。竹子生產(chǎn)溶解漿也取得成功,用于黏膠纖維的生產(chǎn)[5],進(jìn)一步提高了竹纖維的利用價(jià)值[6]。發(fā)展竹子制漿造紙,不僅能夠緩解造紙?jiān)隙倘盵7-8],還能提高竹資源高質(zhì)化利用水平,促進(jìn)竹林業(yè)發(fā)展、增加竹農(nóng)收入、改善生態(tài)、增加碳匯,具有很好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。近年來的實(shí)踐證明,竹漿紙產(chǎn)業(yè)已成為帶動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、助推鄉(xiāng)村振興的有力抓手[9]。在“十四五”期間,我國竹漿紙產(chǎn)業(yè)將迎來更好的發(fā)展機(jī)遇。
竹子為單子葉多年生禾本科植物,屬禾本目(Graminales)禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambu?soideae)。竹壁主要由纖維細(xì)胞和非纖維狀的薄壁細(xì)胞、石細(xì)胞、導(dǎo)管、表皮細(xì)胞構(gòu)成,竹子中有一些非纖維細(xì)胞,主要存在于竹黃、竹青和竹節(jié)部。竹子中的纖維細(xì)胞占60%~70%(面積比),其平均寬度15 μm左右、平均長度1.5~2.1 mm、長寬比110~200,纖維壁厚約5 μm[10-11]。纖維形態(tài)特征表現(xiàn)為纖維細(xì)長、壁厚腔小、纖維挺硬、透明度高,屬于中長纖維,具有較好造紙性能,介于針葉木與草類之間,與闊葉木相當(dāng),可用于多種紙張生產(chǎn)。
在化學(xué)組成方面,竹子含19%~25%的木素,比較接近闊葉材,略低于針葉材,高于草類原料。纖維素含量為50%~60%,介于針葉材和闊葉材之間,比蘆葦、芒稈、稻麥草、蔗渣高10%~15%。多戊糖含量為19%~28%,接近闊葉材和草類原料,比針葉材高1倍左右;含有較多的木糖,占總戊糖含量的50%以上?;曳趾繛?%~2%,較木材高3倍左右,為稻草灰分量的10%~14%[10-11]。
竹子是速生型植物,易繁殖、生長快、單產(chǎn)高,一次性栽培造林、每年出筍長竹,3~4年便可成材使用,只要合理間伐便可永續(xù)利用,砍伐無明顯季節(jié)性,可滿足工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的要求。竹子密度較大,制漿時(shí)有利于提高裝鍋量,通常情況下裝鍋量可達(dá)240 kg·m3,比木材及其他草類原料高25%~30%,能大大提高蒸煮設(shè)備產(chǎn)量。但竹子組織緊密、密度很大,而且細(xì)胞組織中又有較多空氣存在,不利于蒸煮藥液滲透,因而蒸煮過程中升溫相對(duì)緩慢[12]。竹子品種繁多,又是多年生植物,因品種、產(chǎn)地、竹齡等的不同,其制漿難度、成漿性質(zhì)有較大差異。制漿企業(yè)往往收購來自四面八方的混合竹片,從而增加了生產(chǎn)控制的難度。
竹子造紙以其莖稈為原料,經(jīng)過一系列復(fù)雜工序處理才能成紙,古人常以竹齡為1年左右的嫩竹為原料進(jìn)行制作。關(guān)于竹子造紙的起源,學(xué)術(shù)界有“東晉”和“唐代”兩種說法[1]。竹紙起源東晉主要是基于南宋文學(xué)家趙希鵠(1170—1242年)所編撰的《洞天清錄集》中有如下記載:“若二王真跡,多是會(huì)稽豎紋竹紙。蓋東晉南渡后,難得北紙。又右軍父子多在會(huì)稽故也。其紙止高一尺許,而長尺有半。蓋晉人所用。”[13]“二王”是指東晉書法家王羲之(303—361年)和王獻(xiàn)之(344—386年)父子,王羲之曾任會(huì)稽內(nèi)史,遷右軍將軍,因此又被稱為王右軍。蕭子良(460—494年,南朝齊梁時(shí)文學(xué)家)在一封書信中談到:“張茂做箈紙,王右軍用張永義紙,取其流利,便于行筆。”箈紙即用嫩竹做的紙張。另外,在葛洪(283—363年,東晉道教理論家與煉丹家)的《抱樸子》中記有“逍遙竹素,寄情玄毫,守常待終,斯亦足矣?!贝颂帯爸袼亍睘椤爸窦垺钡膭e稱。
竹紙起源唐代主要是基于張子高(1886—1976年)先生在其所著的《中國化學(xué)史稿》[14]中認(rèn)為:“相比于藤紙、麻紙、楮皮紙,制造竹紙?jiān)诩夹g(shù)上更為復(fù)雜,因而它出現(xiàn)得較晚。先是麻紙、楮皮紙出現(xiàn)于漢代,后來藤紙出現(xiàn)于晉代,到竹紙出現(xiàn)時(shí),已是中唐。”另外,唐憲宗元和年(806—820年)間文學(xué)家李肇(生卒年不詳)的《唐國史補(bǔ)》中說到“紙則有越之剡藤苔箋,蜀之麻面、屑末、滑石、金花、長麻、魚子、十色箋,揚(yáng)之六合箋,韶之竹箋蒲之白蒲,重抄,臨川之滑薄?!鄙厥巧刂荩駨V東韶關(guān)地區(qū)。另外,唐代學(xué)者段公路(生卒年不詳)在《北戶錄》中說到“睦州出竹膜紙”,睦州是現(xiàn)在浙江建德。這說明在唐代除了廣東外,浙江等地也制作竹紙[6-7,15]。
晉代時(shí)期出現(xiàn)竹紙,具備如下條件[6-7]:從東漢造紙術(shù)發(fā)明(105年)到東晉(317—420年)經(jīng)歷了200多年時(shí)間,造紙技藝有了一定發(fā)展,已出現(xiàn)了藤紙,嫩竹纖維與藤皮纖維相比較木質(zhì)化程度無太大差異;另外,南方地區(qū)竹子資源豐富,嫩竹比藤皮容易獲取,人們已經(jīng)用嫩竹制作衣、冠,借鑒制布技術(shù)制作竹紙成為可能。到了唐代,隨著經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展,紙張用途擴(kuò)大、用量增加,竹紙有了一定的發(fā)展,除了浙江、廣東,在福建也出現(xiàn)竹紙[16]。盡管竹紙的出現(xiàn)很早,但是關(guān)于記載唐代之前竹紙的文獻(xiàn)、資料中,目前還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于竹子造紙技藝方面的詳細(xì)記載,只是記載了不同時(shí)期竹紙的使用情況。
3.1 宋代
在宋代,數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、天文學(xué)和生物學(xué)等取得諸多成就,科舉考試制度比唐代更加完備,各地興辦書院,教育普及程度進(jìn)一步提高??萍歼M(jìn)步促進(jìn)了文化繁榮,印刷術(shù)的應(yīng)用帶動(dòng)紙張需求量增大,成為造紙發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。在這樣社會(huì)環(huán)境下,造紙技藝得到較大發(fā)展,如用水碓(duì)取代人力搗漿,使打漿效果改善、效率提高;滑水(也叫“紙藥”,從楊桃藤等植物提取的汁液)用于抄紙,提高成紙勻度和強(qiáng)度;天然漂白技術(shù)提高了紙漿白度,擴(kuò)大紙張用途;多種纖維配抄,改善紙張吸墨性能和書畫性能[16-18]。在宋代,已有相關(guān)文獻(xiàn)介紹制紙技術(shù),如北宋詩人梅堯臣(1002—1060年)在《答宋學(xué)士次道寄澄心堂紙百幅》中“寒溪浸楮舂夜月,敲冰舉簾勻割脂。焙干堅(jiān)滑若鋪玉,一幅百錢曾不疑?!钡恼Z句,道出了當(dāng)時(shí)造紙技藝中的漚料、舂搗、抄紙、烘焙等關(guān)鍵工序[16]。
這一時(shí)期,竹紙也得到了一定發(fā)展。北宋初期蘇易簡(958—997年)的《文房四譜·紙譜》中“蜀人以麻,閩人以嫩竹,北人以桑皮,剡溪以藤,海人以苔,浙人以麥面稻稈,吳人以繭,楚人以楮為紙?!辈⑹鲋窦堥_始用于書寫,“如作密書,無人敢拆發(fā)之,蓋隨手便裂,不復(fù)粘也”。說明北宋初期福建已經(jīng)出現(xiàn)竹紙,但書寫質(zhì)量并不好。之后再經(jīng)過100多年的發(fā)展,竹紙制造技術(shù)不斷完善,竹紙成為可與稻草紙、楮皮紙相媲美的紙種[17]。如北宋書畫家米芾(1051—1107年)在其《評(píng)紙?zhí)穼懙?,“越筠萬杵,在油拳上,緊薄可愛。余年五十,始作此紙,謂之金版也?!辈粌H質(zhì)地好而且品種多樣,當(dāng)時(shí)上品竹紙有“姚黃”“學(xué)士”和“邵公”3種,為“工書者喜之”[19]。
宋代竹紙制造主要在浙、閔、贛、川和蘇州[17]。陳槱(生卒年不詳)在《負(fù)暄野錄》中這樣評(píng)價(jià)浙江所產(chǎn)竹紙:“今越之竹紙,甲于他處”;其中還提到蘇州的“春膏紙”,其制法考究,遂與蜀產(chǎn)抗衡?!度接洝罚ㄈ綖榈孛脯F(xiàn)在福州)中記載宋代福建出產(chǎn)竹紙的地方,“竹紙出古田、寧德、羅源村落間。”僅古田縣青田鄉(xiāng)安樂里便有西寮、蓋竹、杉洋、徐畈、皮寮等7個(gè)村莊產(chǎn)竹紙。江西鄱陽有人取竹“作紙入城販鬻”,說明江西竹紙制造業(yè)已有專門的作坊。還有,南宋文學(xué)家洪邁(1123—1202年)在《夷堅(jiān)志》中記載“環(huán)而居者千室,尋常于竹取給焉,或搗以為紙,或售其骨,……其品不一,不留意耕稼?!闭f的是湖南湘潭昌山制作竹紙的情況。
《負(fù)暄野錄》中“吳人取越竹,以梅天水淋,晾令干,反復(fù)捶之,使浮茸去盡,筋骨瑩澈,是謂春膏,其色如蠟,若以佳墨作字,其光可鑒?!边@段話并非制造竹紙的全過程,但已涉及到物料、天氣、步驟、操作等工序以及最終呈現(xiàn)的結(jié)果,可見竹紙?jiān)谒未玫捷^大發(fā)展。但畢竟受制于一些客觀條件,竹紙質(zhì)量尚未臻上乘之品,質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在3個(gè)方面[16-17]:一是用本色紙料,色較深;二是韌性較差,不耐折;三是纖維束多,質(zhì)地較粗糙。
3.2 明代
明朝時(shí)期造紙業(yè)發(fā)展迅速,是因?yàn)槊鞒菩姓衽d農(nóng)、工、商的政策,促進(jìn)了諸業(yè)發(fā)展;印刷技術(shù)的普遍推行,紙張消費(fèi)日益增多;另外,朝廷還設(shè)立宮廷官紙局,紙業(yè)管理規(guī)范化。尤其是在宣德黃帝朱瞻基在位時(shí)期,非常重視紙張生產(chǎn),精心制造各種名貴宮箋,統(tǒng)稱“宣德宮箋”(見圖1),如“宣德細(xì)密灑金箋”“宣德羊腦箋”“宣德素馨箋”等[19],為后世留下了諸多名貴紙品。
圖1 宣德皇帝用宣德宮箋所繪《嘉禾圖》[19]Fig.1 Emperor Xuande’s“Jiahe Tu”painted on Xuande Palace paper[19]
這個(gè)時(shí)期關(guān)于竹紙制作技藝也有更詳細(xì)的記載,在《天工開物·殺青》[20]中記載了竹紙制作流程包括“斬竹漂塘→煮楻足火→蕩料入簾→覆簾壓紙→透火焙干”(見圖2),具體操作為“先斬下嫩竹放入池中浸泡百日以上;將泡好的竹子放入桶內(nèi)與石灰一道蒸煮八日八夜,再放入水碓中受舂;將打爛的竹料倒入水槽內(nèi),并以竹簾在水中蕩料,使紙漿成為薄層附于竹簾上面;將竹簾翻過去,使?jié)窦埪溆诎迳?,即成一張紙。”竹紙制作技術(shù)得到了較大發(fā)展,主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:紙料由生料改為熟料,提高了纖維純度;吸收皮紙漂白工藝,采用天然漂白,將熟料制成漂白竹漿;加強(qiáng)漿料舂搗,提高纖維打漿度。生產(chǎn)技藝經(jīng)過改良后的竹紙顏色淡白而質(zhì)細(xì)、韌性很好,書畫性能得到很大提升[16,21]。
圖2 《天工開物》中“透火焙干”制紙工序[20]Fig.2 Papermaking process of“fire-drying”in“Tian Gong Kai Wu”[20]
明代竹紙制造主要集中在福建、浙江、江西、廣東和四川等地。生產(chǎn)技術(shù)的突破首先出現(xiàn)在福建,生產(chǎn)出接近皮紙的“竹料連七”“竹料連四”等高級(jí)紙張,超過早期浙江竹紙。浙江仍是竹紙的重要產(chǎn)地,富陽、江山、常山、開化、樂清、紹興、溫州等地也都有竹紙生產(chǎn)。江西廣信府是明代著名的竹紙產(chǎn)區(qū),永豐、鉛山、上饒3縣在嘉靖萬歷年間出現(xiàn)的“槽房”式手工作坊,雇傭了大批工人[17]。廣東竹紙主要有3個(gè)產(chǎn)區(qū),分別是粵北韶關(guān)一帶、粵東梅州一帶和粵西陽江、茂名一帶[17]。隨著朝廷用紙量增加,司禮監(jiān)專設(shè)造紙坊于南方山區(qū)生產(chǎn)竹紙,還搜派地方紙張入貢。明《會(huì)典》記載,洪武二十六年,“朝廷因印造茶鹽引由、契本和戶籍等項(xiàng)用紙,分派各產(chǎn)紙地如數(shù)解送至京,陜西15萬張、湖廣17萬張、福建4萬張、浙江25萬張、江西20萬張”,這些紙張除陜西外,其他地方主要是竹紙[17],可見在明朝竹紙的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。
明代竹紙分有5類,連史紙為熟料竹紙的上品,紙質(zhì)細(xì)膩、色澤潔白、吸墨勻潤。貢川紙質(zhì)量次于連史紙,雖經(jīng)日光漂白,但紙質(zhì)不及連史紙。毛邊紙未經(jīng)日光漂白,紙色為淺淡黃色,紙面平滑、紙質(zhì)堅(jiān)挺、吸墨適宜,是中國竹紙的代表,被稱為“唐紙”,其品種有毛邊、重邊、扣紙等,重邊是其佳品,在明代時(shí)供奏本使用。元書紙屬熟料竹紙,以浙江富陽元書紙為標(biāo)準(zhǔn)。表芯紙多供用于日常包裝,紙白度較低,紙質(zhì)較差。
3.3 清代
在清代竹子制漿造紙技術(shù)進(jìn)一步完善,1775年法國耶穌會(huì)士蔣友仁(Michel Benoist)根據(jù)他在中國記錄資料編輯了《中華造紙藝術(shù)畫譜》(Art de faire le papieràla Chine)(見圖3)[22],通過27幅水粉畫描繪了清代竹紙的制造工藝,其流程為:砍竹→泡竹→洗竹→削竹皮→碎竹→磨竹→蒸竹→漚竹→攪拌→竹漿→抄紙→晾干。此時(shí)竹子制紙的生產(chǎn)技術(shù),在蒸竹之前增加了多個(gè)備料環(huán)節(jié),去除了竹青、竹黃雜細(xì)胞含量多的部分,并且還將竹子破碎使其尺寸減小、質(zhì)地疏松。通過改進(jìn)蒸料、洗料工藝,特別是通過延長日光曝曬時(shí)間、增加翻堆次數(shù),使竹料在日曬雨淋中充分漂白,進(jìn)一步提高了竹紙的白度[16,23]。
圖3 《中華造紙藝術(shù)畫譜》中“蒸竹”畫譜[22]Fig.3“Steamed Bamboo”in“Paper-making Art of China”
經(jīng)過清朝進(jìn)一步發(fā)展,竹紙的生產(chǎn)和使用達(dá)到鼎盛時(shí)期,連史紙成為竹紙的精品。連四紙產(chǎn)地為江西鉛山,其制作工藝程序十分考究。原料選用毛竹的嫩竹竿,在立夏前后嫩竹將要長出兩對(duì)芽葉時(shí)砍伐取用;紙料需經(jīng)幾個(gè)月的日曬雨淋,使之自然漂白,生產(chǎn)周期長達(dá)一年。制造過程的關(guān)鍵技術(shù):一是水質(zhì),凡沖、浸、漂、洗所接觸的水均不能有任何污染,須采用當(dāng)?shù)厝欢桥渌?,藥系采用水卵蟲樹制成。纖維細(xì)膩、厚薄均勻、紙面潔白、吸墨性能優(yōu)良特性,堪與純白皮紙媲美,深受書畫界喜愛,有“壽紙千年”之稱[25]。
3.4 近代
鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后,西方機(jī)制紙及其生產(chǎn)技術(shù)開始傳入中國,再加上印刷機(jī)的應(yīng)用,對(duì)紙張的印刷性要求提高,此時(shí)我國也開始興建機(jī)制造紙廠,1884年中國最早的機(jī)制紙廠華章造紙廠在上海建成投產(chǎn)[26],但當(dāng)時(shí)受多種條件限制機(jī)制紙發(fā)展比較緩慢,手工制紙仍占絕對(duì)地位。竹子制紙的作坊普遍處于相對(duì)偏僻的山區(qū),受其沖擊不大反而不斷發(fā)展。
民國時(shí)期,竹紙?jiān)谀戏绞》菡贾鲗?dǎo)地位,福建、浙江、江西、四川、安徽、湖南、湖北、廣東、廣西、云南以及貴州等省、自治區(qū)竹紙生產(chǎn)作坊很多,有專業(yè)造紙槽戶和兼業(yè)造紙槽戶,竹子造紙技藝不斷完善、產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高。浙江富陽竹紙享有盛名,富陽的“昌山紙”“京放紙”在國內(nèi)外競(jìng)賽中屢獲大獎(jiǎng),1929年在西湖博覽會(huì)上,富陽“元書紙”曾獲特等獎(jiǎng)[27]。至1932年全國手工造紙產(chǎn)量達(dá)36.3萬t,其中竹紙產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的60%。
抗戰(zhàn)期間,由于進(jìn)口物資被封鎖,機(jī)制紙進(jìn)口也受到影響,手工紙需求逐漸增加[17,19]。南京淪陷后,安徽一些宣紙作坊被迫歇業(yè),國民政府遷都重慶,地處后方四川夾江的竹紙迎來了繁榮與變革機(jī)遇,生產(chǎn)出優(yōu)良的竹漿書畫用紙[28]。1939—1940年間,張大千先生親臨四川夾江,與槽戶們一起研究造紙技藝并親自設(shè)計(jì)紙簾,在連史紙制作技藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),大大提高了紙張質(zhì)量,使夾江成為抗戰(zhàn)期間紙張生產(chǎn)的重要基地,年產(chǎn)量近萬噸,其產(chǎn)量之多,種類之繁,技術(shù)之精,品質(zhì)之佳,為當(dāng)時(shí)全國手工造紙之冠,享有“蜀紙之鄉(xiāng)”美稱[29]。為紀(jì)念張大千先生對(duì)此做出的貢獻(xiàn),1983年11月,夾江縣人民政府把夾江所產(chǎn)書畫紙命名為“大千書畫紙”,夾江也因此獲得“大千紙鄉(xiāng)”之美譽(yù)。2012年12月,夾江書畫紙成功獲批國家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品[30]。
4.1 現(xiàn)代竹漿紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
我國機(jī)制竹漿紙的生產(chǎn)始于20世紀(jì)40年代后期[31],當(dāng)時(shí)主要的竹漿紙企業(yè)有浙江龍泉紙業(yè)采用機(jī)械竹漿生產(chǎn)新聞紙,配加部分木漿制造牛皮紙;四川宜賓中元造紙廠(宜賓紙業(yè)公司前身)用漂白化學(xué)竹漿生產(chǎn)機(jī)制打字紙、道林紙、書寫紙和新聞紙;江西東南造紙廠(贛南造紙廠前身)利用化學(xué)竹漿生產(chǎn)道林紙。新中國成立后,竹漿紙產(chǎn)業(yè)也得到一定發(fā)展,由于手工制紙效率低、污染嚴(yán)重而逐漸減少,以竹子為原料的工業(yè)化生產(chǎn)得到較快發(fā)展。在改革開放初期到20世紀(jì)末的20多年里,南方省份因地制宜建成了不少以竹子為原料的造紙企業(yè),但這一時(shí)期企業(yè)多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),其生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小,年產(chǎn)量上萬噸的企業(yè)很少,生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后、消耗偏高、環(huán)境污染嚴(yán)重。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)保要求提升,竹漿紙產(chǎn)業(yè)取得了翻天覆地的變化。竹漿單線產(chǎn)能已超過20萬t/a,竹漿紙產(chǎn)品的質(zhì)量明顯提高,生產(chǎn)過程消耗大幅降低,實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。現(xiàn)在竹子已成為重要的造紙?jiān)?,竹子化機(jī)漿(如竹漿APMP)用來生產(chǎn)新聞紙[32]和輕型紙[33]等,本色硫酸鹽竹漿可用來生產(chǎn)生活用紙、牛皮紙[34]及牛皮箱紙板等產(chǎn)品,搓絲漿(一種簡易的竹片化機(jī)漿)用于祭祀用紙、毛邊紙和牛皮紙等。漂白硫酸鹽竹漿具有更廣泛用途,可單獨(dú)使用或與木漿、草漿等按不同配比,生產(chǎn)多種紙張,常見的有竹漿文化用紙,如靜電復(fù)印紙、膠版印刷紙、書寫紙、無碳復(fù)寫原紙等;薄頁紙,如打字紙、拷貝紙、水松紙、郵封紙等;白牛皮紙、紙杯(碗)原紙、糖果包裝紙、紙袋紙,以及茶葉包裝紙、條紋柏油原紙等一些特殊用紙;漂白竹漿還可以生產(chǎn)高檔生活用系列產(chǎn)品。
溶解漿是純度在92%以上的化學(xué)漿,用來制備黏膠纖維以生產(chǎn)人造絲,用作紡織材料。其傳統(tǒng)原料為針葉木和棉短絨,但由于國內(nèi)木材資源供應(yīng)不足,而棉短絨又有更重要的用途,所以長期以來國內(nèi)溶解漿供應(yīng)主要依賴進(jìn)口。國內(nèi)黏膠纖維需求量快速增長,致使溶解漿價(jià)格甚至出現(xiàn)翻番的情況[35],極大地增加了溶解漿使用企業(yè)的生產(chǎn)成本,并限制了企業(yè)發(fā)展。研究資料表明[36-37],除傳統(tǒng)針葉木、棉短絨外,其他一些纖維原料,如竹子、蔗渣等也可用于溶解漿的生產(chǎn)。四川省造紙工業(yè)研究所早在20世紀(jì)60年代就成功地以竹子為原料生產(chǎn)出溶解漿[38]。近年來,國內(nèi)溶解漿用量持續(xù)上升,一些傳統(tǒng)制漿企業(yè)也因地制宜,開始利用非木材原料生產(chǎn)溶解漿,已有多家造紙企業(yè)生產(chǎn)竹子溶解漿[5],實(shí)現(xiàn)了竹纖維的高值化利用。
我國涂料行業(yè)在不斷蓬勃發(fā)展的同時(shí),也帶來了巨大的VOCs排放量。涂料與涂裝行業(yè)是工業(yè)源中的重點(diǎn)行業(yè),VOCs排放量占整個(gè)工業(yè)源的21%,占整個(gè)VOCs來源的12%。2017年,我國涂料總產(chǎn)量2 041萬t,其中:建筑涂料產(chǎn)量為679萬t,95%以上實(shí)現(xiàn)了水性化;工業(yè)涂料產(chǎn)量為1362萬t,受應(yīng)用要求、水性樹脂合成技術(shù)和涂料配方工藝等技術(shù)制約,80%以上仍為溶劑涂料,因此成為VOCs的重要排放源,排放量約達(dá)到800萬t。涂料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害VOCs主要包括苯類、酯類、酮類、醇類等有機(jī)物,具體包括苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇等。
竹產(chǎn)業(yè)在改善生態(tài)、保持水土、創(chuàng)造碳匯、脫貧致富、發(fā)展旅游、增加就業(yè)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、鄉(xiāng)村振興等方面具有重要作用,黨和政府非常重視竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2018年習(xí)近平總書記在四川視察時(shí)指出“四川是產(chǎn)竹大省,要因地制宜發(fā)展竹產(chǎn)業(yè),發(fā)揮好蜀南竹海的優(yōu)勢(shì),讓竹林成為四川美麗鄉(xiāng)村的一道亮麗風(fēng)景線”[39],進(jìn)一步激發(fā)了國內(nèi)發(fā)展竹產(chǎn)業(yè)的積極性。2020年,全國竹材產(chǎn)量31.5億根,竹產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值480億美金,出口177個(gè)國家。其產(chǎn)品涉及傳統(tǒng)竹制品(日用品、工藝品)、竹材人造板、竹漿造紙、竹纖維制品、竹炭和竹醋液、竹筍加工品、竹葉提取物等10大類、數(shù)千個(gè)品種,其應(yīng)用領(lǐng)域已發(fā)展到建筑、造紙、新材料、家具、包裝、運(yùn)輸、醫(yī)藥、食品、紡織和旅游等[40]。其中,造紙工業(yè)是竹產(chǎn)業(yè)中竹資源利用最多、生產(chǎn)規(guī)模最大、工業(yè)技術(shù)水平最高的行業(yè),發(fā)展竹漿紙能提高竹產(chǎn)業(yè)的效益,有力推動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4.2 存在問題
在國家大力發(fā)展竹產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)需求增加的推動(dòng)下,雖然竹漿紙產(chǎn)業(yè)迅速增加,但竹漿紙企業(yè)生產(chǎn)的效率依然較低,行業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢,同時(shí)也暴露出一些問題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2,41-43]。
(1)竹子原料供應(yīng)不足。隨著竹漿紙產(chǎn)量的不斷增加,對(duì)竹子原料需求量持續(xù)增加,但竹子原料的供應(yīng)卻滿足不了生產(chǎn)需要。不僅影響企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行,還造成生產(chǎn)成本的攀升,使企業(yè)效益降低阻礙了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其主要原因,一是竹漿項(xiàng)目建設(shè)一哄而上,缺乏較科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和布局;二是竹原料供應(yīng)鏈不暢,利益分配不夠合理進(jìn)而影響農(nóng)民種竹的積極性;三是竹子原料地的基礎(chǔ)設(shè)施不完善、交通不便,缺乏高效、專業(yè)的收割設(shè)備,影響了竹子原料的高效砍伐和運(yùn)輸,增加了竹子砍伐和運(yùn)輸?shù)碾y度和費(fèi)用。
(2)竹漿紙企業(yè)規(guī)模偏小,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一。2021年全國竹漿產(chǎn)量242萬t,主要分布在四川、重慶、貴州、廣東、江西、福建和廣西等地,竹漿生產(chǎn)企業(yè)有20多家。全國竹漿生產(chǎn)線20多條,平均單線年產(chǎn)量還不到10萬t,有1/3生產(chǎn)線的產(chǎn)能僅為5萬t左右。目前竹漿除了少量來生產(chǎn)牛皮紙、食品包裝紙和雙膠紙外,絕大部分用于生產(chǎn)生活用紙。這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)缺乏規(guī)模效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(3)總體技術(shù)裝備水平落后。除近10年新建的生產(chǎn)線外,大部分竹漿紙企業(yè)的裝備水平相對(duì)落后。落后的生產(chǎn)裝備不僅增加了生產(chǎn)過程中的消耗、降低生產(chǎn)效益,而且還增加了環(huán)保壓力和污染物處理成本。特別是在全國全力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的背景下,落后裝備使生產(chǎn)的電能消耗、蒸汽消耗增多,還增加了碳排放,影響行業(yè)今后的發(fā)展。
(4)竹漿紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。雖然竹子造紙的歷史久遠(yuǎn),但現(xiàn)代竹子制漿造紙的技術(shù)研究相對(duì)滯后。竹子為多年生禾本科植物,其組織結(jié)構(gòu)、制漿造紙性能與木材、草類原料相比均有較大不同,由于缺乏專門的技術(shù)支撐,新項(xiàng)目的建設(shè)只能更多地參考木材制漿造紙的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。目前,在生產(chǎn)上還有較多的難題需要解決,如竹子中硅含量高所帶來的硅干擾和白泥回收問題,竹子質(zhì)地致密而造成高得率制漿困難的問題,進(jìn)一步提高竹溶解漿純度的問題等,還需進(jìn)一步研究。
竹子在中國傳統(tǒng)文化和精神文化形成發(fā)展過程中產(chǎn)生過巨大作用,竹子與中國詩歌書畫和園林建設(shè)的源遠(yuǎn)流長關(guān)系,竹子與中國勞動(dòng)人民的生活息息相關(guān),中國不愧被譽(yù)為“竹子文明的國度”。
竹子的纖維形態(tài)和性質(zhì)介于針葉木漿和闊葉木漿之間,且生長迅速?zèng)]有明顯季節(jié)性,是一種比較理想的非木材造紙纖維原料。在造紙術(shù)發(fā)明后,我國古人很快就將竹子用于紙張的制造中,在長達(dá)近2000年時(shí)間里,竹子在紙張制造中發(fā)揮了很大的作用,并使中國的古法造紙術(shù)得以發(fā)展和繁榮。
現(xiàn)在,竹漿不僅可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生活用紙,還可以生產(chǎn)高檔文化用紙、包裝用紙和其他領(lǐng)域的紙產(chǎn)品。“以竹代木”是解決我國木漿短缺,促進(jìn)造紙工業(yè)發(fā)展的一條重要途徑。同時(shí),竹漿紙工業(yè)還是拉動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和助推鄉(xiāng)村振興的有力抓手,具有重要的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。