用隨處可得的農(nóng)作物秸稈等草漿造紙,因秸稈纖維短、強度差,其紙品難以適應(yīng)現(xiàn)代社會需求。
木漿纖維長于草漿、韌性也好,木漿造紙得以風(fēng)行世界,但也造成全球大肆砍樹和造紙廢水污染等惡果。
針對造紙業(yè)存在的生態(tài)環(huán)保問題,人們多在產(chǎn)業(yè)鏈末端下功夫。如倡導(dǎo)消費者節(jié)約用紙、建設(shè)造紙污水處理廠等,但效果并不突出。鄭州新型包裝材料研究所所長張璽鈞,多年來堅持探索,利用預(yù)應(yīng)力原理造紙,為造紙業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了活力。
由蓋樓想到造紙
造紙時加入“鋼筋”,紙張強度倍增,節(jié)省原料
東漢年間,蔡倫用樹皮、破布、麻頭等為原料,生產(chǎn)出用于書寫的植物性纖維紙,既節(jié)約又環(huán)保。當(dāng)代人能否回歸蔡倫造紙的環(huán)保方法,既能滿足現(xiàn)代社會對于紙品質(zhì)量的需求,又能促進(jìn)造紙業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?
張璽鈞認(rèn)識到,蔡倫用廢棄物造紙的辦法之所以被今人放棄,是因為其紙張存在易破損的“硬傷”,因此只有首先解決強度問題,才能解決原料問題。
有一天,張璽鈞看著窗外的高樓大廈,想到了建筑業(yè)。建筑物之所以堅固,是因為內(nèi)襯鋼筋,再填充水泥;同理,造紙時是不是也可以加入“鋼筋”?他馬上嘗試在紙張中內(nèi)襯編成經(jīng)緯線的細(xì)棉線,這樣一來,紙張強度雖有增加,但仍顯不足。
如何改進(jìn)?家鄉(xiāng)的拱橋和鐵箍木桶,又給了他啟發(fā)。彎曲的橋面和桶板,相當(dāng)于事先加了“預(yù)應(yīng)力”,因此強度大增;如果事先拉伸細(xì)棉線,然后填充紙漿,等到紙漿凝固后,棉線自然收縮,便將“預(yù)應(yīng)力”儲存在紙張里。新型紙張的強度大增,相當(dāng)于普通紙張的四倍,難以撕破;同時也意味著紙的厚度僅為原來的1/4,節(jié)約了3/4的原材料,等于讓企業(yè)減少了3/4的原材料成本。
這種紙張輕便、結(jié)實,深受消費者歡迎,成為約占我國用紙市場40%的包裝紙、裝飾紙市場的潛在替代品。
廢料可以重復(fù)利用
大幅降低企業(yè)原材料成本,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求
利用預(yù)應(yīng)力原理造紙,紙張強度主要依靠“鋼筋”,而非傳統(tǒng)造紙單純依靠紙漿纖維強度,因此使用任何一種紙漿作為原料,也不會影響其質(zhì)量。于是,破布、麻頭、秸稈等任何一種廢料都可用來造紙,并且重復(fù)利用的次數(shù)越多,紙張內(nèi)含的纖維量越大,強度越好。此舉不僅解決了傳統(tǒng)廢紙造紙不能多次重復(fù)利用的難題,也讓企業(yè)又一次大幅降低原料成本。
利用預(yù)應(yīng)力原理造紙,不僅是一種技術(shù)創(chuàng)新,也體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求。它將令人頭痛的農(nóng)作物秸稈及其他廢料變?yōu)樵牧?,不用再砍樹,污染也大為減少,使傳統(tǒng)造紙業(yè)煥發(fā)青春。
張璽鈞說,利用預(yù)應(yīng)力原理造紙的實踐說明,用節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),需要統(tǒng)籌考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會三大效益,思路要打開,否則走不遠(yuǎn)。
“企業(yè)家們應(yīng)該看到,目前人類社會面臨的生存和發(fā)展危機(jī),本質(zhì)上是一種資源危機(jī)。因此用盡可能少的資源,生產(chǎn)盡可能多的使用價值,是企業(yè)的生存之道。”張璽鈞說。