主要以富含纖維的植物為原料,生產紙漿、紙等產品的製造工業。是制漿造紙工業的簡稱。

  造紙工業的產品主要是印刷工業、包裝工業、紙製品工業和生產纖維素衍生物的基本原材料,以及資訊記錄和某些機電產品製造方面的重要輔助材料,用途遍及文教科技和國民經濟的許多領域。在這一意義上,造紙工業實際上也是一個重要的原材料生產工業部門。紙的消費水準也標誌著一個國傢或地區的文教科技與經濟的發展水準。在一些發達國傢如美國、日本,其造紙工業按產值和從從業人數衡量,在各種制造工業中約居第10位。少數國傢將造紙工業納入更大范圍的產業部門,如根據其工藝性質納入化學工業,根據其主要以木材為原料而納入林產工業。中國則視紙為一般消費品而納入輕工業,目的是便於經濟管理。

  造紙生產企業分為4種基本類型:①生產紙漿、紙的制漿造紙綜合廠;②主要生產商品紙漿的紙漿廠;③主要以購入紙漿或廢紙生產紙的造紙廠;④主要購入紙或紙板生產加工紙的加工紙廠。一般前兩類企業規模較大,後兩類企業規模較小。不同類型的工廠也常組成聯合的企業集團,有些集團還包括造紙裝備制造工廠,以及工程設計與科研單位,以利於進行分工合作與技術開發。

  沿革 造紙起源於中國的東漢時期。公元 105年東漢和帝時蔡倫發明造紙術,其後逐步傳入亞、非、歐洲的許多國傢(見造紙技術史)。但直至18世紀的一千多年中,造紙業長期處於手工作坊的小生產階段,其特點是:生產工具簡單,以手工操作為主,生產周期很長,原料主要為麻頭破佈、樹皮和草類,企業生產規模很小,年產量不過幾十噸至幾百噸,產品主要供書寫、繪畫和印刷用。

  18世紀產業革命興起,18世紀末至19世紀初相繼發明長網造紙機和圓網造紙機。19世紀造紙工業進入機械化造紙的重要發展階段,制漿的技術與裝備也取得重要發展。亞硫酸鹽法制漿、硫酸鹽法制漿、磨石磨木法制漿等制漿方法與壓力蒸煮器、篩漿機、漂白機等重要裝備均先後發明並用於生產;在技術上已能利用木材作為原料,生產周期縮短,企業規模逐步擴大,產品應用范圍也擴大到生活衛生和商品包裝等領域。

  進入20世紀30年代,造紙工業的技術漸趨完善,木材逐步成為主要原料(1925年世界造紙原料中,木材已占65%)。硫酸鹽法制漿逐步成為主要的制漿方法,其蒸煮廢液的化學品與熱能回收及紙漿的多段漂白技術日臻完善,為降低生產成本、提高產品質量、增加產品品種、擴大企業規模奠定瞭基礎。30年代已出現瞭年產量達10萬噸以上的造紙企業。50及60年代世界造紙工業進入高速發展時期,紙及紙板的年平均增長率達到7%以上,生產設備日趨大型化與連續化。70年代開始,木材占所用纖維原料的93%以上,造紙機日趨高速化,最高抄造速度超過 1000米/分。化學機械法制漿技術應用日趨成熟,從而大量節約纖維原料,電子自控技術和新型化學漂白劑、化學助劑得到廣泛應用,生產出多種具有特殊性能的新產品。紙板及加工紙取得較快的增長,包裝用紙及紙板的產量超過瞭傳統的書寫印刷用紙。一些發達國傢造紙企業的年平均生產規模已達幾萬噸至十幾萬噸,日本的苫小牧造紙廠年產紙量達到 100萬噸。中國以木材為原料的佳木斯造紙廠、吉林造紙廠等年產紙量均超過17萬噸,以蘆葦為主要原料的營口造紙廠、金城造紙廠的年產紙量也均達到8萬~10萬噸。

  特點 造紙工業的特點是:①耗能高。平均每生產一噸紙漿與紙比冶煉一噸鋼平均耗能量還高。日、美兩國造紙工業總產值雖在各制造工業中列第10位左右,但總能耗在各制造工業中美國為第3位,日本為第4位。豐富的能源供應及節能技術的應用對造紙工業的發展具有特別重要意義。現代大型造紙企業一般均有自備熱電站以及較完善的熱能回收設施,以保證較穩定的熱電供應和降低能耗。②淡水資源消耗大,對水源污染較嚴重。一些較先進的造紙廠生產每噸紙漿和紙的耗水量一般為100噸左右,是淡水資源消耗極大的工業,如日本造紙工業用水量約占其十大工業總用水量的60%,在造紙工業居於重要地位的瑞典、加拿大,其用水量占工業總用水量的80%。制漿造紙廢水中有機物含量較高。據瑞典、芬蘭兩國70年代資料,在其整個工業對水源的有機物污染負荷中,約80%來自造紙工業,中國則估計約25%來自造紙工業。這一特點,使大型造紙企業必須選擇淡水資源較豐富且排水便利的廠址,在生產技術上必須有較完善的節水與水污染防治措施(見造紙工業環境污染與防治。③投資大。因制漿造紙的工藝流程長,裝備復雜,加上必需較大的能源、供水與污染防治等輔助設施,使生產相同產值產品所需的固定資產投資較大。據中國有關銀行1978年對造紙、石油、化工、紡織、食品5個工業部門的調查,每百元年產值所占有的固定資產以造紙工業為最高達89元。據美國70年代資料,其造紙工業每百美元產值約需150~200美元的固定資產投資,僅低於重化學工業。④技術要求高。因原料是化學組成復雜、結構形態很不均一的天然植物,制漿過程的物理化學反應多變,尚難完全依靠儀器儀表自動控制產品質量,熟練的操作經驗仍然十分重要。保持長流程的連續流水作業和龐大的聯動造紙機的經濟有效運行,對機電設備維護與工藝過程控制的要求十分嚴格。原料和產品易燃,生產過程有許多腐蝕性的流體介質,排放的水、氣、渣中有不少污染環境的物質,對火災、腐蝕以及環境的防護均有較嚴格的技術要求。

  世界造紙工業 近50年,世界紙漿、紙、紙板以及加工紙的生產,一直穩定增長,基本與整個經濟增長情況相適應(表1 )。

表1 1960~1988年世界紙漿、紙及紙板總產量及平均年增長率

  世界主要產紙國一般均為森林資源比較豐富,工業也比較發達的國傢,如美國、加拿大、瑞典、芬蘭、聯邦德國、法國、蘇聯和日本。這些國傢均十分重視森林培育和發展人工造林,大型造紙企業也多自營原料基地林,故其造紙工業幾乎能完全以木材為原料,企業規模大,紙漿工廠年平均生產能力已達20萬噸左右。北美和北歐是世界商品紙漿的主要出口地區,在制漿造紙技術裝備的供應以及新技術的開發方面,也處於重要的地位。1988年世界10個主要產紙國傢的紙及紙板產量共達 1.73207億噸,占世界120多個產紙國傢總產量的76.5%(表2)。

表2 1988年世界10個重要產紙國的紙及紙板產量

  1987年,世界人均消耗紙約43kg,人均消耗紙超過170kg的國傢有美國、瑞典、荷蘭、加拿大、芬蘭、瑞士、聯邦德國、丹麥、日本及比利時等10個國傢。世界主要產紙國傢,大多也是紙張消費水平較高的國傢,產品基本上供本國需要,其中僅加拿大、瑞典、芬蘭等有較多的凈出口。1985年,紙漿的國際貿易量約占總產量的16%,紙及紙板的國際貿易量則占總產量的20%。

  中國造紙工業 中國古代造紙術的發明和傳播對世界各國造紙工業的興起、人類文明和社會發展都起瞭十分重要的作用,但中國現代造紙工業的發展卻起步較晚,直到19世紀80年代才在上海和廣州安裝瞭小型造紙機。1949年前中國機制紙產量最高的1943年也不過16.5萬噸,還不到當時手工紙產量的一半。1949年後中國造紙工業有瞭較大發展。1988年機制紙產量達到1264.5萬噸,為1950年的90倍,居世界紙及紙板產量的第四位。手工紙則保持在年產20~30萬噸的水平。1950~1988年生產發展情況見表3。

表3 1950~1987年中國紙漿、紙產量(萬噸)

  1988年主要產品已發展到500多個,基本上能保證國內品種方面的需要。在發展中也逐步形成瞭制漿造紙的技術開發、工程設計、裝備制造、建設施工、生產管理與人才培養的較完整體系,具有進行獨立發展的基礎。從1953年至1988年的36年間,造紙工業的發展速度是與整個國民經濟和工業生產增長相適應的,年平均增長率一般均高於國民收入的增長率,80年代且高於工業總產值的增長率。

  中國人年平均紙張的消費水平已由1952年的不足 1kg,增加到1988年的12kg以上,但與世界人年均消費43kg的水平尚有很大差距。

  中國由於森林資源不足與利用不盡合理,造紙木材原料比重僅占20%左右,60%以上依靠草類原料,使造紙工業在企業規模、產品質量與品種、生產技術以及污染防治等方面的發展均有自身的特色。

  展望 在各種植物原料中,非木材原料仍能得到適當的利用,但木材則仍將占有最重要的地位。許多森林資源較少的國傢開始重視發展速生豐產林,並建設造紙林基地。在若幹具有特殊性能的紙張中,合成纖維及無機纖維也將有一定的應用。

  在生產技術方面,高得率、少污染的制漿工藝以及制漿廢液的回收與綜合利用技術,較經濟的污染治理技術,將得到較大重視與較快發展,以適應節約原料資源和減少環境污染的迫切需要。生物工程有可能在這方面發揮較大作用。紙頁的成型與脫水及紙張表面加工,將成為紙張抄造技術發展的重點。技術裝備除瞭重視大型化、連續化與自控技術的發展外,將特別重視提高其運行可靠性、生產效率及降低能耗,微電子技術和新型材料將在這方面發揮重要作用。

  在產品品種結構方面,商品包裝用紙及紙板的增長率仍將高於文化印刷用紙的增長率,加工紙及各類信息技術用紙的增長速度將高於其他品種,與塑料、金屬薄膜及紗佈等復合的加工紙以及隨著科學技術與經濟發展所需要開發的其他具有特殊性能的紙張也將得到較快發展。