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对造纸创新的观点

日期:2017-04-25 10:43:27 来源:http://www.china-paper.cn
 
关于技术创新方面我从另外一个角度谈谈企业未来的创新发展。包括两方面的内容:第一,简单说一下关于纸业技术创新方面的宏观机制问题。第二,从我们最近纸业新的技术或者产品的开发来谈谈,主要是谈一些方向性的内容。
 
造纸企业的发展总是遇到不同阶段的问题,当前造纸企业遇到前所未有的挑战,比如能源环境、宏观经济和市场,以及新兴行业对我们这个行业的冲击,因此,在新常态下,大家在探讨转型升级的问题。有很多企业可能着重在模式上的创新,面对环保、节能减排、和市场的压力、产能过剩和利润下降的行业现状,有些从技术创新等等方面,最重要目标是提高企业的竞争力,也就是怎么转型,我非常赞同太阳纸业李董讲的练好内功,只有把这个企业的产品和技术做到极致,才是企业发展的永恒。
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关于技术创新,先讲讲企业层面技术创新的构建,大家知道每个企业都有自己的生产技术部或者技术中心,或者地方政府对企业的支持,比如省级的技术中心,纸业行业里面不超过10家的国家级技术中心或者企业博士站,对院校方面,从一般的大专院校,比如211、985大学,我们学校就是211大学和985大学,还有协会各方的力量,从人才体系的构建,我们可以看看企业中从事专业技术、技术创新方面工作的人才体系。相信国内的,特别是龙头企业在不同方面都进行了技术创新体系的构建,但也有一些企业可能对本企业发展阶段有不同的认识,靠自己的力量进行技术研发,体系还需要去完善。
 
接下来,把国内企业跟国外发达国家领先的企业做一个简单的对比。总的来说,国内企业规模偏小,创新投入不足,全世界按照销售收入排前100名的,其中我国有20家,另外,对上市公司一些年报的分析和研究,在研发投入方面的占比大概是1-4%的范围,国际大公司很多在1%,但是它的总量大,相对来说我们的投入不足。第二,我们的自主创新意识不够,以模仿创新和引进为主,今天我们看到国际上很多大的公司,确实对我国造纸行业的发展作出了巨大的贡献,国外的企业比较重视原始创新。第三,以企业内部资源为主的创新正在转向依赖外部资源的协作创新,特别是规模比较小的企业,很多时候是完全依赖于外部的资源。我们在学习或者讨论国外的,特别是美国或者欧洲当前造纸行业的一些新技术研发动向中发现,国外企业内外结合,重视合作创新,一些新的动向往往不是一家公司独立完成。第四,鲜有标志性突破性创新成果。第五,对我国的造纸行业来说亟待建立高效的创新机制,推进技术创新工作。以市场为导向,以企业为主体,产学研相结合,协同创新的机制亟待建立。
 
为了准备这次报告,我们从欧洲专利、美国专利包括中国专利,比较了国内外龙头企业专利的数量,总体来讲,我们的差距比较大,而且有不少企业的专利是实用新型专利,不是原创的发明专利,因此我们的技术创新工作永远是走在路上的一个工作。
 
以上是第一部分内容。第二部分我重点讲几方面的内容。
 
在讲新技术内容之前,我们梳理了当前造纸行业面临的技术挑战,我们要提高效率,稳定质量,用差的纤维造好的纸,如果我们都是用好的装备,好的纤维造好的纸,水平还有待提高。另外进一步提高纸张里面灰分含量,而不影响纸张性能。用水量越来越少,白水封闭循环利用的程度越来越高,如何维持湿部化学平衡和化学品的效率,化学品星光汇企业在这方面还有很多工作要做,怎么降低行业的能耗,包括福伊特、维美德,都做了大量的工作。我注意到福伊特造纸亚洲区总裁上午讲的,其中有一个是纸张应用的低定量化,对造纸行业的技术也是一个挑战。另外是如何拓宽纸张的应用,实现功能化和差异化。围绕这些问题,在我们现有的技术手段、装备或者借用相关技术我们能做什么工作。
 
第一是植物纤维原料利用新技术。造纸大都是用木材纤维原料,废纸的比例很高,从植物纤维三大组成部分来说,我们充分利用了纤维素,比如太阳纸业在生物精炼方面做了很多的工作,纤维利用也是造纸行业当前面临的一个很重要的课题。在美国未来20年的技术路线图上,2006年的时候已经提出了生物精炼的概念,传统的制浆造纸行业,对它的产品,除了纸和浆以外还能做什么,这些问题的提出,更多是从行业经济发展未来的趋势和盈利能力考虑,我们能不能做化学品,能不能做新材料,能否向生物精炼方面发展。
 
关于植物纤维的利用,对造纸来讲现在所能利用的主要是利用微米级的纤维,随着现代科学技术的发展,我们能不能把更小尺度的纤维分离提取出来,做一些新的材料,这就是我们怎么来把植物纤维高质化利用的一个很重要的方向。
 
我个人认为纳米纤维素的材料是造纸行业能够做得好的新材料,它的制备方法可以通过化学或者生物,或者是化学与生物相结合的方法,做出来的纳米纤维素有哪些性能呢?纳米纤维素跟别的材料相比有很好的性能,比如高强度、高模量、优异光学性能、高的长径比等方面,在未来具有很好的潜在应用前景,我列了很多关于纳米纤维素方面的应用,包括斯道拉恩索公司也提出来,除了用纳米纤维素做造纸以外,还可以做传感器等等,还包括在智能包装、涂布、分散剂等等领域的应用。
 
大家可能会提一个问题,到底纳米纤维素有哪些的应用,是不是成本很高,在技术层面上还有哪些问题,我给出一个案例,是用普通纤维和纳米纤维用在透明的触摸屏,用在太阳能的吸收材料,提高光转化效率。现在目前碰到的技术挑战也是我们在技术创新方面所需要进行的工作。目前有四个问题亟待解决或者对未来的应用产生大的影响:一是大规模制造的工艺及设备技术。二是能够制备纳米纤维素的设备和工艺还存在着成本比较高的问题。三是专利封锁。四是各领域的应用技术,怎么把它应用好,这也需要我们去合作、协同创新。
 
关于纳米纤维素我就介绍到这里,接下来是绿色制浆技术,制浆能不能少用化学品,用最少量的能量来制浆。首先是溶剂制浆技术,通过这种溶剂可以把纤维素在低温或者少用化学品,甚至不用化学品条件下,把它做到有效分离。
 
关于原料的引用,比如秸秆综合利用技术(NPulp),在美国获得了发明奖,它的核心技术是生物酶的处理技术,在一定热作用的处理下,它所做的产品,核心在于生物酶,另外就是一整套完善的生产技术,对秸秆的综合利用也是一个很好的方面。
 
这个技术是泡沫成形技术,我也注意到福伊特公司对泡沫成形的技术给予很多关注,造纸工艺经常说不希望我们的浆料里面有空气、气泡,因此在大型的纸机系统里面非常注意。这是VTT研发的一项技术,也是未来可能是一个颠覆性的技术,它现在的分散主要是用泡沫+水,会有一些什么很好的特性呢?通过泡沫成形出来的制品多层结构的电镜观察图,它的孔隙非常丰富,因此在很多领域,在造纸过程可以降低能耗,减少原料的用量。在某些特殊的产品,比如做过滤材料、缓冲材料、特殊的包装材料,我们能不能用现有的造纸机技术来做呢?在它的一些研发报告上可以看到,我觉得这项技术很快会走向产业化,已经在一些纸机上完成改造,完成了它的中间实验,可以节省30%的原料。
 
接下来是涂布技术,有很多企业也有涂布的装备或者涂布纸张的生产,我个人认为帘式涂布是一种很有前途的涂布技术。下面一个案例给我们在技术创新或者纸张功能赋予的参考,欧洲的CTP公司,在纸机上帘式涂布机的实施方法,适用于帘式涂布配方的发展,将淀粉-MNFC混合物进行涂布,这很有优势。
 
关于纸张阻隔涂层技术,除了用纤维来造纸,我们经常受到别的行业,如互联网的发展对我们产生的冲击,能不能通过技术创新去抢别的市场,纸张阻隔涂层技术是我们纸张开发一个很重要的方向,也就是能不能用纸替代薄膜。为此,纸张的基本性能就是机械性能,传统的是书写、印刷、包装一般的性能,如果我们再赋给它生物活性、方位性能、智能包装、高强轻质等特性,它的利用度会大幅度提高。
 
我比较了纸张跟PET,为什么跟PET比较,同样厚度的纸张,成本是PET的40%,耐热性比较好,低的热膨胀系数,高的耐热性,在电子材料的应用或者在包装材料复合领域,会利用到纸张好的耐热性,不过耐折度比PET差。
 
对造纸企业来说,提高纸和纸板阻隔性能的挑战,包括原纸性能:匀度、平整性、封闭性,阻隔材料的应用等等。它将来在哪个方面有很广泛的应用,比如在食品包装,能不能有淋膜类的产品,包括喷墨耗材,光电新材料或者物流行业的包装新材料。这是包装类纸张新产品主要方向,最终实现高比例回收,也可持续发展,通过我们的技术创新,赋予纸张各个方面的性能,包装纸的应用可以得到很广泛的推广。
 
关于文化用纸特别是印刷纸未来的研发方向。大家说铜板纸或者印刷纸受到互联网的影响,怎么去做。其中一个重要的方向,在近几年很多大的公司,非常重视研究数码技术对造纸行业的影响,一方面我们报纸少了,传统印刷的产品少了,但是数码印刷机在发展,这也是互联网+对传统产业的一个发展方向。对于数码纸张的最基本要求,在这个过程中需要创新,创新的技术包括纸张的稳定性,很多大型企业的纸机在这方面是没有问题的,希望创新的重点是在涂层的结构设计和新兴涂层材料的开发,去年在欧洲高速连续喷墨纸张的需求超过了100万吨。
 
在其他新的技术方面,如纸张的低定量化,就需要工艺、装备、化学品等等方面的配合才能实现。另外就是纸张高灰分加填技术,我们一直认为,纸张填料的添加永远是一个问题,如果能够增加到40%的灰分,对造纸企业核心竞争能力的提升是非常有作用的。
 
面对当前造纸行业激烈的竞争,希望加强产业、研发、供应链或者供应商、客户之间的技术创新与融合,对国内的企业不能单靠模仿或者是拿来主义,我们需要以市场为导向,以企业为主体,协同创新的新机制,同时不要单看自己这个行业,要跳开造纸行业,从新的行业里面寻找新的技术,在跟纺织行业、皮革行业的讨论中,对我们提出了需求,从新的新兴领域寻找新的机遇,避免同质化竞争。新的技术,特别是纳米技术在造纸行业的应用会越来越多,值得大家关注。总的来说技术创新的工作对造纸行业的发展是非常重要的,而且这项工作是永远走在路上的。重视技术创新,才能赢得未来。