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《2019年全球特种纸市场和技术概况》

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刘　文　曾慧均　李　政　贾程瑛

中国制浆造纸研究院有限公司

制浆造纸国家工程实验室

中国制浆造纸研究院有限公司衢州分院

1 全球特种纸市场概况

随着文化用纸消费市场在全球范围内的逐渐萎缩,特种纸和生活用纸以及包装纸逐步成为市场的主要增长点,得到了越来越多的关注.全球多家机构对特种纸的产量及市场形势都进行了统计分析.

据未来市场透视（Future Market Insight,FMI）发布的研究报告显示,2017年全球特种纸产量为2500万t 左右,到2027年底,预计将超过4000万t,市场价值约215.9亿美元.FMI 预计,2017—2027 年,全球特种纸市场将以5.2% 的年均复合增长率稳定增长.

据Smithers Pira 最新的研究报告显示,2017 年全球特种纸产量为2416 万t,同比增长1.9%,预计在2022 年将达到2698 万t,未来5 年内将实现2.2% 的年均复合增长率.

据费雪（Fisher International）统计数据整理分析（如图1）,2007—2010年全球特种纸产量略有下降,2010年之后开始呈现上涨趋势.2017年全球特种纸产量为2265 万t,同比增长3.1%.

目前,全球尚未有明确的特种纸范畴界限,因此每家机构的统计数据以及市场预测存在一定差异,但是特种纸市场在未来几年将持续增长是整个行业的共识.2017年全球纸和纸板产量达到4.17亿t,同比增长1.5%,若全球特种纸产量按照2500万t 计算,那么特种纸则占纸和纸板总产量的6.0%.特种纸及纸板近几年的增长速率均超过全球纸和纸板的增长速率.

2 全球地区分布

从整个造纸行业来看,2017年,加拿大、韩国和印度产量下降,美国产量平稳,日本和欧洲产量略有增长,巴西和俄罗斯增长较快.就特种纸板块来说,根据费雪统计的数据,2017年亚洲成为增长的主要动力,同比增长8.6%,拉丁美洲略有增长,同比增长2.8%,欧洲和北美则分别下降了1.9% 和0.6%.近10年来,拉丁美洲和北美的特种纸产量一直相对平稳,分别徘徊在70万t 和360万t 左右,欧洲产量的大幅下降则由亚洲产量的增长填补,全球产量的增长主要依赖亚洲.

据FMI 预计,西欧作为最大的特种纸市场,到2027 年销量将超过1000 万t,其次是北美和除日本以外的亚太地区.但亚太地区是全球特种纸市场中增长最快的市场,预计年均复合增长率为6.7%,其次是日本和东欧.

3 不同种类特种纸发展趋势

特种纸范畴广泛,终端用途多,根据不同的角度可进行多种分类.费雪公司将特种纸分为10 类,每类特种纸全球和北美的产量以及2015—2017年的年均复合增长率图3 所示.从全球来看,通信类、包装类和层压纸所占比重较大,而北美市场则主要是离型、通讯和层压纸类,特别是离型类特种纸几乎全部来自北美.2015—2017年增长最快的纸种是艺术纸和纸板,其次是烟纸、层压纸和包装类特种纸,墙纸及建筑用纸则出现了大幅下降.

而FMI 则做出了与费雪数据不太一致的预测,该机构预计装饰纸和标签纸会成为市场上最有吸引力的产品,年均复合增长率分别为5.7% 和5.4%.对于终端用途而言,这10年内包装类特种纸和标签纸在全球特种纸市场仍然处于绝对的优势,这两种纸的市场需求量最大,预计到2027 年,其年均复合增长率为5.9%,增长率最高,其次是建筑施工和食品饮料行业用纸.相比之下,电气工业用纸的年均复合增长率最低,预计直到2027 年均为3.9%.

4 国际特种纸新技术

4.1 瑞典Innventia 研究院研发出储电纸瑞典Innventia 研究院开发出了能够存储电能的纸张,这种纸张由纳米纤维素和导电聚合物组成.

这种纸看上去像橡胶,是利用Innventia 研究院的中试设备将纤维分散成纳米纤维抄造而成.纳米纤维分散在水中,当添加导电聚合物时,聚合物就会在纳米纤维表面形成薄的涂层.用这种材料制成的直径15cm、厚度为十分之几毫米的片材,可以储存高达1 法拉的电能,与目前市场上的超级电容相近.这种材料可以充放电几百次,并且每次充电只需几秒钟.研究储电纸的目的是为可再生能源的利用铺路,当发电处于峰值时（如日照充足时用于太阳能电池,或在流动的水域内的水利能源发电等）,可用其储存电能,作为用电峰值时的备用能源,此外,储电纸也可用作电动汽车充电站的超级电容.这项技术取得突破的关键因素之一是在湿态下处理聚合物.湿态下纤维素具有较好的柔韧性和适应性,可以制备较厚的纤维层,从而使这种橡胶状的纸张同时具有足够的机械性能.

4.2 纸地膜

芬兰Walki 公司研发出新型可降解纸地膜—Walki Agripap.该新型纸地膜以牛皮纸为基材并在其表面涂覆可降解型涂层.2016 年,第三方机构将比新型地膜应用于卷芯莴苣和洋葱种植试验,试验结果显示该类纸地膜具有良好的覆盖性,能减少杂草,且不影响农作物产量.目前该新型可降解纸地膜已获芬兰和瑞典的农业部门批准,并正在向法国,西班牙和意大利等欧洲国家推广.

4.3 金属粉末纸

德国造纸研究所的科学家尝试采用造纸法制备多孔钛电极,用于电解水.其主要工艺是在抄纸过程中添加大量的钛金属粉末,成纸中钛金属粉末的含量在75% 以上,再将此以钛金属粉末为主的纸经过高温烧结,去除其中的有机成分,同时将金属粉末烧结成多孔的电极材料.其厚度和孔隙结构等性能参数可以通过变化造纸工艺参数进行调整.该电极材料将为PEM 电解槽提供具有最优性能的低成本的气/ 液扩散层,可以保证水的均一分布和气体扩散顺畅.

4.4 采用聚苯乙烯纳米复合涂料改善包装纸抗菌性能采用聚苯乙烯纳米复合涂料改善包装纸抗菌性能.以聚苯乙烯、二氧化钛纳米颗粒以及银纳米颗粒等为原料制备聚苯乙烯纳米复合涂料,用5% 或10%的聚苯乙烯纳米复合涂料对稻草浆制备的包装纸进行涂布,涂布纸的透气度、抗张强度、吸水性以及阻隔性能均得到改善；对绿脓杆菌、金葡萄球菌、念珠菌等细菌有很好的抑菌效果.

4.5 Expera 公司推出Prepera 系列食品保鲜纸Expera 公司继续推出Prepera 品牌食品包装和保鲜纸系列产品.Prepera 保鲜纸可使切片食品一片片整齐地分隔开包装,同时也使真装/ 冷冻或解冻食品易于分开.新系列保鲜纸产品具有抗油、抗脂、疏水的特点,并可提供从低湿强度到高湿强度的各类保鲜纸.

4.6 Expera Specialty Solutions 公司发布Flame—Gard 阻燃技术

利用该阻燃技术生产的阻燃纸暴露在火焰中会发生炭化,不支持燃烧,且当火源被移除时会自熄,可应用于多个领域,从建筑施工用纸,到学校工艺用纸.

4.7 具有Sharklet 微观结构的铸涂离型纸

Sappi 北美公司与Sharklet 科技有限公司签订了一项独家的全球许可协议,生产和销售包含突破性科技的具有Sharklet 微观结构的铸涂离型纸,这种铸涂离型纸的创新性体现在纸张表面无需使用有毒添加剂或化学品就可抑制细菌生长.

4.8 纸基热塑性树脂复合材料

日本阿波制纸开发了碳纤维增强热可塑性树脂(CARMIX CFRTP) 成型件,首先将纤维长度为3 ～ 6mm 的碳纤维和热可塑性树脂纤维（PP、PE 等）等多种纤维分散在水中,然后经抄纸、层合、热压等工序制作成CFRTP 成型品.CFRTP 的强度约为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE) 等通用树脂的5 倍.尤其是使用尼龙纤维的CFRTP,在体积比相同的情况下,可实现与铝合金“A5052”相同的拉伸强度,而质量仅为其1/3 ～ 1/2.阿波制纸认为,未来有可能使用碳纤维强化热固性树脂开发出强度与铁相当的替代品( 质量比为1/7),但工序与前面有所不同,环氧树脂、苯酚等未硬化的热固性树脂是在抄纸后添加的,再通过热压的方式成型.CARMIX CFRP、铁、铝3 种材料的弯曲强度比较见表1.

王子控股也采用造纸工艺开发了CFRTP,但王子控股的预浸材由长12 ～ 13 mm 的碳纤维和树脂纤维组成.主要树脂材料为聚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA6).

4.9 纳米纤维素的制备和应用

酸水解法制备纳米纤维素成本高昂,在一定程度上制约了其应用.为降低生产成本,开发了多种制备方法,包括磷酸酯化法、TEMPO 催化氧化工艺、对向冲击法、羧化法等制备工艺.日本京都大学的失野浩之教授开发了制备CNF 新方法,首先把纸浆抄造成纸页状后,进行特殊的化学处理,并把此纸页粉碎后与树脂混合,在此过程中纸浆纤维会微细化成纳米级水平.现有纳米纤维素纤维的生产成本是5000 日元/kg,为使树脂与纤维混合良好,需进行化学处理,但这会使成本上升为10000 日元/kg,上述新方法预计量产后生产成本为1000 日元/kg,到2030年目标生产成本下降到300 日元/kg.

日本制纸株式会社、大王制纸株式会社、中越纸浆工业株式会社皆在追求生产规模的扩大,并试图以CNF 取代玻璃纤维等材料.另一方面,王子控股株式会社则相对谨慎,主要以开拓新应用市场为优先目标.日本几家造纸企业纳米纤维素纤维生产线采取的工艺和规模见表2.

纳米纤维素质轻高强、比表面积大、气体阻隔性好、受热尺寸变化小、在水中表现出独特的黏性、孔隙调控性好等特性.在应用方面,世界各国的科技工作者进行了大量研究.包括纳米纤维素改性后用于增强高分子树脂材料,制作家用汽车零部件；利用其保水增黏特性用作化妆品添加剂,发挥其不黏、水灵娇嫩之感；用于制作透明膜,替代电子行业玻璃制品；用作食品添加剂；制备锂电池隔膜；制备空气过滤器,可以方便地调节过滤材料的孔隙结构；制备超低密度多孔体,用于催化剂载体、隔热材料、吸收材料.这其中已有多项应用进入到实用阶段,其中尤以日本的造纸企业处于领先地位.

日本制纸公司在纳米纤维素纤维上负载银离子,使其具有抗菌、除臭功能,已于2015 年10 月成功用于商品化的成人纸尿裤.特种东海制纸20 年前就开始制备纳米纤维素纤维,作为固定高分子吸水树脂（SAP）的黏合剂,除了用于失禁用品外,还用于电气通信领域防止结露的调湿纸.该公司2006 年还开发了用于色谱分析（TLC）的微细纤维素纤维纸,通过CNF 的网目结构可以提高分离性能,现在已面向试剂工厂提供TLC 用纸.三菱铅笔和第一工业制药已成功把纳米纤维素用作圆珠笔的增黏材料应用于实际生产.日本凸版印刷利用CNF 气体阻隔性好的特点,开发了CNF 涂布的纸杯.其保鲜性能好,可以降解,与涂塑杯基本相同,已于2017 年2 月上市销售.可用于方便面、点心、冰激凌、乳制品的包装.王子制纸开发的CNF 增黏剂“AUROVISCO” 于2017 年4 月开始发售.2017年5 月底,第一批用于生产汽车美容用品（清洗剂等）的产品已.“AUROVISCO”比市场上销售的其他天然增黏剂黏度高10 ～ 100 倍,只需少量添加便可达到理想效果.“AUROVISCO”不仅在黏度上有压倒性优势,还具有较高的触变性.在静止状态下黏度很高,搅拌之后黏度下降,易于分散,放置一定时间后黏度又能恢复,所以,使用非常方便.

而且其透明度高,添加后不会影响应用产品本身的颜色.

PROCESSUM 公司宣布,将在瑞典北部启动纳米纤维素项目,重点开展纳米微晶纤维素（CNC）的研发和生产研究.该项目包括开发TinyBTalented试验台和大规模的CNC 新应用,预计将于2020 年11 月结束.该项目将在4 个应用领域开展研究工作,分别是：CNC 用于膜材料、用于伤口包扎材料、用于多层材料的增强剂以及阻隔气体和液体的功能性材料.

斯道拉恩索投资910万欧元,继续进行微纤化纤维素MFC 的商业化研究和加速产品开发.其中包括纸板包装的油脂、氧气的隔离层,以及可替代镀铝膜的可生物降解膜.

5 国际特种纸新动向

（1）奥斯龙和Munksjo 公司合并

Munksjo 和奥斯龙两家公司通过兼并的方式进行整合,公司合并将以奥斯龙被并入Munksjo 的法定兼并方式进行.合并后的公司将成为一家以装饰用纸、滤纸和离型纸为主要产品的全球领先企业,同时,通过产品和服务互补,公司将可提供范围广泛的终端细分市场,如汽车工业用的滤纸和砂纸,以及食品和饮料行业用的食品和饮料包装及离型纸等.

（2）Ahlstomo—Munksjo 公司在法国投建植物羊皮纸生产线

Ahlstomo—Munksjo 公司在其旗下的法国工厂投建新的植物羊皮纸生产线,植物羊皮纸主要用于烘焙、烹饪及食品包装,其市场需求量年均增长速度3% ～ 4%.

（3）福伊特向印度ITC 公司提供装饰纸纸机

福伊特为印度ITC 公司纸板与特种纸事业部PSPD 提供新的装饰纸纸机.ITC 公司的PSPD 纸厂是印度最大的文化纸、特种纸及纸板生产商.

（4）Lecta 公司提高其镀金属纸的产能

西班牙Lecta 公司安装了一台由瑞士Polytype 公司生产的新的涂布和上漆生产线,幅宽2450 mm,车速800 m/min,新设备安装后,镀金属纸的产能从2.5万t/a 增至4.0 万t/a.Lecta 公司的Metalvac 是一种高真空、100% 可回收的镀金属纸,是为标签、内部衬纸、包装纸和软包装设计的.

（5）Mets? Tissue 公司对其特种纸机进行改造

Mets? Tissue 公司对其旗下的位于德国的Duren纸厂5＃纸机进行改造.改造项目总投资约为1500 万欧元.目前该公司的烘焙纸和烹饪纸产品销往全球约70 个国家和地区,改造后将增加产能1 万t.

（6）Glatfelter 公司将关停其位于Chillicothe 工厂的特种纸机

特种纸和工程材料供应商Glatfelter 公司特种纸业务部宣布关停其位于俄亥俄州Chillicothe 工厂的24＃纸机,将使其特种纸产能下降10%（每月8 万t）.

（7）惠好公司出售液体包装纸板业务

惠好公司已完成液体包装纸板业务的出售工作,以2.85 亿美元的出售给日本制纸株式会社.出售内容包含一家位于华盛顿州的产能为28 万t/a 的纸板厂.

（8）Kruger 公司将投资3.776亿美元用于旗下纸厂转产特种纸的改造

Kruger 公司将投资3.776亿美元对其旗下位于魁北克省的Brompton 和Wayagamack 两个纸厂进行改造,以减少文化用纸产量,转产如食品软包装纸、标签纸和数码打印纸等特种纸.

（9）Delfort 公司将投资1.5亿欧元在其位于捷克的工厂安装新纸机

新纸机将生产一种未涂布但经表面处理的非木浆特种纸——薄型印刷纸,预计将在两年内投产.

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