据英国纸世界网站最新出炉的《全球造纸工业报告》称,2015年全球造纸工业市场规模1.27万亿美元,比2014年下降6%,预计2016年市场规模将继续下降,销售额降幅约为2%。数据显示,美国为全球纸产品第一大进口国,第二大生产国;巴西为第一大出口国;我国为第一大生产国。
从上游纸浆产业看,全球纸浆市场需求量持续减少。下游纸及纸板产业方面,亚洲需求量占全球纸及纸板市场需求量的45%,虽然亚洲地区需求量有一定增长,但由于欧美地区纸及纸板需求量的持续走低,全球纸及纸板需求量仍处于相对低迷状态。
全球造纸业正在转型。纸及纸板产业消费集中区域由北向南、由西向东转移,主要产品则由新闻纸、印刷书写纸向瓦楞原纸与生活用纸转移。在全球纸产品生产量和需求结构中,2015年全球纸及纸板生产量约为4.065亿吨(见图1),西欧、北美、日本等成熟市场生产量约占总量的45%,新兴市场则占55%(见图2);新闻纸、印刷书写纸生产量占总量的35%,包装纸与生活用纸则占65%。
造纸化学品行业是造纸工业的上游产业,是造纸工业中必不可少的重要功能性材料。随着全球范围内制浆造纸装备日趋复杂,使用助剂解决造纸工业生产问题就变得更加普遍,造纸化学品逐渐成为继纤维原料和矿物之后第三个重要的制浆造纸原料。造纸化学品的应用对提高纸机生产量、增加造纸工业产品的品种和改善产品质量、降低生产污染以及提高经济效益等方面均起着十分重要的作用。目前,造纸化学品的应用涉及制浆造纸工艺的各个环节,产品种类之多、应用范围之广、工艺影响之大、重视程度之高都是前所未有的。进入21世纪以来,制浆造纸装备蓬勃发展,新工艺的涌现和新设备的应用接连不断。技术进步不仅提高和改善了生产效率和纸张品质,对化学品应用也提出了更高的要求,造纸化学品市场前景广阔。
一、全球造纸化学品行业发展概况
1.全球造纸化学品市场规模
全球工业分析机构对外发布的《制浆和造纸化学品:全球战略业务报告》(简称《报告》)认为,随着废纸回用量的大幅度增加,预计到2020年全球制浆造纸化学品市场规模将达到300亿欧元,其增长水平将高于所服务的造纸工业。
推动全球制浆造纸化学品市场增长的动力来自于造纸工业对产品质量和效益的强劲需求,以及市场对特种纸需求的增加。此外,发展中国家纸张消费量增长的趋势也将有助于推动制浆造纸化学品市场的增长。
《报告》认为欧洲是最大的市场,其次是亚太地区。亚太地区特有的人口增长、稳定的经济增长、都市化发展、快速工业化趋势、基础设施投资加大以及对纸张生产和消费的增长都是促进该地区制浆造纸化学品市场增长的关键因素。亚太地区快速的经济增长推动对纸张的需求。亚太地区作为全球制浆造纸化学品市场增长最快的地区,其在过去的分析周期内的年均复合增长率为3.8%。美国由于经济衰退,正在逐渐失去其全球制浆造纸化学品工业主导地位。
从地区性来看,欧洲、北美和日本等地可能会有适度增长,而我国、东南亚、东欧和拉丁美洲会有较大的增长。
制浆造纸化学品公司将致力于帮助造纸工业提高产品质量和降低能源消耗的研究与开发。水处理方面将是另一个成为制浆造纸化学品公司今后长期持续关注与研究的领域。为应对全球性关注的诸如碳排放、造纸废水排放、人体安全健康等问题,环境友好型及生物基造纸化学品也将迎来更迫切的需求和快速的增长。
2.全球造纸化学品发展现状和趋势
世界造纸工业继续朝着规模化、国际化的方向发展。同时,随着互联网及智能手机的飞速发展和普及,世界造纸工业的发展从西方成熟市场向拉丁美洲、亚洲和东欧等发展中市场转移的步伐进一步加快,这些因素必然对全球造纸化学品行业产生深刻的影响,使目前全球造纸化学品行业呈现出集团化、全球化,并逐步向亚洲、拉丁美洲等地区进行战略重心转移。
(1)通过兼并重组提高行业集中度,造纸化学品向集团化和全球化发展国际造纸化学品公司继续兼并重组造纸化学品业务,全球大型造纸化学品公司数量进一步减少,其中最值得关注的有:2014年2月,美国亚什兰公司宣布将工业水处理和制浆造纸业务售予私募基金克杜瑞公司(CD&R),新公司于2014年8月成立,更名为索理思(Solenis)公司。2014年2月,凯米拉公司宣布收购巴斯夫公司的全球AKD业务,前者在大力发展造纸化学品的同时,将施胶剂作为发展重点;2014年7月,阿克苏诺贝尔公司宣布将造纸化学品业务售予凯米拉公司,此次剥离不包括纸浆漂白和硅溶胶业务;2015年5月,凯米拉公司宣布已完成对阿克苏诺贝尔公司造纸化学品业务的收购。2013年9月专长于高岭土生产与销售的英格瓷公司,向专长于碳酸钙生产与销售的欧米亚公司出售4家主要用于造纸工业的碳酸钙生产厂,这4家工厂的其中3家位于欧洲(法国、瑞典和意大利),1家位于美国。2010年6月中旬,陶氏化学公司在美国密歇根州米德兰市宣布,将其业务部门斯泰隆(Styron)出售给贝恩资本(Bain Capital Partners)公司,拥有70多年历史的斯泰隆公司脱离陶氏化学公司加盟贝恩资本公司后,成为一家崭新的全球性原材料制造企业,斯泰隆公司于2015年2月将所有附属公司更名为盛禧奧(Trinseo)公司。
(2)通过弱势业务剥离提高造纸化学品业务的核心化 全球造纸化学品市场的另一个特点是业务的核心化趋势,通过巩固核心业务,放弃非核心业务,优化产业结构,逐步实现从经营多元化到注重核心业务的战略发展。
由于西方发达地区造纸生产量处于下降趋势,造纸化学品企业间的竞争加剧,迫使化学品公司不断提高专业化程度。对于化学品供应商而言,不仅仅是简单地销售产品,而是需要提供相应的服务,同时不断开发出新的产品和技术,才能保持市场的竞争优势地位。为此,许多国际性造纸化学品公司在加强核心业务战略的同时,也及时择机剥离非核心的、缺乏竞争优势的业务,如巴斯夫公司分别于2010年和2014年剥离了非核心的淀粉、AKD乳液施胶剂及造纸用水洗高岭土业务,2014年阿克苏诺贝尔公司剥离了其非核心的造纸化学品业务而继续保留核心的制浆漂白化学品业务。
(3)随着造纸工业的发展适机转移战略重心布局目前,全球主要的造纸化学品公司都以成熟市场作为总部所在地和主要的业务市场。2015年全球十大产纸国中,美国、加拿大、芬兰和瑞典的纸及纸板生产量继续负增长。这对那些规模较大、且跨洲经营造纸化学品业务的国际化学品公司影响较大。据行业权威机构的预测,2009-2024年的15年间,北美洲的纸及纸板需求量将减少23%,西欧将减少20%。与此相反,亚洲的纸及纸板消费量将增长39%,东欧的增长幅度最高,可达49%。而在亚洲市场中,我国纸及纸板生产量位居世界第一。鉴于此,国际造纸化学品供应商也纷纷调整其全球范围内的生产与供应布局,降低甚至关闭在成熟市场中的产能或工厂,同时,在新兴市场投资建设新工厂或扩大产能。考虑到造纸化学品和染料在我国、印度尼西亚和印度的未来增长市场,2010年巴斯夫公司关闭了在德国的造纸用增白剂生产线,将造纸增白剂、染料生产转移到印度;为了应对市场需求上升的趋势,2010年,巴斯夫公司分别在我国广东省惠州市和江苏省南京市投资兴建1座造纸涂布胶乳工厂和水处理造纸化学品生产基地,2014年巴斯夫公司减少了欧洲市场12万吨的胶乳产能,而在2013年,为满足北欧和俄罗斯的客户需求,巴斯夫公司在芬兰新建了造纸用胶乳工厂。
3.全球代表性的造纸化学品公司
(1)凯米拉公司 凯米拉公司是芬兰一家大型跨国公司,从2001年开始通过收购兼并,从单一区域性公司一跃成为全球领先的制浆造纸化学品供应商之一。公司制浆造纸化学品业务收入从2000年的3.32亿欧元增长到2016年的14.57亿欧元,其中制浆造纸化学品占公司业务的62%。公司在亚洲的研发中心设在上海市,先后在山东省和江苏省投资设厂,其中应用于中高档纸张的ASA施胶剂生产规模全亚洲最大。
(2)索里思公司 2008年11月,赫克力士公司被亚什兰公司以33亿美元收购,后者通过整合于2011年改组成4个业务部门:水技术(由亚什兰公司的水处理剂造纸化学品相关业务与赫克力士公司的造纸化学品业务整合而成)、特种组分、特性材料和消费市场。2014年8月,亚什兰公司将其水技术业务以约18亿美元出售给克杜瑞旗下基金,并成为一家独立运作的新公司——索里思公司。从2015年到2016年9月,索里思公司又陆续收购了北美、印度、荷兰、澳大利亚、新西兰、挪威的7家造纸化学品专业公司,迅速布局全球市场。
(3)巴斯夫公司 巴斯夫公司是一家德国化工企业,2016年销售额高达580亿欧元,是一家综合化学品公司。造纸化学品是巴斯夫集团特性产品部所属功能性聚合物分公司的一个业务部门。包含过程性化学品、造纸染料、涂布黏合剂和添加剂。而造纸化学品业务主要集中在纸及纸板用涂布胶乳,是全球领先的涂布纸及纸板用丁苯胶乳、丙苯胶乳生产和供应商。
巴斯夫集团在2009年收购汽巴精化公司后,在特性产品业务部属下组建了相对独立的造纸化学品分公司,其造纸化学品业务规模曾一度处于全球领先地位。2014年9月,巴斯夫集团宣布改组其造纸化学品业务的组织架构,从2015年1月起,造纸化学品业务部被分拆。位于瑞士巴塞尔的造纸化学品总部于2014年年底关闭。造纸化学品业务被整合到特性产品业务领域的其他业务部,湿部化学品和高岭土业务被整合入特性化学品业务部。造纸用分散体业务被整合入分散体与颜料业务部。此外,2015年9月巴斯夫集团将其全球造纸用水洗高岭土(PHK)业务出售给英格瓷公司。
2015年11月,巴斯夫集团再次对特性化学品业务部中的造纸化学品、水处理、油田和采矿业务进行重组,将水处理解决方案和造纸化学品2个业务部门合并,成立了一个新的全球业务部门“造纸和水处理业务部”。
二、我国造纸化学品行业发展概况
1.我国造纸化学品市场规模
根据中国造纸协会调查资料,2016年我国纸及纸板生产量1.086亿吨,同比增长1.35%,其中,新闻纸同比下降11.37%,而箱纸板和瓦楞原纸同比分别增长2.92%和1.93%,生活用纸同比增长4.53%。
生产量最大的纸种是包装纸(含箱纸板、瓦楞原纸和白纸板),占纸及纸板总生产量的61.3%以上;其次是印刷书写纸,占23.27%;生活用纸和新闻纸分别占8.48%和2.39%。2016年我国纸浆生产量7925万吨,其中80%为废纸浆。
纸浆和纸种结构以及生产量比例决定了我国造纸化学品中,制浆化学品和纸加工化学品的消耗量相对较低,消耗量最大的仍然是抄纸化学品。不同种类造纸化学品市场份额如图3所示。
2016年,虽然我国造纸行业出现了回暖,但由于环保政策、供给侧改革,我国造纸行业继续淘汰落后及过剩产能,全年纸及纸板总生产量比2015年微增。受政策影响和国际国内上下游原料影响,综合考虑制浆、抄纸、纸加工和治污过程使用化学品的情况以及市场价格下跌因素,我国造纸化学品市场规模约为300亿元。
2.我国造纸化学品发展现状和趋势
我国目前造纸化学品生产和销售企业有上千家。经过多年兼并重组,目前活跃于我国的国际造纸化学品公司只有凯米拉、巴斯夫、爱森、纳尔科、巴克曼、索理思、阿科玛、诺维信、罗盖特、高泰等几家公司,大部分在我国设厂生产。本土企业中较有代表性的企业有:苏州天马精细化学品股份有限公司、上海东升新材料有限公司、杭州杭化哈利玛化工有限公司、浙江传化华洋化工有限公司、杭州纸友科技有限公司、佛山市南海区骏能造纸材料厂、山东熙来淀粉有限公司、江苏富淼科技股份有限公司、常熟聚和化学有限公司(台资)等。由于国产化能力不断提升,造纸化学品市场一直呈现“国”进“外”退的局面。随着本土产品越来越多,越来越强,国际造纸化学品公司的整体市场份额已降至约20%。
(1)行业集中度和集团化提升 造纸作为传统行业,前几年由于产能过剩、小纸厂低价竞争等因素,行业持续低迷。然而在近期严格的环保督察下,排污不达标的小厂已被陆续关停。事实上,淘汰落后产能是近几年造纸行业的主要发展趋势之一。据中国造纸协会历年《中国造纸工业年度报告》数据显示,我国造纸行业的企业数已从2010年的3700家下降至2016年的2800家,造纸行业生产量前30名的企业造纸产能占全行业产能比例也由42%提升到57%。大厂在市场上的议价能力正在提升,毛利率随之增长。未来行业发展的格局将逐步往规范化、集聚化方向发展。而对于造纸类上市公司来说,将是扩大规模、增强赢利能力的良机。造纸化学品企业和我国造纸产业的发展形式是一致的,造纸化学品行业的集中度和集团化也明显提升。
(2)产品多样化、服务差异化 目前有规模的企业大多数都不是单一的造纸化学品企业,而是混合企业,即不仅生产销售造纸化学品,还经营其他化工产品,或面向其他行业。这在一定程度上反映出造纸化学品业务做大之难,同时也表明许多造纸助剂都是多用途的通用化学品。例如,苏州天马精细化学品股份有限公司的造纸化学品业务仅占主营业务的43%,浙江传化华洋化工有限公司的造纸化学品业务(含荧光增白剂)占主营业务的25%。但也有以造纸化学品业务为主业的造纸化学品企业,例如上海东升新材料有限公司的造纸化学品业务占主营业务的80%以上。
我国几千家造纸企业遍布全国,有些地区仅靠造纸化学品生产企业自产自销难以满足市场要求,因此大量的代理分销企业应运而生,销售各种造纸化学品并提供相关的售后服务。甚至有的纸厂要求造纸所用的化学品由供应商进行打包提供,这在一定程度上也节省了采购成本和时间,提高了效益。
(3)盈利水平低 经过十几年的激烈竞争,造纸化学品的利润一路向下,目前已经降到非常低的水平,造纸化学品行业普遍盈利艰难。在实践中,造纸化学品销售绝不只是简单的卖产品。供应商除了要安排供货,还须提供制备及加入设备,并负责这些设备的保养维护;为了应付日常管理和处理突发事故,造纸化学品供应商多在大中型造纸厂安排驻厂服务;此外造纸企业付款期限也有延长的趋势。同时,为了提供更具性价比的产品,造纸化学品企业还必须投入更大的科研力量来为纸厂提供降低污染、节能降耗、降低成本、提升品质的造纸化学品。此外,逐年上升的安全、环保方面的投入也是造纸化学品企业不得不面对的隐性成本的上升,但从长远看,造纸化学品企业的规范化经营对行业发展是必须而且是有利的。
(4)环保及安全政策监管升级 近几年,造纸行业环保和安全政策监管逐步升级,2015年,广东省东莞市财政投入17.2亿元,引导101家造纸企业退出,53家造纸企业已经停产关闭;2015年,汕头市潮阳区先后关闭20家造纸企业。江苏省海门市取缔造纸印染等十小行业,重点开展小型化工、印染、造纸等十小行业的取缔整治工作,2016年年底前全面依法取缔到位。2016年10月起,环境保护部开始前往各省市区督察环境执法监管工作,造纸企业首当其冲。在河北省保定市,已关停40余家纸厂。未来仍将有技术差、污染大的造纸企业不断淘汰,造纸行业或因此迎来整合机遇。
受造纸和化工行业影响,国家对造纸化学品行业的安全环保监管逐步升级,造纸化学品企业也立足在节能降耗、保护环境、提高产品质量、提高经济效益等方面加大力度,正朝着高效率、高质量、高效益、低消耗、低排放的绿色可持续方向发展。
(5)纸厂自建造纸化学品工厂趋势明显 随着造纸行业集中度的进一步提高,造纸企业为提高产品的综合竞争力,在市场议价中处于主导地位,国内主要大型造纸集团纷纷投资自建造纸化学品工厂,其中较有代表性的有:玖龙纸业(控股)有限公司旗下的广东诚铭化工科技有限公司,在东莞市和南通市拥有3个生产基地,公司主要以AKD中碱性施胶剂、表面施胶剂、造纸干强剂、羧基丁苯胶乳等产品为主;山东晨鸣纸业集团股份有限公司旗下的寿光蔡伦申兴精细化工有限公司,主要生产重质碳酸钙和各类造纸化学品;理文造纸有限公司旗下的理文化工有限公司,在广东和常熟设有生产基地;华泰集团有限公司旗下的化工业务占比已与造纸业务占比相当。
3.国内代表性的造纸化学品公司
(1)苏州天马精细化学品股份有限公司 苏州天马精细化学品股份有限公司(简称“天马精化”)为国内首家造纸化学品上市公司,创立于1993年,是专业致力于原料药、中间体、精细化学品、造纸化学品等产品研发、生产与销售的综合性企业。公司位于我国经济最发达的长江三角洲地区,2010年7月21日上市以后,通过一系列投资、并购,目前在江苏、福建、山东等地设有6家生产型子公司。(www.daowen.com)
天马精化是国内最早从事造纸化学品开发与生产的企业之一,下属2家造纸化学品子公司:天禾化学品(苏州)有限公司和镇江润港化工有限公司,主要专注于造纸施胶剂 AKD系列产品、造纸湿增强剂聚酰胺环氧氯丙烷湿强树脂(PAE)、造纸干强剂、助留剂、造纸涂布润滑剂和分散剂及其他相关造纸化学品等系列产品,尤其是根据客户实际需求,提供完整和专业的生产纸张企业终端应用方案,提供打包解决方案。
(2)上海东升新材料有限公司 上海东升新材料有限公司(简称“东升新材”)成立于2001年,是高新技术企业。公司研发中心位于上海市,并先后在山东、广东、安徽、河南、浙江等地设立了生产型基地。公司主要产品应用于造纸、印刷、日化、生物新材料等多个领域。
东升新材在我国造纸化学品领域的规模和实力均处行业领先地位,2016年各类产品总生产量超过100万吨,与80%的国内造纸行业前30强造纸企业和国际龙头企业进行了紧密的业务合作。东升新材目前拥有2个省级技术中心,1个博士后科研工作站,2个研究生联合实验室,已获国家授权发明专利250余项。东升新材已成功开发出无机涂布颜料及填料、湿部功能型添加剂、涂布功能型添加剂及其他功能型添加剂四大系列30余种产品,其中,涂布重质碳酸钙、涂布轻质碳酸钙、分散剂、润滑剂产品市场占有率位居行业前列。公司目前拥有以高速全自动实验室涂布机、印刷适性仪、光谱/色谱分析仪、高速全自动印刷机等为代表的造纸行业先进仪器,建立了制浆、湿部抄造、涂布、印刷等全产业链的造纸化学品应用评估体系,能够全方位地模拟纸机的抄造和涂布生产过程。
东升新材经过多年的发展,已与我国多家造纸龙头企业进行了深入的战略合作,同时积极开辟印刷、日化、生物新材料等新领域。公司已先后获得高新技术企业、国家知识产权优势企业、造纸化学品领军企业、中国中小企业创新一百强等荣誉。
(3)浙江传化华洋化工有限公司 浙江传化华洋化工有限公司(简称“传化华洋”)成立于1998年,系传化集团有限公司和沈阳化工研究院合资组建的精细化工企业。自成立以来,始终专注于造纸化学品和塑料化学品领域,现已形成稳定剂、增白剂、阻燃剂三大产品体系。公司依托强大的产品研发能力和技术服务能力,为客户提供纸张调色、施胶、烘缸涂层、增强等系统解决方案,目前拥有生活用纸化学品、施胶剂、增白剂、增强剂、染色剂、消泡剂等产品系列。公司生产的增白剂APC市场占有率全球领先,增白剂、染料产品系列群已经逐步建立,荧光增白剂亚洲第一。
作为国家级重点高新技术企业,传化华洋已获得多项产品专利,参与起草5个我国行业产品标准,开发了工艺独特、自动化程度高、技术领先的多条生产线。公司现有员工近500名,其中大专以上学历者占60%以上,建有独立的标准实验室9个,积极引进国内外先进的仪器分析设备70余台。以沈阳化工研究院、传化博士后科研工作站等科研机构为技术依托,拥有通过一级认证的研发实验室系统和完善的科研条件。
(4)杭州杭化哈利玛化工有限公司 杭州杭化哈利玛化工有限公司成立于1997年,系杭州市化工研究院与日本哈利玛集团公司投资组建,是一家专注于造纸用化学品的研发、生产制造及销售和技术服务的企业。公司总部设在浙江省杭州市,并已在广东、山东等地设有全资子公司,合计年生产销售造纸用化学品10万吨。
公司系国家高新技术企业,并设有浙江省高新技术企业技术开发中心和研发中心,具备技术力量雄厚的开发应用人才队伍及先进的科研仪器和制造装备。公司早期的主要技术来源是与股东之一的杭州市化工研究院密切合作。杭州市化工研究院是国内最早从事造纸化学品研发和生产的科研院所,主要生产松香施胶剂。2004年公司吸收合并了华科精细化工有限公司,使生产销售产品种类范围扩大至PAM干强剂、造纸湿强剂、柔软剂、剥离剂等多系列造纸用化学品。同时,还引进了日本哈利玛化成株式会社的全新聚丙烯酰胺增强剂技术。随后,公司技术逐步从引进吸收向自主开发迈进,成立了“杭州杭化哈利玛造纸化学品高新技术研发中心”。
目前,产品种类有造纸用干强剂和湿强剂、浆内(乳液松香)施胶剂和表面施胶剂、涂布用造纸助剂、造纸用生物酶制剂及其他特种造纸助剂五大系列30多个品种。具有较高的技术含量和优越的性价比,在造纸用化学品领域处于技术领先水平,产品覆盖全国多家大中型造纸企业。
(5)佛山市南海区骏能造纸材料厂 佛山市南海区骏能造纸材料厂是国内专业从事造纸精细化工产品生产销售的知名企业,多年来精心致力于造纸行业新型化学品的生产与研发,不断提高产品质量与技术。
公司引进了德国、美国、日本、中国台湾等国家和地区的高新技术,技术力量雄厚,与天津南开大学进行了全方位的技术合作,总部建有产品研发、检验和应用实验室;在广东、河北、浙江、福建、重庆、江西等地建立了生产基地;在广州市设有广州骏能化工有限公司,在上海市设有骏跃化工有限公司,在珠三角、长三角、华北和西南等设有技术应用服务和销售办事处。产品种类涵盖造纸化学品、特种纸用特殊化学品、纳米级水性色浆等。
三、造纸化学品行业发展预测
当前造纸行业有两个特点,一是收缩。目前造纸行业生产量增速放缓。除了包装纸和生活用纸增长较快外,其他大部分纸种呈现收缩态势。二是分化。大企业集中度提高,小企业淘汰出局加快。据中国造纸学会常务副理事长曹振雷介绍,近3年,国内造纸生产量及消费量稳定在1亿吨左右,造纸行业进入了深度调整时期。
在造纸行业的调整转型过程中,造纸化学品有着新的趋势:
(1)环保投入持续提高 进入2017年,随着环保政策和制度更加严格、系统、完善,会倒逼企业加大环保投入,比如,“水十条”“排污许可证”等新环保法规的出台也成为造纸行业的“紧箍咒”,这些举措对绿色环保的专用化学品构成了需求,包括水处理化学品、表面施胶剂、杀菌剂以及生物基化学品等。环保成本的增加迫使企业更多使用价格更低的原料,完成短纤维浆、化学商品浆对进口长纤维浆的替代。优质价低的化学浆成为国内企业未来发展的方向之一。
(2)在需求变局中,包装纸板正在成为造纸业转型升级的突破口业内人士预测,将有部分文化用纸厂转产包装纸,也意味着对相关化学品的需求增加。包装纸市场主要包括瓦楞原纸、白纸板、白卡纸等。亚洲的瓦楞原纸需求量为7200万吨,占全球消费总量的47%,而亚洲有超过1/2的消费需求在我国。过去十年间,亚洲的瓦楞原纸需求量增加了3100万吨,由于木浆资源匮乏,绝大部分增长量为再生等级,主要由进口及国内废纸生产。
据了解,造纸化学品的添加量虽然仅占纸张总量的1%~5%,但对纸张的生产和经济效益能起到决定性的作用,能使较差的纤维(如非木材纤维、二次纤维等)生产出与木材纤维接近或同样质量的高档优质纸。废纸用量增长也导致制浆漂白化学品和脱墨化学品的消费量上升。
(3)可持续促生新产品对造纸化学品行业的另一个驱动力就是可持续性。当前的可持续发展趋势包括增加所有级别产品的回收比、通过设计和强度改良使包装轻量化及用纸基材料取代塑料包装等,这些趋势需要开发非石油基的新化学物质以及能提高纸张再生能力的化学物质。同时,造纸业的可持续性也为造纸化学品行业的发展提供了保障。美国制浆造纸工业技术协会(TAPPI)表示,造纸行业的碳足迹普遍较低,可以为其他行业提供重要的碳信用,特别是碳排放限额交易立法具体化并即将实施。从历史上看,虽然造纸及造纸化学品一直承受着环保压力,但最近几年这一压力已经有所减弱。自20世纪90年代末以来,采用二氧化氯漂白,减少了含元素氯漂白剂对环境的污染。而人类社会对生存环境的日益重视,绿色环保、生物基的新材料产品将会是行业发展的一大机遇。
四、造纸化学品行业前沿研究方向
1.溶液型阳离子淀粉
淀粉是高等植物主要的贮存性多糖,由链淀粉和支淀粉两种大分子葡聚糖组成。目前造纸使用的阳离子淀粉的制备方法均是通过带正电的醚化剂对不带电性的原淀粉进行醚化使原淀粉带上正电性,从而转化成阳离子淀粉,其制备技术大致可以分为3类:湿法制备阳离子淀粉、半干湿法制备阳离子淀粉和干法制备阳离子淀粉。但是制备的淀粉溶解于水后会出现沉淀,使用时仍然需要糊化后使用。目前市场出现一种溶液型阳离子淀粉,既能以任何比例溶于水,又能保证淀粉溶解后放置一段时间不发生沉淀,淀粉溶液外观澄清,而且具有良好的纸张的增强效果和助留效果。更为重要的是这种溶液型阳离子淀粉可以省去传统阳离子淀粉在使用前需熬制糊化的过程,直接稀释在线添加,可以有效简化工艺流程,降低能耗,改善车间环境、降低综合使用成本。
2.低氯湿强剂
传统的湿强剂多为聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE),由二乙烯三胺与己二酸反应制得中间体,再与环氧氯丙烷反应得到。它已成为继三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂之后又一性能优良的湿强剂品种。当今,PAE树脂广泛应用于各种类型的湿强纸,包括纸巾、餐巾纸等生活用纸,液体和食品用包装纸,瓦楞原纸和纸袋纸等。且具有经济高效,适用pH值范围大,无毒环保兼有助留助滤的效果等优点,在湿强剂中占有重要地位。但是不可避免地也有一些缺点,如固含量低、有机氯含量高、使纸张变硬、PAE增强剂对纸张湿强度提高不够,导致某些对柔软性和安全性有较高要求的纸张,使用传统的PAE不能满足要求。为了克服以上缺点,低氯湿强剂应运而生。
3.低气味表面施胶剂
包装纸的发展趋势表现在:从高定量向低定量方向发展,采用废纸代替木浆,但成纸的强度差,吸水值高。由于内部施胶可变因素较多,所导致的纸张质量不稳定、档次很难提高的问题,使得生产厂家少用或放弃内部施胶,采用表面施胶进行弥补的工艺成为流行趋势。
针对新型表面施胶的施胶剂要求:提高环压强度;大幅降低Cobb值(吸水值);熟化速度快,要求下机即熟化,抗返潮;气味低,能够满足食品包装相关要求。随着食品包装纸的需求增长以及消费者对食品安全的日益关注,对纸张的气味也越来越敏感,因此安全无毒无害、低气味的表面施胶剂的开发的应用显得尤其重要。
4.超细涂布轻质碳酸钙
近年来,纸张涂布速度取得了惊人的进步,特别是机外涂布,其运行速度已达1700米/分,甚至超过2000米/分。在这样高速涂布条件下,会出现很多涂布质量和运行问题,特别是对涂布纸强度和光泽度要求较高,超细轻质碳酸钙应用于纸张涂布,其纸张平滑度、纸张表面强度、光泽度等性能都有显著增强,能够代替价格昂贵的进口高岭土及煅烧高岭土,由超细轻钙制成的涂料黏度低,用于纸张涂布可提高纸的质量,降低生产成本。
5.丙烯酸胶乳
胶乳在涂布纸张的涂料制备中是必不可少且功能巨大的一种化学品,造纸行业合成胶乳用量巨大,其主要应用领域是涂布纸张的涂料配方,是涂料配方中必不可少且所占比例较高的主要原料之一,用以显著增加成纸的强度,改善印刷适应性。目前市场上根据原料组成不同主要有丁苯胶乳、苯丙胶乳和丙烯酸胶乳类型。丙烯酸胶乳是其中应用最广、发展潜力最大的一种胶乳。它是由丙烯酸脂单体和苯乙烯等共聚而成的阴离子型乳液树脂,它与传统的丁苯胶乳、聚醋酸乙烯乳液相比,具有结构稳定,耐老化、耐水解、保光、保色性好,对颜料承载力高等优点。
6.替代AKD施胶剂的新型表面施胶剂
近期,随着国家对安全、环保监督力度的不断加强,使得部分造纸化学品关键原料的市场供应遇到了问题。例如,多种纸种生产过程中所需用到的AKD系列产品,由于AKD蜡生产企业的大规模整改、关停,使得纸厂不得不考虑选择用非 AKD类型表面施胶替代 AKD浆内施胶,这就给其他类型的能适应各个纸种、不同施胶环境的新型表面施胶剂带来了新的发展机遇。
7.纸浆纤维增强剂随着国家环保部门对废纸进口管控的进一步加强和我国造纸原料长期依赖进口这一供需矛盾的不断加大,我国造纸工业必将面对除木浆以外尝试更多其他制浆资源的局面。因此,能够提高纸浆强度的纸张纤维增强剂也将是制浆化学品下一步的发展趋势,是造纸化学品企业未来发展的一大机遇。
五、结语
业内专家指出,未来5年,全球造纸工业最大的增长市场仍在我国,预计化学商品浆需求累积增长400万吨,占全球的80%。分析人士认为,高档纸、特种纸等产品以及海外市场都形成了新的需求,也将带动造纸化学品的结构调整。应用于高档纸、特种纸的造纸化学品无论在技术、质量还是数量上都仍有发展空间。
行业集中度、环保成本上升都成为我国造纸行业发展的瓶颈问题,同时,高端领域产品还大量依赖进口。来自外界的挑战将成为造纸行业发展废纸、废水等循环利用,提高产业集中度的良好契机。这或许将带动造纸化学品结构调整步伐的加快。
同时,我们也注意到,国内外造纸龙头企业已经呈现出链接传统造纸产业与生物质产业相融合的转型理念,这种趋势在芬兰造纸工业表现尤为突出,对纳米纤维素、生物燃料、生物质化学品的研究开展的如火如荼。生物基、生物降解、可再生、可循环是这些材料的共同特性。例如UPM公司已经研发出生物燃料并已形成产业化应用、斯道拉恩索公司的木制品业务发展迅速、山东太阳纸业股份有限公司溶解浆业务发展势头良好,都是传统造纸企业往生物质材料转型的例证。此外,全行业对造纸三大素的研究也不断加强。可以预见,在不久的将来,传统造纸的生物质化将日趋显著,这对造纸化学品企业也提出了更新的科研命题,但也迎来了更广阔的发展空间。生物质材料将成为全球造纸和造纸化学品行业又一大科研热点和产业发展风口。
(上海东升新材料有限公司)
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