发明专家张玺钧运用预应力原理，用非木纤维商品浆和天然或化纤纱线为原料，制造成了“预应力经纬线纸”，破解了造纸砍树严重影响生态环境这一世界性造纸难题，被誉为继蔡伦后我国造纸技术的二次发明人，该技术作为国内外首创，被业内认定具有国际领先水平。
　　
　　去年9月27日，郑州新型材料包装研究所发明预应力原理造纸新技术及产业化新模式新闻发布会在北京召开。一项革命性的造纸新技术的诞生，预示世界造纸业可持续发展实现了重大突破。
　　
　　造纸技术是我国古代四大发明之一，当年蔡伦用树皮、渔网、破布、麻头等作原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，时称“蔡侯纸”。1900年后，我国发明专家张玺钧运用预应力原理，用非木纤维商品浆和天然或化纤纱线为原料，制造成了“预应力经纬线纸”，破解了造纸砍树严重影响生态环境这一世界性造纸难题，被誉为我国造纸技术的二次发明人，该技术作为国内外首创，被业内认定具有国际领先水平。
　　
　　造纸业可持续发展的重大突破
　　
　　当年蔡伦发明出用于书写的植物性纤维纸，原料是随处可得的农作物秸秆等草浆，但是，因秸秆纤维短强度差，其纸品难以适应后来的社会需求。木浆纤维长于草浆、韧性也好，近代木浆造纸得以风行世界，但也造成全球大肆砍树和造纸废水污染等恶果。针对造纸业存在的生态环保问题，人们多在产业链末端下功夫。如倡导消费者节约用纸、建设造纸污水处理厂等，但显然效果有限。当代人能否回归蔡伦造纸的环保方法，既能满足现代社会对于纸品质量的需求，又能促进造纸业的可持续发展？
　　
　　郑州新型包装材料研究所所长张玺钧认识到，蔡伦用废弃物造纸的办法之所以被今人放弃，是因为其纸张存在易破损的“硬伤”，因此只有首先解决强度问题才能解决原料问题。有一天，张玺钧看着窗外的高楼大厦，想到了建筑业。建筑物之所以坚固，是因为内衬钢筋再填充水泥；同理，造纸时是不是也可以加入“钢筋”？他马上尝试在纸张中内衬编成经纬线的细棉线，这样一来，纸张强度虽有增加，但仍显不足。
　　
　　如何改进？家乡的拱桥和铁箍木桶又给了他新的启发。弯曲的桥面和桶板相当于事先加了“预应力”，因此强度大增；如果事先拉伸细棉线，然后填充纸浆，等到纸浆凝固后，棉线自然收缩，便将“预应力”储存在纸张里。试验结果表明，新型纸张的强度大增，相当于普通纸张的4倍，难以撕破；同时也使纸的厚度仅为原来的1/4，节约了3/4的原材料，等于让企业减少了3/4的原材料成本。这种纸张轻便结实，可成为约占我国用纸市场40%的包装纸、装饰纸市场的潜在替代品。
　　
　　利用预应力原理造纸，纸张强度主要依靠“钢筋”，而非传统造纸单纯依靠纸浆纤维强度，因此使用任何一种纸浆作为原料，也不会影响其质量。于是，破布、麻头、秸秆等任何一种废料都可用来造纸，并且重复利用的次数越多，纸张内含的纤维量越大强度就越好。此举不仅解决了传统废纸造纸不能多次重复利用的难题，也让企业又一次大幅降低原料成本。
　　
　　预应力造纸体现了循环经济
　　
　　利用预应力原理造纸，不仅是一种技术创新，也体现了循环经济要求。它将令人头痛的农作物秸秆及其他废料变为原材料，不用再砍树，污染也大为减少，使传统造纸业焕发了青春。
　　
　　张玺钧说，利用预应力原理造纸的实践说明，用节能环保技术改造传统产业，需要统筹考虑环境、经济、社会三大效益，思路要打开，否则走不远。企业家们应该看到，目前人类社会面临的生存和发展危机本质上是一种资源危机。因此用尽可能少的资源，生产尽可能多的使用价值，是企业乃至整个社会的生存之道。
　为应对全球气候变暖，预应力原理造纸专利技术开创了不依赖砍树造纸的发展道路。众所周知，二氧化碳是引起全球变暖的主要因素，随着全球经济的发展，即使实现低碳经济，温室气体的排放量也只是相对减少，而绝对值是增加的。只有森林的光合作用把引起全球变暖的二氧化碳变为对人类有益的氧气，才是应对气候变化不可替代的战略措施。随着全球造纸业的快速发展，导致森林面积逐年减少，直接造成森林吸收二氧化碳和放出氧气、吸收热量的严重失衡。上述新闻发布会呼吁尽快治理这种因砍树造纸而对全球生态和人类生存的威胁，消除这种恶性循环已是迫在眉睫，刻不容缓。鉴于此，郑州新型包装材料研究所提出运用预应力原理造纸，构建造纸不以砍树为主要手段的发展道路，是有利于人类进步与社会文明的有效途径，堪称世界造纸技术革命性的里程碑。
　　
　　传统造纸技术的一次革命
　　
　　“预应力原理造纸”专利技术的成功研发和顺利实施，不仅使纸品在降耗、增效和节能、减排等方面取得了多项重大突破，还开创和奠定了不单纯依赖砍伐树木实现科学造纸的发展道路。
　　
　　预应力原理造纸的最显著特点是：可控提高纸张强度，大量节约原辅材料，明显降低综合成本，合理实现循环经济，科学代木提升总量，对传统造纸而言堪称造纸技术革命的里程碑。
　　
　　郑州新型包装材料研究所研发的预应力原理造纸发明专利，高效利用非木商品浆和天然或化纤纱线为原料，组织实施的《预应力经纬线牛皮纸》技术项目于2011年10月14日通过了河南省科技厅组织的科技成果鉴定，专家一致认为：“该项目选题正确、技术先进，工艺成熟，节能减排效果显著，有良好的经济、社会、生态与环境效益，推广应用前景广阔；该项目已获国家发明专利，属国内、外首创，居国际领先水平。”预应力原理成功科学地应用于造纸国内外独此一家，从真正意义上实现了国家《造纸产业发展政策》中提出的“减量化、再利用、资源化”。
　　
　　“预应力原理造纸”专利技术通过合理调整经纬线材质和工艺参数，可方便选用纸浆种类，任意调节纸浆强度，自由改变纸张性能和用途。运用该技术，利用其拥有的原材料来源庞大和广泛的独特优势，生产的纸品使用后所产生的废纸，由于含有线纤维，其废纸浆的品质和强度随回收利用次数的增多而会逐次提高。预应力原理科学成功地运用于造纸，其降耗、节能、增效、减排的效果极为显著。与目前国内外沿用传统造纸技术比较，每万元产值节约资源42%以上，税利提高10倍以上，工业增加值提高78%。
　　
　　预应力经纬线纸经检测，各项指标均优于国家标准，且主要物理性能指标更是超过国标的4倍以上。这种纸品可广泛应用于各类包装袋和包装材料，多种建筑、装饰材料，还可用于保温、文化、卫生、生活、书画材料等领域。因此，无论是从国家造纸产业的发展政策，国内外造纸业的发展方向及应对气候变化，还是从造纸资源的紧缺及其结构的调整和国内外纸品市场及消费空间来看，都为《预应力经纬线纸系列纸品》制造技术及其纸品的推广应用提供了极为广阔的发展前景。