木質(zhì)纖維柔性地板的生產(chǎn)工藝

何洪城， 鄧臘云

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004)

木質(zhì)纖維柔性地板的生產(chǎn)工藝

何洪城， 鄧臘云

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004)

主要闡述了木質(zhì)纖維柔性地板的性能及技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)工藝、市場前景與經(jīng)濟(jì)效益、項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢。該產(chǎn)品可廣泛用于辦公場所、公共場所及家庭住宅的地面鋪裝。生產(chǎn)過程低碳節(jié)能、對環(huán)境無污染；使用過程中無甲醛、苯等有害物質(zhì)釋放。其市場前景十分廣闊，并具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是一種資源節(jié)約、環(huán)境友好、低碳節(jié)能的新型材料。

木質(zhì)纖維； 性能； 工藝； 地板

隨著低碳經(jīng)濟(jì)和綠色節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綠色環(huán)保型復(fù)合材料已成為新材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。木質(zhì)纖維柔性地板是一種新型的環(huán)保綠色材料，可廣泛用于辦公場所、公共場所及家庭住宅的地面鋪裝。該材料的生產(chǎn)采用國際先進(jìn)的卷材生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品具有裝飾效果好、無甲醛釋放、經(jīng)濟(jì)耐用等特點(diǎn)，符合我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳綠色經(jīng)濟(jì)的趨勢。

1 木質(zhì)纖維柔性地板的性能及技術(shù)參數(shù)

1.1性能特點(diǎn)

木質(zhì)纖維柔性地板是一種由天然植物纖維、原生態(tài)樹脂、石灰石粉、柔性劑等原料經(jīng)特殊的成型工藝生產(chǎn)而成的一種同質(zhì)透心結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，產(chǎn)品有以下方面的優(yōu)點(diǎn): ①國際流行的同心透質(zhì)結(jié)構(gòu)，其花紋和色彩由表及里縱貫如一，表面花紋不會因地板長時(shí)間磨損或受到利器損壞而改變，有利于產(chǎn)品的可修復(fù)性。②突出的耐磨性，耐磨轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)300000轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)的地面材料中較為耐磨的強(qiáng)化木地板耐磨轉(zhuǎn)數(shù)僅有13000轉(zhuǎn)，好的強(qiáng)化地板也僅有20000轉(zhuǎn)[1]。③質(zhì)量輕，彈性好。該地板厚度為2～3mm，1m2重量約3kg，不足普通地面材料的10‰。在高層建筑中對于樓體承重和空間節(jié)約，有著無可比擬的優(yōu)勢。同時(shí)在舊樓改造中有著特殊的優(yōu)勢。在重物的沖擊下有著良好的彈性恢復(fù)，因此能大大減少人員的滑倒摔傷，同時(shí)對于重物沖擊破壞也有很強(qiáng)的彈性恢復(fù)，不會造成損壞。④綠色環(huán)保。該產(chǎn)品不含脲醛、酚醛等醛類樹脂，無甲醛釋放，產(chǎn)品可回收再循環(huán)利用，生產(chǎn)過程無廢水廢氣排放。⑤防水、防滑、抗菌、阻燃。該地板對纖維進(jìn)行了特殊表面處理，因而具有良好防水、抗菌性能。阻燃性能達(dá)到B1級。⑥防靜電。由于天然纖維及石灰石的自然特性，使該地板能永久防靜電。⑦靜音降噪。由于材料中含有大量木質(zhì)纖維成分，具有良好吸音性能。⑧美觀。自然的花紋、豐富的色彩使其別具一格。不僅可應(yīng)用于地面而且可以應(yīng)用于墻面和家具面板，具有極強(qiáng)裝飾效果。且使用的天然礦石顏料將在整個生命周期中保持不變的色澤，永不褪色。

1.2主要原輔料

木質(zhì)纖維柔性地板的主要原料有天然植物纖維、原生態(tài)樹脂、石灰石粉。天然植物纖維來源廣泛，可采用各種小徑木材及其枝椏材，并可利用竹、木加工的剩余物和回收利用的廢舊木材為原料，加工成纖維狀的木粉。原生態(tài)樹脂選用環(huán)保型無甲醛釋放的熱塑性樹脂。石灰石粉作為一種填充料，可提高產(chǎn)品的阻燃和耐磨性。

1.3規(guī)格與質(zhì)量要求

木質(zhì)纖維柔性地板是一種大幅面的柔性卷材，一般規(guī)格為1830mm×2～3mm×20000mm。外觀質(zhì)量要求無裂紋、斷裂、分層，色差不明顯，厚度均勻。由于目前國內(nèi)還沒有該類產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品檢測可借用聚氯乙烯卷材地板的標(biāo)準(zhǔn)GB/T11982.1-2005。

2 木質(zhì)纖維柔性地板的生產(chǎn)工藝

2.1工藝流程

天然植物纖維的含量占產(chǎn)品質(zhì)量的40%以上，是產(chǎn)品的主要原料成分，其生產(chǎn)過程主要是通過物理加工方法，制作成含水率8%～12%，灰分低于3%，80-120目的纖維粉。木纖維與樹脂顆粒、石灰石粉經(jīng)高速均勻攪拌后，通過高溫雙螺桿擠出，再進(jìn)行開練、壓延成型，在背面覆以麻編織增強(qiáng)網(wǎng)。主要工藝流程如圖1所示。

圖1 木質(zhì)纖維柔性地板生產(chǎn)工藝流程Fig.1 The processing techniques of flexible wooden fiber flooring

2.2生產(chǎn)設(shè)備

全套生產(chǎn)線可分為三大生產(chǎn)系統(tǒng)： 木質(zhì)纖維處理及磨粉系統(tǒng)、配料混料系統(tǒng)、開練成型系統(tǒng)。主要生產(chǎn)設(shè)備有鼓式削片機(jī)、破碎機(jī)、熱風(fēng)爐、管道干燥器、磨粉機(jī)、混料機(jī)、螺桿擠出機(jī)、壓延機(jī)、三輥壓光機(jī)、覆麻布機(jī)、牽引機(jī)、精密剪板機(jī)、雙工位收卷機(jī)等。配套設(shè)備有除塵、輸送、料倉、電控等設(shè)備。

2.3生產(chǎn)工藝

2.3.1 木纖維粉制造 木纖維粉的原料多采用小徑枝椏的楊木、松木，要求原料無霉變、無雜質(zhì)，直徑在2cm以上。對同一批次的原料含水率最好是含水率均勻，有利于后續(xù)干燥時(shí)間的控制。對于不同含水率的原料，通過控制氣力輸送的風(fēng)量來控制在管道中的干燥時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)最終含水率的控制。對于枝椏材、竹材、秸稈類的原料，一般采用強(qiáng)制進(jìn)料的鼓式削片機(jī)[2]。木材經(jīng)剝皮、去雜后，削成尺寸大約2cm大小的木片，木片再經(jīng)破碎機(jī)進(jìn)行粗粉碎，粗粉碎的木皮經(jīng)過熱風(fēng)管道干燥達(dá)到要求的8%～12%含水率，然后再用磨粉機(jī)加工成80～120目的木纖維粉。

2.3.2 天然纖維表面改性處理 木纖維粉在與熱塑性樹脂混合前，要對木質(zhì)纖維粉進(jìn)行界面處理，以提高木纖維粉與熱塑性樹脂的結(jié)合性能。由于極性的纖維素纖維從本質(zhì)上來說很難和C—H聚合物具有相容性，增強(qiáng)用纖維與基體聚合物兩種材料不相容時(shí)，就很難形成增強(qiáng)復(fù)合材料。因此，必須對研磨后的木質(zhì)纖維進(jìn)行接技共聚改性處理，以改善纖維界面與樹脂的浸潤性，充分利用纖維的優(yōu)良性能。同時(shí)通過界面偶合方法，改變界面粘合性，反應(yīng)后纖維表面的羥基減少，從而纖維的吸水性減小，有利于纖維與基體樹脂聚合物鍵合的穩(wěn)定[3]。

2.3.3 配料混合 經(jīng)預(yù)處理后的木纖維粉與樹脂顆粒、石灰石、助劑在高速混料機(jī)中進(jìn)行均勻的混合。樹脂顆粒的均勻混合對產(chǎn)品的質(zhì)量有重要影響，如果樹脂顆粒分布不均勻，在擠出過程中會出現(xiàn)木粉噴出現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品成型缺陷。

2.3.4 螺桿擠出 擠出成型是該產(chǎn)品生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，生產(chǎn)中采用雙螺桿擠出設(shè)備。機(jī)頭溫度、機(jī)筒溫度和螺桿轉(zhuǎn)速是控制成型的重要的技術(shù)參數(shù)。機(jī)頭的溫度影響物料的定型，機(jī)筒溫度對物料的塑化有重要影響。機(jī)筒溫度較高時(shí)，有利于增加物料的流動性，但過高的溫度會降低粘度，導(dǎo)致擠出壓力低而不夠密實(shí)，并會使木纖維分解燒焦，從而影響產(chǎn)品的強(qiáng)度和外觀[4]。溫度過低會使物料塑化不充分，也會影響產(chǎn)品的性能。機(jī)頭溫度與螺桿的轉(zhuǎn)速相匹配對控制產(chǎn)品的質(zhì)量也非常重要。生產(chǎn)中一般對機(jī)頭溫度采取分段控制，逐步降低的工藝。

2.3.5 壓延與覆麻背襯 混合料經(jīng)擠出后，再經(jīng)過輥筒壓延機(jī)輥壓成厚度均勻、大幅面的片材，然后再經(jīng)覆布機(jī)將網(wǎng)格編織麻織物貼在片材的背面，作為產(chǎn)品的背襯，以提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性能。

2.3.6 后處理 后處理包括在冷卻架上進(jìn)行冷卻、裁邊、收卷等工序。由于加工過程中溫度較高，需要進(jìn)行合理的冷卻再進(jìn)行裁邊和收卷，這樣有利于物料的成型和尺寸的穩(wěn)定。

3 木質(zhì)纖維柔性地板的開發(fā)前景

3.1市場前景

木質(zhì)纖維柔性地板是一種新型的綠色環(huán)保材料，纖維原料采用來源廣泛、可再生的天然植物纖維，不需要添加人造板常用的脲醛、酚醛等醛類膠粘劑，無甲醛、苯等有害氣體釋放，生產(chǎn)過程低碳節(jié)能、無污水排放，產(chǎn)品可回收利用。木質(zhì)纖維柔性地板擁有良好的耐磨、抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性，鋪裝效果美觀大方，適合于公共場所、商場、醫(yī)院、學(xué)校、家庭的地面鋪裝。與傳統(tǒng)的采用纖維板基材的強(qiáng)化地板相比，具有防水防潮、無甲醛釋放、施工簡單、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。建筑裝飾材料正以低碳節(jié)能、綠色環(huán)保、資源節(jié)約、綜合利用為主要發(fā)展方向，木質(zhì)纖維柔性地板將迎來廣闊的市場前景。

3.2經(jīng)濟(jì)效益

一條年產(chǎn)100萬m2的木質(zhì)纖維柔性地板設(shè)備投資600萬元，廠房及基礎(chǔ)建設(shè)投資300萬元，流動資金需1000萬元，其他費(fèi)用100萬元，共計(jì)投資2000萬元。年產(chǎn)值可達(dá)10000萬元，利稅4000萬元。目前國外同類產(chǎn)品市場售價(jià)在100～180元/m2之間，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

3.3產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢

(1) 原料來源豐富、價(jià)格低廉。該產(chǎn)品使用的主要是大量的速生小徑竹木材及加工剩余物、石灰石及價(jià)格低廉的原生態(tài)樹脂，從而保證了其產(chǎn)品的市場競爭力。

(2) 產(chǎn)品科技含量高、工藝簡單，可替代目前高污染高能耗纖維板材料。

(3) 生產(chǎn)環(huán)保、產(chǎn)品綠色。整個生產(chǎn)過程無廢氣廢水排放，容易通過環(huán)境論證。產(chǎn)品在使用過程中無有害氣體釋放，且可回收再循環(huán)利用，符合國家產(chǎn)業(yè)政策支持領(lǐng)域，有利于低碳環(huán)保、資源節(jié)約。

(4) 投資小、見效快，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益顯著。

[1] 王靜，蔣勤逸．聚氯乙烯塑料地板[J]．化學(xué)建材，2006，22(5)：22-23．

[2] 傅萬四．竹質(zhì)OSB削片技術(shù)及工藝學(xué)研究 [D]．哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2007．

[3] 何洪城，陳超. 生物可降解天然纖維復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 湖南林業(yè)科技, 2011, 38(4)：57-60.

[4]張明珠．木質(zhì)纖維填充熱塑性塑料復(fù)合材料與擠出成型的研究[D]．北京：北京化工大學(xué)，2001．

(文字編校：張 珉)

Productiontechnologyofflexiblewoodenfiberflooring

HE Hongcheng, DENG Layun

(Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The features, technological parameters, processing techniques, market prospects, economic effects and industrial advantages of the flexible wooden fiber flooring were illustrated. This product could be widely used in office, public and residential flooring materials. It has features of low carbon, energy saving and no pollution release in the procedure of processing, also it has no emission of formaldehyde and benzene in the environment. This product would has wide markets and considerable economic effects, and it’s a new material integrated with resource conservation, environmental protection and energy saving.

wooden fiber; feature; technology; flooring

2012-06-15

2012-12-29

國家林業(yè)局948項(xiàng)目 (2011-4-11)。

何洪城(1957-)，男，湖南省長沙市人，研究員，高級經(jīng)濟(jì)師，主要從事林業(yè)生物質(zhì)材料、林產(chǎn)化學(xué)、林業(yè)經(jīng)濟(jì)等方面的研究。

TB 332

A

1003-5710(2013)01-0076-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 01. 021