表层耐磨纸的生产技术及市场需求.doc

表层耐磨纸的生产技术及市场需求中华纸业2002年8月 宋德龙1产品介绍1.1强强化木地板随着家居装饰市场的发展和人们生活水平的提高，地面装饰材料正向多样化发展。木地板以其美观、耐磨、实用、易清洗等特点迅速占领了铺地材料市场的半壁江山。木地板包括实木地板和强化木地板。两者因基材不同，而结构大不相同。本文着重介绍与耐磨纸有关的强化木地板,其结构如图1。 图1强强化木地板的结构 1-耐磨层 2-装饰层 3-基材层 4-平衡层强化木地板又称浸渍纸层压木质地板，由四层复合而成，从上至下依次为：耐磨层、装饰层、基材层和平衡层。耐磨层是一层经树脂浸渍的耐磨纸，坚硬耐磨且透明度好。耐磨纸定量一般为45g/m2。装饰层是一层经树脂浸渍的装饰纸。装饰纸表面可印刷各种原木纹理，可满足用户不同的喜好，其定量一般为70g/m2。基材主要有高密度纤维板（HDF），中密度纤维板（MDF）或优质的特殊刨花板三类。平衡层是一层定量很大的纸，可保持地板平衡，受潮不变形，且更加耐用。平衡纸定量一般为90g/m2。强化木地板生产的常规流程：强化木地板的质量标准有很多指标，如吸水膨胀率、抗冲击性、甲醛释放量、表面耐磨性等，其中表面耐磨性尤为重要。1.2表层耐磨纸表层耐磨纸即为强化木地板的外表层，通常是耐磨原纸经三聚氰胺树脂浸渍而成。强化木地板的耐磨性能主要取决于表层耐磨纸。而表层耐磨纸之所以具有耐磨性能，主要是由于在纸表面或纸中附有耐磨材料Al2O3。Al2O3俗称刚玉，是硬度居第4位的物质，其颗粒经三聚氰胺树脂浸渍后会变透明。Al2O3的含量和耐磨层厚度决定了耐磨的转数。每平方米含Al2O330g左右的耐磨层转数约为4000转，含量为38g的约为5000转，含量为44g的应在9000转左右。含量和厚度越大，转数越高，也就越耐磨。目前表层耐磨纸没有统一的产品标准，国外生产企业仅制定自己的企业标准。由于耐磨纸的耐磨性能只有被复合成木地板时才能检测，故一般不单独检测耐磨纸的耐磨性能。耐磨纸的其他重要物理指标有定量、紧度、白度、裂断长、湿强度、纵向吸水高度和灰分。其中纸张的吸水高度决定着耐磨纸的浸胶性能和吸胶量。一定的湿强度则保证纸张在浸胶时不断头并具有一定的尺寸稳定性。纸张灰分主要是指耐磨纸中Al2O3的含量，一般情况下灰分越大，耐磨性能越好（复合成木地板后耐磨转数越大）。国外某进口纸物理指标如下：定量 44.7g/m2紧度 0.39g/cm3白度 79.6%不透明度 59.4%裂断长 横:2.69km,纵：5.07km湿强度 纵：2.15km纵向吸水高度 42mm/10min透气度 21.7s/400cc灰 分 29.5%耐磨转数 5238转2、耐磨纸生产工艺目前耐磨层制造工艺分两类：普通耐磨工艺和液体耐磨工艺。其中普通耐磨工艺是广泛应用的成熟技术，而液体耐磨是近期刚开发的新工艺。2.1普通耐磨工艺普通耐磨工艺是指原纸表面或内部已附有Al2O3，将原纸在三聚氰胺树脂中浸渍后即制成耐磨层。因Al2O3存在的部位不同，耐磨原纸可分两类：Al2O3在纸面；Al2O3在纸内。2.1.1 Al2O3在原纸表面Al2O3颗粒均匀地分布在耐磨原纸的单面（上表面），这类产品主要是通过涂布或其他表面处理方式来实现。涂布方式主要是以Al2O3为基准颜料，配制适当的涂料悬浮液，对原纸进行单面涂布。由于Al2O3颗粒密度较大，易沉积，涂料中还须加入适量的悬浮剂，以形成稳定的悬浮液。涂布量、胶粘剂种类和Al2O3粒径均对耐磨纸的耐磨性能有影响。Al2O3粒径的大小对耐磨纸的耐磨性能起决定性作用，一般来讲粒径越大，耐磨性能越好。但随着Al2O3粒径的增加，颗粒在纸上的粘接性能下降，所需胶粘剂用量就增加。胶粘剂的增加会影响耐磨纸的吸水性能，从而影响纸张的浸胶性能。据有关资料介绍，配制涂料时Al2O3的粒径在3040m时一般可获得较好的耐磨性能。美国Mead公司生产的耐磨纸即为单面具有Al2O3的耐磨纸。2.1.2 Al2O3在纸内2000年法国摩迪公司（PDM）成功开发出全新概念的强化表层耐磨纸。该纸具有独特的多层结构（见图2）：纤维表层、三氧化二铝层和纤维主层。其中纤维表层为一层很薄的纸（定量约510g/m2）。纸张的大部分重量集中在纤维主层。两纤维层之间为Al2O3层，Al2O3的含量一般为10%40%。图2 摩迪公司耐磨纸结构图这种多层结构的耐磨纸具有很多优点：在浸渍过程中不会丧失Al2O3生产车间里无粉尘由于Al2O3在原纸夹层，在后续处理时可防止对其他设备的损伤，如浸渍压辊、热压板等可实现Al2O3在耐磨层的均匀分布摩迪公司采用斜网工艺（见图3）生产耐磨纸，纸页的透明度很高。图3摩迪公司耐磨纸生产线示意图2.2液体耐磨Al2O3在浸渍耐磨纸表面耐磨原纸本身不含Al2O3，Al2O3预先均匀地分布在浸渍树脂中，然后被施涂到原纸表面（单面）。这种耐磨的形成方式被称为“液体耐磨”，以区别于普通耐磨工艺。“液体耐磨”是一种新开发的制造工艺，该工艺目前还未在实际生产中广泛应用。与普通耐磨工艺相比，“液体耐磨”可实现Al2O3的均匀分布；由于颗粒与树脂胶之间可实现充分的润湿，所以浸渍后具有清晰度高、色泽均匀一致等优点。但“液体耐磨”工艺对胶粘剂（三聚氰胺树脂）的质量要求很高，该胶粘剂粘度不能太高，能保证Al2O3均匀的分散，并且不易沉降。太尔（Dynea）化工公司已成功开发出了这种低粘度的三聚氰胺树脂。液体耐磨工艺：如图4所示原纸 高架辊 树脂槽 定量辊 悬浮式烘箱 凹凸辊 悬浮式烘箱 冷却辊 切割刀图4液体耐磨工艺示意图3市场现状及发展预测由于表层耐磨纸被复合在强化木地板中，所以强化木地板的市场需求量也就是耐磨纸的需求量。目前国内生产强化木地板的企业有100多家，年生产能力在6000万m2以上。据业内人士分析，强化木地板的国内市场需求量年递增约30%（具体需求如表1所示）。年 份强化木地板市场需求量亿m2耐磨纸需求量 t（按45g/m2计）20002001200220050.50.711.722503140450076504研发及生产据市场调查，1998年仅美国的Mead公司生产表层耐磨纸，当时售价为4万5万元（人民币）。随着欧洲生产商的介入，目前该纸的售价已明显下降，估计为3万4万元。据木地板厂介绍，目前大批量供应耐磨纸的生产商全球仅3家：美国Mead公司、德国苏豪公司和法国摩迪公司（PDM）。其中Mead公司的耐磨纸占据了中国市场三分之二的份额。强化木地板表层耐磨纸是高附加值的产品，市场潜力大。国内产品质量与进口产品差距较大，不能满足生产高档强化木地板的要求。耐磨纸的开发难度较大，主要表现在：（1）必须保证Al2O3均匀地分布在纸的单面，而纸另一面不能有Al2O3颗粒，否则会在热压时损伤压板（高光泽的不锈钢压板成本很高）。国内生产的耐磨纸在很大程度上受这一瓶颈因素的制约，即后加工性能差。（2）在树脂浸渍时，Al2O3颗粒必须与树脂达到理想的润湿效果，否则会降低耐磨层的透明度，影响装饰层的清晰度。（3）耐磨纸的耐磨性能必须被复合成木地板时才能检测，即无法单独检测耐磨纸的耐磨性能。如能很好地解决上述问题，开发高性能的耐磨纸还是可行的。参考文献12001年北京新型地面装饰材料技术交流会资料.2周小凡，王慧丽等.高性能耐磨纸的研究.林产化学与工业, 2001，(3): 253雷隆和.人造板表面装饰.中国林业出版社,19894卢煊.轻工标准化知识.北京大学出版社,1989