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  • 廣東與廣西地區人造板工業技術創新的構想(一)

  • 評論:0  瀏覽:2501  發布時間:2006/10/19
  •      從2005年全球人造板工業發展的趨勢看,形勢不容樂觀,歐洲和北美地區人造板工業面臨需求不旺、原料短缺、木材漲價、產品降價之困境,刨花板工業重組勢在必行。我國人造板工業同樣處于困境,人造板工業是資源高度依賴型產業,處于資源驅動階段,主要表現在大量利用森林資源,以生產低附加值的資源密集型林產品為主,只有遵循可持續發展的原則,重視原料基地的建設和環境認證、資源可持續發展認證,方能處于不斷良性發展狀態。從發展趨勢看,人造板產品專業化程度不斷提高,新技術發展引起市場份額重新分配,產業結構快速調整,人員素質的提高和產業集群度的增加,研發能力不斷提升,規模化經營將成為主流。
    當前,廣東與廣西地區人造板工業產業集群正悄然形成,但是技術集群遠沒有形成,應跳出傳統的加工模式,以高科技為先導,走增值加工之路,針對我國人造板工業的現狀,瞄準國際科技最前沿,走一條全新之路。我國人造板工業根本出路就在于科技創新,應以產品創新為龍頭,以工藝創新為依托,以制造和應用創新為保證。目前,廣東與廣西地區人造板工業快速發展,但是,資源短缺、成本增加、售價低迷、應用狹窄、技術含量低、產品質量不穩,許多企業處于舉步為艱之地步,提出適合我國國情、振興廣東與廣西地區人造板工業的新思路顯得意義十分重大。
    一、現存問題
    當前,我國人造板工業缺乏國際競爭力,存在如下主要問題:
    產品結構不合理,產品技術含量較低。世界膠合板比例為35%左右,近幾年發達國家膠合板呈負增長,其原因主要是原料的限制;世界刨花板比例為42%左右,產量居人造板之首;世界纖維板比例為23%左右。而我國則是,膠合板比例偏大,2003年占46.2%;2004年占38.5%;從消費看,膠合板約占40%;刨花板比例偏小,2003年占12.0%;2004年占11.8%;纖維板比例逐年增加,2003年占24.8%;2004年占28.7%;近幾年,細木工板增長較快,2003年占13.6%;2004年占16.2%;OSB、復合板水泥刨花板比例偏小;特厚板和薄板比例偏小;防潮、防蛀、阻燃等功能板比例更少;深加工產品比例較小;后成型板及專用板種均有待開發。
    應用領域狹窄,應用技術有待開發。我國家具用人造板約占79%,建筑用人造板占15~22%,與國外差距較大,應用技術與相應的規范亟待建立;人造板的毒性、調濕性、調溫性、尺寸穩定性、阻燃性等性能評價方法亟待建立。
    企業管理水平低,產品合格率較低。多數膠合板企業停留在國際20世紀70年代水平,絕大多數小膠合板企業屬技術落后型;多數刨花板企業達到國際20世紀80年代水平,2004年產品合格率為66.7%;多數濕法硬質纖維板企業僅為國際20世紀60年代水平,2004年產品合格率為80%左右;多數MDF企業達到國際20世紀80年代水平,2004年MDF合格率為69%;多數產品甲醛釋放量較高,厚度偏差大,吸水厚度膨脹率較大。
    資源短缺,產業集中度低。林木育種、造林、加工、流通等環節嚴重脫節;進口木材逐年困難;人造板工業快速發展,加之造紙和生物質能源工業的發展,結構性資源短缺越來越嚴重。發達國家人造板工業集中度大于80%,我國膠合板、刨花板和纖維板工業集中度分別為32.7%、65.8%和63.4%,低于發達國家水平,處于企業多、規模小的狀態。
    二、產品創新
    回顧材料加工的歷史,經歷了結構材加工、功能材料加工的階段,目前正在向智能材料加工邁進。美國、日本、德國和我國已開展此方面的前期工作,在金屬、塑料、高分子材料等領域已有實質性突破。木材是具有生命體特征最大的天然植物材料,是大自然經過上億年進化演變、恩賜給人類最完美的材料。廣東與廣西地區人造板工業目前仍然以傳統人造板產品為主,近幾年來,MDF(HDF)和刨花板以驚人的速度發展,不能不引起人們的高度關注。人造板工業產品創新是改變目前現狀的突破口,產品創新應分3個層次,即產品結構創新、產品功能創新和產品環境協調性創新。
    產品結構創新。產品結構創新十分關鍵,它是從根本上改變傳統加工模式的突破口,針對人造板工業的特點,今后廣東與廣西地區的人造板工業發展方向有:(1)產品結構應從普通板材向多結構形式方向發展。有發展前景的產品為:中空狀桶型膠合板;中空狀桶型LVL;異性結構刨花板;局部強化不等截面人造板等。(2)產品結構應走界面層設計和結構設計之路。界面層設計是合成新材料的關鍵,今后應在合金人造板;定型人造板;超輕強化人造板;木塑復合人造板等產品上加快工業化進程。
    產品功能創新。(1)最大限度發揮木材自身的功能,制備功能性人造板,如:1)木材徑切面紋理具有理想的生命協調性,早晚材間隔變化反射與人類心理變化合拍,給人以親切、平和之感,即在人造板表面盡量采用徑切面是科學之舉;2)一些木材氣味可擊活人類腦細胞,使人精力倍增,可提高工作效率,即在人造板中加入這樣的材料,可制備具有擊活腦細胞功能的人造板。(2)利用各種材料的特異功能,制造新型人造板。如,利用木材的呼吸功能、滅菌功能、感應功能制備自適應性智能材料;利用稀土材料與具有土性或木性的天然植物材料復合,同時注入其它材料,構成特異功能的新材料。有前途的產品有:自發光木材;感溫木材;調濕木材;導電木材;滅菌木材;陶瓷木材等。
    環境協調性創新。綠色技術創新無論對企業的發展及產品的競爭力還是對可持續發展戰略的實施均具有重要的意義。綠色技術創新可以在三個不同層次上進行,即末端治理技術創新、綠色工藝創新和綠色產品創新。(1)末端治理技術創新,它是直接附加于現有生產過程,因而相對來講比較簡單,但其綠色程度不高,不是綠色技術的重點。(2)綠色工藝創新。對生產工藝進行創新,生產過程中對環境的污染越低,綠色程度越高,越是理想的綠色技術。(3)綠色產品創新。在產品生命周期(設計、制造、銷售、消費、報廢處理)全過程都能預防與減少環境污染,包括產品更新,生產低廢、少廢、可回用的產品等。綠色制造領域研究的主要原則是強調采用能減輕對環境產生有害影響的制造過程,包括減少有害廢棄物和排放物,降低能量消耗,提高材料利用率,增加操作安全性等。簡言之,綠色制造應是在不犧牲質量、成本、可靠性、功能或能量利用率的前提下,努力減少工業活動對生態環境造成的影響。要實現綠色制造目標,必須使用綠色能源,采用綠色制造過程,最終生產出綠色產品。在這個過程中必須考慮能源利用率、綠色材料、綠色制造工藝、綠色制造設備與工藝裝備、生產成本、環境影響等因素。
    促成新人造板開發的要點有:新的性質,充分發揮木材自身的魅力;安全性,具有難燃和不燃的性質;加工方法由濕式向干式、由釘結合向膠合、由現場加工向工業化加工轉變;輕質化和經濟性;均質化和耐久性;循環利用性。
    近10年來,國內外廣泛開展了綠色設計與綠色制造的研究。目前,綠色設計與綠色制造的研究主要包括綠色產品的描述與建模、確定綠色產品的評價指標體系和評價方法、綠色設計方法學的基礎研究、綠色設計的材料選擇系統研究及綠色產品的結構設計、 綠色制造系統模型及綠色制造工藝技術研究。將來綠色復合人造板的用途將會在以下方面開展:水泥模板;樹脂框架;合成樹脂地板;發泡材料;隔音材料;乙酰化木材及其復合材料。
    三、工藝創新
    在滿足人造板產品功能和性能要求的前提下,搞清人造板加工過程中基本特性變化規律,提煉主要影響工藝因子,建立完整的性能與工藝因子之間的互動體系,提出可操作性強的工藝要求和新的制造工藝。目前有發展前景的有:人造板專家優化操作系統;木材汽化揉搓加工技術;木材化學改性加工技術;木材新的膠合技術;木材新的成型和分離技術;人造板后成型技術等。目前,廣東與廣西地區人造板工業技術改造目標有三,其一擴大規模,增加品種;其二引入新技術和新設備;其三降低成本,提高質量。
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