Cấu tạo của vật liệu gỗ nhựa composite ngoài trời
Vật liệu tổng hợp gỗ nhựa (WPC) là vật liệu tổng hợp làm từ sợi gỗ/ bột gỗ và nhựa nhiệt dẻo như PE, PP, PVC hoặc PLA.
Ngoài sợi gỗ và nhựa, WPC cũng có thể chứa thêm các các chất độn như ligno-xenlulo hoặc các chất vô cơ khác như chất tạo màu.
- Thông thường, WPC được sản xuất ở Đức và các nước Trung Âu có cấu tạo hàm lượng sợi gỗ hoặc bột từ 50% đến 90% và nhựa polypropylen (PP) bằng polyetylen (PE).
- Thị trường Bắc Mỹ thì thành phần của WPC với hàm lượng polyetylen 50%.
- Tại tị trường các nước Đông Nam Á thì thành phần bột gỗ chiếm 55%, hạt nhựa 36% (PE-PVC), bột đá 6% và hợp chất kế dính, chất tạo màu.
Việc bổ sung các chất phụ gia nhằm tối ưu hóa các tính chất của vật liệu: tăng liên kết giữa gỗ và nhựa, tăng khả năng chống chảy, chống cháy, đa dạng màu sắc và đặc biệt cho các ứng dụng ngoài trời đó là sự phong hóa, chống tia cực tím và diệt khuẩn cho mục đích chống mỗi mọt nấm mốc.
Một lợi thế lớn của gỗ nhựa composite so với gỗ tự nhiên là khả năng nguyên liệu có thể tạo hình theo yêu cầu. Trong quá trình sản xuất theo phương pháp ép-đùn thì nó dễ dàng uốn cong.
Tham khảo chi tiết: cấu tạo sàn gỗ ngoài trời Tecwood
Ưu điểm của vật liệu gỗ-nhựa composite WPC ngoài trời
- Nhờ thành phần cấu tạo này mà WPC có tính chất như gỗ: có thể gia công bằng các công cụ mộc truyền thống, vừa có tính chất như nhựa: khả năng chống ẩm, và chống mục nát.
- Một ưu điểm khác của những sản phẩm gỗ nhựa composite là việc xây dựng các công trình ngoài trời không cần sơn do sản phẩm được sản xuất đã được trộn màu để cho ra sản phẩm có màu sắc đồng nhất từ bề mặt đến tâm vật liệu. Các màu sắc được ưa chuộng chủ yếu là các tông màu cafe và màu vàng wood.
- Một ưu điểm nữa là thân thiện với môi trường, tận dụng được nguồn gỗ không thể sử dụng lại trong quá trình sản xuất như mùn cưa, bã làm giấy… và sử dụng các loại cây trồng ngắn ngày giúp bảo vệ tài nguyên rừng.
- Giá vật liệu gỗ nhựa composite thấp hơn giá gỗ đặc tự nhiên sử dụng ngoài trời, đồng thời cũng ít phải bảo dưỡng, sửa chữa, lắp đặt nhanh chóng, tuổi thọ cao.
Ứng dụng của vật liệu gỗ nhựa composite
Vật liệu tổng hợp gỗ-nhựa vẫn là vật liệu mới liên quan đến lịch sử lâu đời của gỗ tự nhiên làm vật liệu xây dựng. Việc sử dụng rộng rãi nhất các WPC làm sàn ngoài trời để lát sàn (sân thượng, bể bơi, ban công, sân vườn), ốp gỗ mặt tiền, làm bàn ghế ngoài trời thay thế cho gỗ tự nhiên. Trong lĩnh vực kỹ thuật, chúng được sử dụng làm vật liệu cho cách điện và trong ngành công nghiệp ô tô châu Âu.
Các nhà sản xuất tuyên bố rằng hỗn hợp gỗ-nhựa thân thiện với môi trường hơn và cần ít bảo trì hơn so với các lựa chọn thay thế của gỗ đặc tự nhiên được xử lý bằng chất bảo quản.
Bài viết tham khảo: Gỗ nhựa ốp tường trang trí ngoại thất
Tiêu chuẩn
Hiện tại, một tiêu chuẩn mới cho WPC ở châu Âu có tên: "EN 15534”
DIN EN 15534-1: 2014-04: Phương pháp thử mô tả các hợp chất và vật phẩm đúc
DIN EN 15534-4: 2014-04: Yêu cầu đối với cấu hình và tấm ván sàn
DIN EN 15534-5: 2014-04: Yêu cầu đối với cấu hình và tấm ốp tường
Kể từ cuối năm 2007, có các tiêu chí chất lượng cụ thể cho sản phẩm này. Cộng đồng chất lượng Holzwerkstoffe cũng tính đến nguồn gốc sản phẩm bên cạnh các đặc tính vật liệu nhất định cho các khả năng như: cường độ uốn, chống lại thời tiết khắc nghiệt, ổn định kích thước và chống trơn trượt. Các sản phẩm được chứng nhận chỉ sử dụng sợi gỗ được chứng nhận 100% là lâm nghiệp được chứng nhận FSC hoặc PEFC.
Sản xuất vật liệu gỗ nhựa composite ngoài trời
WPC được xử lý bởi các quy trình được thiết lập hoàn hảo trong sản xuất. Cho đến nay, công nghệ sản xuất WPC là phương pháp ép đùn, đúc quay cũng được sử dụng.
Trong phương pháp ép đùn được thực hiện trong hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên của quy trình được sử dụng để trộn nguyên liệu thô WPC (thường là dạng hạt), trong giai đoạn thứ hai là tạo hình dạng mong muốn được tạo ra.
- Gia đoạn 1: còn được gọi là đùn trực tiếp, các hạt gỗ và hạt nhựa được phân tách không gian hoặc đưa vào máy đùn cùng một lúc tại cùng một nơi. Nhựa được nấu chảy trong máy đùn chủ yếu bằng nhiệt. Hỗn hợp gỗ và nhựa được trộn mạnh và đùn qua dụng cụ khác. Các hạt gỗ phải có độ ẩm tối đa thường không quá 8%. Trong quá trình ép đùn, độ ẩm bị hút ra, do đó khối WPC khi rời khỏi khuôn có độ ẩm dưới 1%.
- Giai đoạn 2: giai đoạn 2 là sấy khô, nén và ép đùn được thực hiện bởi một công cụ khác. Để trộn và nén, các máy trộn làm mát hoặc máy ép và các quy trình nghiền được sử dụng.
Các hợp chất trộn liên tục và tạo ra một hỗn hợp rất đồng nhất, nhưng thường không thể tạo ra đủ áp lực cho quá trình đùn. Thời gian hỗn hợp trong khu phức hợp là một vài phút. Hỗn hợp phải đạt đến nhiệt độ nóng chảy của nhựa nhiệt dẻo. Nếu nhiệt độ này trên 160°C, sự suy giảm nhiệt của gỗ có thể bắt đầu.
Thời gian lưu trú trong máy trộn gia nhiệt thường dài hơn trong hợp chất. Tại điểm nóng chảy, nhựa nhiệt dẻo kết dính các sợi gỗ và hỗn hợp WPC được chuyển sang máy trộn làm mát. Nó được làm lạnh và các chất kết tụ thô được chia thành các mảnh nhỏ hơn. Các thành phần được kết hợp và xử lý trong một máy đùn ép viên, tạo ra các viên của vật liệu mới. Các viên này sau đó được nấu chảy lại và tạo thành hình dạng cuối cùng. Các nhà sản xuất khác hoàn thành phần hoàn thành trong một bước trộn và đùn.
Tham khảo: Báo giá vật liệu gỗ nhựa tổng hợp ngoài trời
Lịch sử và phát triển thị trường
Tiền thân của vật liệu WPC hiện đại là Bois Durci, bao gồm bột gỗ và các loại protein động vật khác nhau.
Thí nghiệm công nghiệp đầu tiên của WPC là nội thất ô tô được sản xuất bởi American Woodstock vào năm 1983. Họ đã sản xuất chất nền tấm WPC bằng công nghệ ép đùn của Ý. Polypropylen với khoảng 50% bột gỗ được ép thành một tấm phẳng sau đó được tạo thành các hình dạng khác nhau cho bảng điều khiển nội thất ô tô. Đây là một trong những ứng dụng lớn đầu tiên của công nghệ WPC tại Hoa Kỳ.
Đầu những năm 1990, Công nghệ tái chế môi trường tiên tiến (AERT) và một bộ phận của Công ty hóa chất Mobil (sau này là Trex) bắt đầu sản xuất các WPC cứng bao gồm khoảng 50% sợi gỗ bằng polyetylen. Những sản phẩm này bao gồm ván sàn, bàn dã ngoại và sàn công nghiệp. Ngày nay, thị trường sàn là thị trường ứng dụng của vật liệu gỗ nhựa composite WPC lớn nhất và phát triển nhanh nhất.
Cũng vào đầu những năm 1990, Tập đoàn Strandex bắt đầu sản xuất hình dạng WPC ép đùn trực tiếp đến hình dạng cuối cùng mà không cần phải phay hoặc tạo hình thêm. Năm 1993, Tập đoàn Andersen bắt đầu sản xuất WPC. Kể từ giữa những năm 1990, các nhà sản xuất WPC khác đã bắt đầu mở rộng thị trường này.
Năm 1996, một số công ty Mỹ bắt đầu cung cấp nguyên liệu dạng viên từ gỗ hoặc các loại sợi và nhựa khác (gọi là hợp chất WPC) cho nhiều nhà chế biến không muốn pha trộn nguyên liệu của riêng họ. Và kể từ giữa những năm 1990, hoạt động trong ngành WPC đã tăng lên đáng kể với công nghệ phát triển nhanh chóng và nhiều nhà sản xuất tham gia vào thị trường. Hội nghị quốc tế đầu tiên về vật liệu tổng hợp gỗ-nhựa tại Wisconsin, Hoa Kỳ vào năm 1991, nơi cả các nhà nghiên cứu và đại diện công nghiệp từ các ngành công nghiệp nhựa và lâm nghiệp chia sẻ ý tưởng và hợp tác.
Tăng trưởng trong thị trường WPC thực sự ấn tượng, từ khoảng 50.000 tấn năm 1995 lên 600.000 tấn năm 2003 và đạt 1,3 triệu tấn trong năm 2015 chỉ dành cho thị trường Mỹ. Nó chiếm 48% thị phần thế giới, tiếp theo là Trung Quốc và châu Âu với lần lượt 33% và 9%. Các ứng dụng xây dựng (đặc biệt là sàn và lan can) vẫn là thị trường lớn nhất của WPC, tiếp theo là nội thất và nội thất ô tô.
Nhu cầu ngày càng tăng đối với gỗ nhựa composite như một sự thay thế với chi phí thấp và thân thiện với môi trường các ứng dụng xây dựng dự kiến sẽ thúc đẩy tăng trưởng thị trường.
Ý nghĩa kinh tế của vật liệu gỗ nhựa composite WPC ngoài trời
Hơn 2,4 triệu tấn WPC đã được sản xuất trên toàn thế giới vào năm 2012, Bắc Mỹ (1,1 triệu tấn), Trung Quốc (900.000 tấn) và Châu Âu (260.000 tấn). Ở châu Âu, Đức là nhà sản xuất hàng đầu với khoảng 100.000 tấn. Các quốc gia sản xuất WPC hàng đầu khác ở châu Âu là Áo, Benelux và Scandinavia. Nghiên cứu thị trường WPC mới của Asta Eder Composites Consulting cho thấy việc phân phối nguyên liệu WPC trên toàn thế giới đang tiếp tục tăng. Thị trường WPC tại thị trường Đông Nam Á dự đoán sẽ tăng trưởng cao hơn nữa trong những năm tới.
Trong những năm gần đây, những nhà sản xuất ván sàn bắt đầu coi WPC là một loại sàn có cấu trúc cơ bản hàng đầu.
Các vấn đề của vật liệu gỗ nhựa composite ngoài trời
Bạn đọc tham khảo bài viết sau: Sàn gỗ nhựa composite WPC - Các vấn đề tiềm ẩn và cách phòng tránh chúng
Công ty CP Sàn Đẹp chúng tôi là một trong những đơn vị đầu tiên đưa sản phẩm vật liệu gỗ nhựa composite tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp sản phẩm gỗ nhựa Tecwood Malaysia chất lượng cao đã được khẳng định vị trí top đầu trên thị trường nhiều năm qua. Để nhận thêm thông tin chi tiết về các ứng dụng, cách lắp đặt và chi phí lắp đặt của các công trình thì quý khách hàng vui lòng liên hệ hotline 0916.422.522 để được giải đáp.
