WPC和NFC消費(fèi)品正進(jìn)入更大的市場

越來越多的公司在消費(fèi)品中專門使用木材和天然纖維塑料顆粒，比如像表殼、玩具、梳子或托盤——獨(dú)特的外觀和感覺給人一種高價值產(chǎn)品的印象，并受到客戶的好評。多年來，科研院所和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室一直致力于木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）的研發(fā)，并將這些材料用于消費(fèi)品的小批量生產(chǎn)。迄今為止，有關(guān)的批量僅在裝飾市場可以見到。但似乎現(xiàn)在已經(jīng)到了將這些材料進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)的時候了。最終的產(chǎn)品外觀更精致，就像純塑料制品一樣；由于使用了木材和天然纖維，它們很引人注目，看起來更天然，并且觸感非常好，所需的塑料也較少——這有利于對環(huán)境的影響。其機(jī)械性能也不可小看。但最重要的部分就是：這種產(chǎn)品對消費(fèi)者有吸引力。

Yong 用竹纖維制成的NFC 托盤。圖片來源：nova-Institut 有限公司。

在2015年11月，德國（DE）智寶（Tchibo）公司上架了一種WPC 制成的床頭柜鐘；兩個星期后，則是一系列泰國（TH）Plantoys 公司的玩具。這些玩具都是用老橡膠樹的木材顆粒作為填料的。玩具的表面有一種很好的橡膠般的觸感，與傳統(tǒng)塑料完全不同。竹纖維在消費(fèi)品中的使用也越來越頻繁，如瑞士（CH）的有機(jī)餐館Yong所使用的托盤。德國連鎖藥店DM公司一直在銷售一種由30%的木材和70%的生物基PE 制成的梳子，已經(jīng)大約有三年時間了，并且最近增加了第二種模型。所使用材料的特殊功能是抗靜電。德國ebelin梳子屬于“DM”的天然品牌，涵蓋了衛(wèi)生、化妝品和洗滌劑等用生物基原料制成的產(chǎn)品。

市場數(shù)據(jù)

歐洲每年大約生產(chǎn)40萬噸木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）。其最重要的應(yīng)用市場是裝飾，用于汽車內(nèi)飾和消費(fèi)品的輕質(zhì)部件，例如玩具。在nova-Institute最新的市場研究報(bào)告《木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）：2012年歐洲和全球市場及在汽車和建筑領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢（http://bio-based.eu/markets）》中，列出了60家商用WPC和NFC顆粒生產(chǎn)商及貿(mào)易商的網(wǎng)絡(luò)地址，以及他們所使用的塑料和纖維。

智寶公司的WPC 床頭柜鐘。圖片來源：nova-Institut 有限公司。

木材和天然纖維復(fù)合材料中最常使用的塑料就是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、和聚氯乙烯（PVC），以及一些生物基聚合物，如生物PE 和聚乳酸（PLA）也有使用。木質(zhì)纖維在許多變體中都有使用；天然纖維的主要競爭者是竹子、亞麻和大麻。過去幾年里，許多生產(chǎn)商、全球企業(yè)和類似的中小型企業(yè)都有業(yè)務(wù)。只有新開發(fā)的專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施才使消費(fèi)品制造商能夠利用新材料，并且沒有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。更高的質(zhì)量看起來遠(yuǎn)超過為稍高的顆粒獎品所做的補(bǔ)償。在歐洲，所有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)總額的15%（等于40萬噸）是用木材，或類似大麻、洋麻等韌皮纖維的天然纖維來增強(qiáng)的。

DM 藥店供應(yīng)的WPC 梳子。圖片來源：nova-Institut 有限公司。

這些15,000噸所謂生物基復(fù)合材料只有一小部分是注塑成型的，在2012年，纖維的平均含量為42%。根據(jù)novainstitute對于此種復(fù)合材料的調(diào)查，所選擇的聚合物92%是聚丙烯（PP）；使用生物基聚合物基體的比例為6%，剩下的2%使用了聚乙烯（PE）基體。在注塑成型里，木纖維占了80%的份額；應(yīng)用的其他纖維來源還有木漿、竹子、麻等天然纖維，以及草和纖維素廢料等。與擠出WPC或模壓NFC制品相比，為什么注塑成型的WPC和NFC產(chǎn)物的總量仍這么??？

專家認(rèn)為，可以在市場結(jié)構(gòu)中找到許多具體的原因。生物基顆粒的價格往往比傳統(tǒng)顆粒的更高，而且有關(guān)這種材料的知識需要了解得更多，也就是說，既不是塑料，也不是木材，但卻具有新特性的復(fù)合材料。生物基顆粒的技術(shù)銷售成為了一項(xiàng)挑戰(zhàn)，并且很容易就給貿(mào)易人員帶來挫敗感，在過去這是一項(xiàng)相對容易的工作——也即單純根據(jù)價格來出售標(biāo)準(zhǔn)的塑料顆粒。

Plantoys 公司用橡膠樹顆粒作為填充物的游戲火箭炮，可在智寶公司以及其他公司買到。圖片來源：nova-Institut 有限公司。

首先必須具備通過新的工藝參數(shù)來控制工藝過程的能力，比如化合物的附加干燥，或者降低工藝溫度的必要性等。與標(biāo)準(zhǔn)的聚合物相比，使用天然纖維也使得工具表面更好，且更加有必要。如果WPC或NFC顆粒在加工前沒有得到充分的干燥，基體中木材含有的水分就會在高的加工溫度下釋放出來，并促使有機(jī)酸從半纖維素中自由分離，然后腐蝕金屬部件。其結(jié)果是，模具表面變成褐色或黑色，且注塑部件的表面看起來不夠好。

集中清潔和使用表面添加劑是短期的措施，但若要取得長期的成功，則需要集中預(yù)干燥。加工人員必須了解所有不同于標(biāo)準(zhǔn)聚合物工藝的變化，如較低的溫度。好的結(jié)果往往不會通過在塑料標(biāo)準(zhǔn)加工過程中測試WPC來輕易獲得，令人沮喪的經(jīng)驗(yàn)使得用戶得出了WPC不起作用的結(jié)論。在注塑成型中，過程控制是使用生物基復(fù)合材料最大的市場障礙之一。

德國科隆“WPC ＆ NFC 大會”的與會者。圖片來源：nova-Institut有限公司。

到目前為止，主要是一些小的制造商和貿(mào)易商在供應(yīng)WPC和NFC顆粒，利用有限的技術(shù)支持和經(jīng)常缺失的數(shù)據(jù)來模擬。但自從普立萬（PolyOne），這家化合物領(lǐng)域的世界領(lǐng)先企業(yè)之一開始供應(yīng)他們新開發(fā)的新材料時，情況正在發(fā)生變化，這種新材料是用特殊的工業(yè)生產(chǎn)木質(zhì)纖維來增強(qiáng)的：普立萬開啟了天然纖維增強(qiáng)解決方案在許多高要求的終端應(yīng)用和市場的工業(yè)應(yīng)用，包括汽車領(lǐng)域。普立萬的reSound?NF在形狀和性能方面具有較高的穩(wěn)定性，在全球范圍都有供應(yīng)。這兩個特性是天然纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中最重要的跨越。普立萬的reSound?NF含有的生物基容量占到了重量的30%，由一類輕質(zhì)工程木質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，以及一種新的耦合技術(shù)和一項(xiàng)特定的合成工藝組成。到目前為止，reSound NF已經(jīng)在經(jīng)過第一個官方OEM批準(zhǔn)的情況下，在一個至關(guān)重要的半結(jié)構(gòu)應(yīng)用上證明了其在汽車應(yīng)用上的輕質(zhì)潛力，并且繼續(xù)由幾個關(guān)鍵OEMs和其層級進(jìn)行評估。

“2015年木材和天然纖維復(fù)合材料獎”

2015年12月16日晚上，令人垂涎的“木材和天然纖維復(fù)合材料獎”頒獎典禮在德國科隆最大的國際“WPC ＆ NFC大會”上舉行。該獎項(xiàng)突出了木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）領(lǐng)域2015年進(jìn)入這個市場或即將很快推出的新材料和新產(chǎn)品。超過220名與會者從六個提名中選出了三個獲獎產(chǎn)品。

    WPC NFC 獎的獲勝者。圖片來源：nova-Institut 有限公司。

“木材和天然纖維復(fù)合材料獎”已經(jīng)是第五次舉辦了。除了申請的25 家公司，評審團(tuán)提名了六家。在會議的第一天，每個被提名的公司都用10分鐘的演講向與會者介紹了其新的材料或產(chǎn)品。220名與會者選出了三位獲獎?wù)?。該獎?xiàng)的提名是在晚宴期間舉行的，由德國科倍隆公司（Coperion）提供贊助。科倍隆在復(fù)合和擠出技術(shù)方面處于國際市場領(lǐng)先地位。到目前為止，與會者們選擇了天然纖維增強(qiáng)的，100%生物基的棺材作為贏家（荷蘭的onORA BV，NL）。該產(chǎn)品是注塑成型的，具有很大的設(shè)計(jì)自由以及各種形狀和顏色。這種生物基復(fù)合材料使得棺材可以進(jìn)行生物降解，而且也是生物復(fù)合材料新的大批量應(yīng)用的一個例子。生命周期評估顯示其二氧化碳排放量不僅比傳統(tǒng)的棺材低，而且還比其他環(huán)保棺材的二氧化碳排放量低。

第二名也是荷蘭的（Millvision BV），其產(chǎn)品是用農(nóng)產(chǎn)品剩余纖維制成的一種可降解生物復(fù)合材料花盆。這些花盆是用種植的辣椒和番茄等農(nóng)業(yè)剩余纖維制成的，生物基塑料很具有價格競爭力。它們可用于樹木苗圃和花園，而且僅在在幾個月內(nèi)就會發(fā)生冷土壤生物降解。這種新的花盆可以作為肥料，促進(jìn)植物的生長，從而防止了油基容器中廢塑料的產(chǎn)生，以及相關(guān)費(fèi)用。

       第三名授予了纖維素纖維增強(qiáng)聚苯乙烯樂器，該產(chǎn)品由芬蘭公司Aqvacomp Oy和Flaxwood Oy合作開發(fā)。這些復(fù)合材料具有替換許多珍稀的瀕危樹種的潛力。已經(jīng)開發(fā)出了多個具有相同特性分布的配方，可以用于各種樂器，例如纖維素纖維復(fù)合材料取代了西番蓮木用于單簧管。該單簧管是由奧地利生產(chǎn)商Klarinetts 生產(chǎn)的。其組件具有極好的熱和耐濕性，降低了木制樂器典型的調(diào)音問題。

成長迅速的市場

在德國Friedrichshafen展覽中心舉辦，F(xiàn)akuma展會是世界上塑料顆粒注塑和擠出領(lǐng)域最大的盛事，來自117個國家的46,000專業(yè)觀眾和來自36個國家的近1800家展商參展。這項(xiàng)研究的主要作者于2015年10月參觀了Fakuma 展會，并調(diào)查了WPC和NFC顆粒的市場形勢。

越來越多的分銷商開始將WPC和NFC 顆粒列入其計(jì)劃，但在市場推廣方面仍然有困難；許多人只是在最近一兩年內(nèi)才進(jìn)入這一領(lǐng)域。在另一方面，該行業(yè)的大經(jīng)銷商已經(jīng)紛紛退出了，并不指望在可預(yù)見的未來有足夠的業(yè)務(wù)量。鑒于目前WPC和NFC的重要性相對較低，在Fakuma展會上，他們各自的顆粒展示得很賣力，推廣得非常集中。在歐洲市場一共可以找到約60家WPC/NFC 顆粒的供應(yīng)商（其中許多在Fakuma展會上有展出）；他們中的大部分目前每年的生產(chǎn)量少于1000噸；每年產(chǎn)量超過5000噸的供應(yīng)商不到十家。

對于WPC和NFC來說，目標(biāo)市場以及全面的技術(shù)知識是必不可少的。為了提供100%的生物基復(fù)合材料，目前許多WPC和NFC項(xiàng)目正在進(jìn)行中，包括生物基聚合物項(xiàng)目。例如，汽車用天然纖維聚乳酸（德國勞士領(lǐng)R?chling和荷蘭Corbion合作研發(fā)的Plantura ?）和兒童玩具。提高耐沖擊性是研究和開發(fā)中最重要的主題。另外，一些全新的應(yīng)用領(lǐng)域正在向市場推出，如建筑物里面用于地板和保溫的WPC板材?？傮w來看，雖然是小規(guī)模的，但WPC/ NFC 顆粒市場比整個市場的成長更加迅速。