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发布：中文网()

供稿：方翔知识产权研究院

简介：甲醛对人体危害严重，潜伏期长。 被称为“室内污染第一杀手”。 家具中的甲醛主要来自板材中的粘合剂。 目前市场上涉及到使用粘合剂的板式或定制家具主要包括刨花板、胶合板、纤维板等人造板。 事实上，国内一些有远见的企业早在20世纪80年代末就已经开始探索“无甲醛人造板技术”、“新型替代原材料”等领域。 以“无甲醛人造板”的专利申请趋势为例。 该领域专利申请数量的增加可以说伴随着消费者对家居环境安全意识的增强。

内容摘要：

介绍

自2018年5月1日起，《室内装饰材料用人造板及制品甲醛释放限量》（-2017年）正式实施。 这是甲醛释放限量标准自2001年发布以来的首次修订。

该标准是我国人造板及制品行业唯一的甲醛释放限量强制性国家标准。 修订后的国家标准增加了甲醛释放限量要求，将甲醛释放限量值统一为0.124mg/m3，限量标志为E1级，取消了原来的E2级。 对于人造板及其制品行业来说，本次国家标准修订的影响不亚于地震。 整个行业正面临一场行政强制驱动的“环保洗牌”。

新国标直接解决了家具的环保和安全问题，而这个问题归根结底就是“甲醛问题”。 甲醛对人体危害严重，且潜伏期长。 被称为“室内污染第一杀手”。 家具中的甲醛主要来自板材中的粘合剂。 目前市场上涉及到使用粘合剂的板式或定制家具主要包括刨花板、胶合板、纤维板等人造板。

1什么是人造板？

根据GB/T 18259-2009《人造板及其表面装饰术语》的定义，人造板是指加工成刨花（或边角料）、粘合剂（及其他添加剂）应用的木质或非木质植物纤维原料，以及组装成型。 一种通过热压制成的人造板。 我们生活中使用的家具、厨具、工艺品，以及与我们生活场所密切相关的地板、建筑装饰、包装材料等，都是由人造板制成或组成的。 除了节省木材外，使用人造板制作家具还可以减少刨、刨、缝、喷漆等操作的时间。

由于人造板的这些优点，我国人造板产业发展迅速。 进入21世纪以来，我国人造板年均增长率超过20%。 2016年，我国人造板产量达到30042.2万立方米，同比增长4.8%，其中“三板”（“胶合板、纤维板、刨花板（通称）”）占总量的90%人造板产量占总量的10%，其他包括复合板、密度板、细木工板及其他表面装饰板。

图1 2016年我国不同类型人造板产量分布

数据来源：方翔知识产权研究院整理

胶合板是由单板组成的多层材料。 通常按相邻层单板的纹理方向大致垂直拼装、胶合。 纤维板是指将木材或其他植物纤维原料分离成纤维，利用纤维之间的界面强度。 在加热和/或加压条件下，通过自身固有的粘合物质交织或涂敷粘合剂而制成的厚度为1.5毫米或以上的片材。

表1 “三板”对比图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

从表1可以看出，“三块板”在不同的性能方面各有优缺点，但它们都有一个共同点，那就是都需要添加粘合剂。 这是人造板甲醛含量高的根本原因，也是整个人造板行业的软肋。 。

2 人造板“危机”：国际收紧+原材料难找

事实上，我国“三板”制造生产的历史可以追溯到解放前。 当时，哈尔滨、上海等地有多家胶合板厂。 经过近百年的发展，2014年我国人造板产量已占全球总产量的近一半。可以说，我国现在是全球人造板生产、消费、进出口贸易第一大国。 。

图2 我国“三板”产量及年增长率

数据来源：方翔知识产权研究院整理

虽然人造板的市场前景巨大，但随着消费者安全和环保意识的提高，以及国家供给侧改革环保要求的加强，甲醛问题已经成为整个人造板行业必须解决的问题。解决。 2001年，原国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布了我国首个室内装饰装修甲醛释放限量国家强制性标准，即GB 18580-2001《室内装饰装修材料人造板甲醛释放限量》及其产品”，首次规定了E1和E2两个级别的限制标志，开创了我国人造板甲醛释放量监管的先河。

今年五一正式实施的《室内装饰材料人造板及其制品甲醛释放限量》（-2017）是自2001年发布以来甲醛释放限量标准的首次修订。

这一严格的标准对于中小型人造板生产企业来说无异于一道难以逾越的鸿沟。 这也意味着，新标准实施后，人造板行业洗牌势必加速，一大批技术实力薄弱的中小型生产企业将从市场上消失。

然而，即便是我国最严格的人造板安全标准，仍远远落后于欧洲、美国、日本等发达国家的标准。 受国际环境影响，未来我国人造板安全标准的修订可能会更加严格。

以美国为例，其CARB（空气板）标准被认为是复合木制品甲醛释放量最严格的标准之一。 本法规规定的甲醛释放量：硬质胶合板（hwpw）必须小于0.05ppm/m3，刨花板（pb）必须小于0.09ppm/m3，中密度纤维板（mdf）必须小于0.11ppm/m3 。

看看我们的邻国日本，它的F4星级比欧洲标准还要好。 日本政府规定，日本将从2003年7月1日起实施新的F4星环保标准，要求所有进口建筑材料必须达到F4级环保，即甲醛释放量≤0.3mg/L。 F4 Star不仅仅停留在板材层面，对于生产板材的工厂也有着严格的要求。 工厂必须拥有日本国土交通省签署的F4星环保标准工厂认证证书和日本JIS标准检测的检测报告。 目前，全球仅有极少数工厂获得日本国土交通省认证。

除了日益严格的国家标准外，人造板行业还面临另一重大挑战——木材原材料的稀缺。 由于我国森林资源存在总量不足、质量低下、结构不合理等问题，为了应对这些问题，我国从2014年开始全面禁止砍伐天然林，但市场对木材和纸制品消费的需求仍在增长。 面对市场供需矛盾，国内不少相关生产企业纷纷将目光投向国外木材资源。

图3 我国木材产量、进口量及年增长率

数据来源：方翔知识产权研究院整理

然而，靠着外国“大树”真的能轻松乘凉吗？

图3的数据给了我们否定的答案——尽管我国原木总量十几年来一直呈上升趋势，但原木进口量却相对波动且不稳定。 过度依赖进口原木作为原材料，不利于人造板的发展。 行业健康发展。

据统计，我国目前从全球100多个国家和地区进口原木和锯材，主要来自欧洲、美洲、非洲、南美、东南亚、俄罗斯等。然而，这道供应“大门”海外木材原料也日益被关闭。

2015年以来，全球越来越多的木材生产国提出禁止或限制原木出口的政策；

2016年，老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、莫桑比克等国相继宣布停止木材（或原木）出口；

这些木材禁令的颁布，迫使我国木制品加工企业在争夺生产资源的同时，不得不考虑寻找新的替代原材料。

可见，“减少甲醛释放量”和“寻找新材料”已成为阻挡国内人造板企业的两座“大山”。

3新材料，无甲醛人造板，任重而道远！

事实上，国内一些有远见的企业早在20世纪80年代末就已经开始探索“无甲醛人造板技术”、“新型替代原材料”等领域。

以“无甲醛人造板”的专利申请趋势（图4）为例，该领域专利申请数量的增加可以说伴随着消费者对人造板安全意识的逐渐增强。家庭环境。

1.中国无甲醛人造板专利申请趋势及技术生命周期

图4 无甲醛人造板生产工艺应用趋势图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

图5 无甲醛人造板生产工艺生命周期图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

从统计来看，“无甲醛人造板”技术的发展大致可分为两个阶段：

（1）技术萌芽期（1989~2000年）：20世纪90年代，美国大豆协会推动的大豆蛋白基粘合剂的研究使生物质粘合剂领域成为新的研究热点。 我国的无甲醛技术始于1989年王春雷研究废塑料和植物纤维复合材料时。 后来，中国林业科学研究院研究了一种用缩合单宁胶作为橡胶材料制造硬质纤维板的方法。 但此时，中国人的生存环境安全意识还相当薄弱。 需求的缺乏使得“无甲醛人造板技术”一直处于探索阶段，相关专利申请数量也很少。

（2）技术成长期（2001年至今）：2001年，国家质量监督检验检疫总局颁布了我国第一个《室内装修甲醛释放限量》国家强制性标准。 从此，“无甲醛人造板”技术已经在科研单位的实验室真正进入了国人的视野。 但由于基础研究薄弱，直到2006年脲醛树脂固化技术、甲醛清除剂、大豆蛋白基胶粘剂的研发才真正引起市场关注。

2.申请人分析

图6 无甲醛人造板专利申请前十位标准申请人

数据来源：方翔知识产权研究院整理

通过对“标准申请人”的分析，不难发现，无甲醛人造板的生产技术主要集中在高校、科研机构和板材生产企业。

其中，南京林业大学以48件专利申请量位居榜首，紧随其后的是中国林业科学研究院和安徽百艺家具。

南京林业大学申请的专利主要集中在无胶、改性粘合剂、甲醛清除剂、木材重组技术和阻燃功能等方面的研究，其中以“改性粘合剂”研究最多； 中国林科院研究以除甲醛、塑料薄膜、新生产工艺技术改进、大豆蛋白粘合剂为主要产品，重点是新生产工艺改进；

作为一线生产商，百艺家具在2015年7月15日一次性申请了33项专利。然而，详细分析这33项专利发现，这些专利主要与废轮胎胶粉改性的各种板材的制备有关。 可见，申请人实际上是希望通过大量的专利申请来进行产业布局，以保护其核心技术。

综合以上分析，无胶生产工艺改进、除甲醛等领域是行业研究的热点。 为了验证这一推论，我们需要对无甲醛人造板生产工艺的技术功效进行深入分析。

3、无甲醛人造板生产工艺分析

图7 不同无甲醛人造板生产工艺的气泡图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

图8 不同无甲醛人造板性能功效图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

生产无甲醛人造板的技术有很多。 常见的包括：使用无甲醛胶水、使用甲醛清除剂、改进生产工艺少加胶水，甚至根本不加胶水。 每种方法都有其自身的优点和缺点。 经过方翔知识产权研究院的分析总结，形成了不同无醛人造板生产工艺的气泡图（图7）和不同无醛人造板的性能功效图（图8）。

从图7、图8分析可以看出，大量专利主要集中在纤维板、刨花板、胶合板、复合板的混合、干燥、热压等技术上，特别注重防火、防水、保温等性能。 但在无甲醛人造板的生产过程中，甲醛的主要来源是在施胶过程中，而对施胶过程的研究却很少。 业内普遍认为，无甲醛胶粘剂的发展难度较大，难以突破限制因素。 例如，目前生产中广泛使用的二苯甲烷二异氰酸酯树脂（MDI），不会产生甲醛，但易与金属产生较强的附着力。 为了避免粘在背板和热压板上，表面层的刨花往往用普通粘合剂粘合或使用特殊的脱模剂，MDI的价格相对较高。 2017年我国进口纯MDI均价为2852.63美元/吨，是普通脲醛树脂胶的4~5倍；

此外，无甲醛粘合剂中研究最多的是大豆蛋白胶，这也是第一个上市的无甲醛粘合剂。 大豆蛋白胶是一种生物基无甲醛粘合剂室内装饰装修材料人造板，以大豆粉、豆粕、大豆分离蛋白等为原料，以水为分散介质，添加其他添加剂制成。 然而，在分离大豆蛋白的过程中，它仍然存在。 环境污染问题。

据国外相关资料显示，化学改性豆胶在耐沸水性和耐冷水性方面均达到粘合强度国家标准的要求。 然而，虽然通过酚醛改性可以大幅提高大豆基胶粘剂的耐水粘接强度，但酚醛产品毒性较大，仍对人体健康构成安全风险。 近年来，国内不少企业声称其产品使用以豆胶为基础的“零甲醛”生物粘合剂，但相关监管部门的调查结果却并非如此。

以木地板为例，北京、天津、河北等28个省市的消费者协会（消费者委员会、消费者权益保护委员会）曾加入中国室内装饰协会绿色家居环境技术工作委员会，依据国家标准标准2001《人造室内装饰材料》《板材及其制品甲醛释放限量》对从市场上采集的35个主流品牌样品进行了环保性能对比测试。 结果显示，35个样品甲醛释放量达标率为97.14%，但地板均不含甲醛。

虽然从理论和技术层面来说，完全无甲醛生物胶是有可能实现的，但各个公司的研发能力有所不同。 有些企业确实在做研究，而更多的企业可能为了提高宣传效果而迷惑不解。 这个概念欺骗了消费者。 浙江省林产品质检站站长方崇荣表示，甲醛是一种增加胶水粘度和附着力的物质。 在目前的技术条件下，复合地板的密度、吸水膨胀率等技术指标均要求使用甲醛才能保证质量稳定。 使用无甲醛粘合剂的地板产品首先价格较高。 其次，去除甲醛后，地板的整体性能难以稳定，可能达不到人造板国家标准（1）。

我们再进一步分析一下胶合板、纤维板和刨花板三种不同人造板的发展现状：

4、我国无醛“三板”专利申请趋势及技术生命周期

图9 “三板”专利申请趋势图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

图10 我国胶合板生产技术生命周期图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

图11 我国纤维板生产技术生命周期图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

图12 我国刨花板生产技术生命周期图

数据来源：方翔知识产权研究院整理

由于专利从提出申请到公布需要一定的时间，因此近年的数据只能作为参考。 从申请量走势来看，“三板”专利申请总体呈上升趋势。

三个技术生命周期图显示，总体趋势是技术成长期。 虽然开发流程不同，但生产工艺专利的技术生命周期与人造板类似，这里不再赘述。

从相关专利申请趋势图不难发现，板材生产新技术正在爆发式增长，这与市场尤其是消费者对板材环保性能的高要求密不可分。

市场需求和消费者关注极大地推动了相关技术的研发速度，提高脲醛胶粘剂的配比，开发新型无醛胶粘剂等。但由于材料性能、工艺水平、生产的影响，受成本等因素影响，目前市场上尚无一种粘合剂技术能够同时满足规模化生产、技术成熟、低成本产业化的需要。

4、木材资源紧缺。 我们离替代原材料还有多远？

我国人造板生产企业在探索“无甲醛人造板”生产工艺的同时，也不得不面临原材料短缺的问题。

虽然人造板产业有利于节约木材资源，缓解我国木材供需矛盾。 随着建筑装饰、家具行业的快速发展，国内木材需求依然快速增长，木材供应缺口日益凸显。 特别是国内外政策对森林砍伐和出口限制实行了严格限制。 对于人造板厂家来说，这无异于断奶、断饭碗！

目前，我国人造板企业不仅要面临突破“无醛人造板”的技术瓶颈，还必须尽快找到合适的木材替代原材料。 这些看似无法解决的危机，却给善于思考、勇于创新的企业带来了机遇。

面对国内外日益严格的木材采伐和出口限制，国内人造板企业迫切需要寻找木材的替代原材料。 我国幅员辽阔，自然资源丰富。 其实，能够完美替代木材的原材料就在我们身边，它就是小竹子。

然而，虽然我国的竹子产量丰富，但面对巨大的市场需求，单靠小竹子能够应对吗？

此外室内装饰装修材料人造板，竹子的衍生物“竹炭”由于其吸附能力强，被广泛应用于净化空气、消除异味、吸湿防霉、抑菌驱虫等诸多方面。 那么当面对“无醛”市场需求日益严格的挑战时，这种竹衍生物能否独善其身呢？

参考：

（1）摘自中国质量新闻网2017年10月25日报道《无甲醛地板真的不含甲醛吗？

发布：中文网()

供稿：方翔知识产权研究院

编辑：赵震 校对：宗恒君

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