PVC仿木|不吸水、防火,但有環保爭議

PVC 仿木不含木粉,所以不吸水、不長霉;PVC 含氯,所以本身就不容易燒。代價也在氯:燒起來會放出氯化氫,加工要加穩定劑,原料氯乙烯單體是致癌物。要不要選它,看場合要的是防火、防潮,還是耐熱與環保。
PVC 仿木在美國是戶外地板的常見選項之一,美新也有ULTRAX系列,是以ASA包覆PVC的板材。這篇把它的長處和代價分開講,再和 PE 塑木並排比較。
為什麼寫這篇
PVC 仿木和塑木外觀很像,常被放在一起比,討論卻容易走向兩個極端:一邊說它「不怕水、不會爛」,一邊說它是「毒塑膠」。
兩種說法都只講了一半。PVC 的長處和代價,其實都來自同一個地方——分子裡的氯。把這件事講清楚,選材時就知道該問什麼。
PVC 仿木是什麼?
PVC 仿木是用硬質 PVC(聚氯乙烯)發泡擠出的板材,不含木粉。依 CNS 15730 第 3.1 條,塑木要含 40 % 以上的木質材料,所以它屬於仿木,不是塑木。塑木與仿木的差別,見〈塑木複材與塑膠仿木的差別〉。
PVC 也可以加木粉做成塑木(見〈HDPE|塑木的塑膠基材〉的「其他塑膠呢?」),本文談的是不含木粉的 PVC 發泡板。
它有三個構造上的特點:
- 發泡:板子裡面有細小的氣孔,比實心塑膠輕,也比較好鋸、好鎖
- 外層多半共擠一層保護層:例如 ASA 這類耐候塑膠,用來擋紫外線、抗污。沒有保護層的 PVC,曬久了會褪色、表面粉化
- 不加塑化劑:塑化劑是讓 PVC 變軟用的,用在軟管、皮革布這類軟質製品;地板用的是硬質 PVC,不需要塑化劑
要注意的是回收料。回收 PVC 如果混到軟質 PVC 製品(例如電線外皮、地墊),塑化劑就會跟著進來。產品若用了回收 PVC,可以請廠商提供鄰苯二甲酸酯類(DEHP、DBP、BBP、DIBP)的檢測報告。
賣點:不吸水、輕、防火
不吸水、不長霉、不怕蟲
PVC 仿木沒有木粉,板材本身幾乎不吸水,也沒有可以讓霉菌、蟲蛀的有機成分。近水、潮濕的場合,這是它最直接的優勢。
塑木則不同:木粉會吸水,切口和長期泡水的地方要注意,見〈塑木對水的抵抗能力〉。
輕
發泡讓 PVC 仿木比含木粉的塑木輕,搬運和施工都省力。
防火
PVC 含氯。燃燒時,氯會捕捉讓火焰延續的自由基,所以 PVC 本身就有阻燃性。這是 PVC 仿木在防火要求高的場合受青睞的原因。
實際能達到什麼防火等級,仍要看各型號的試驗報告。
不以環保為訴求:從原料到廢棄,每一段都有代價
讓 PVC 防火的氯,也是它代價的來源。把一塊 PVC 板的一生分成五個階段看,每個階段的環保問題,都追得到分子裡的氯。
原料:一半以上是氯
PVC 約 57 % 的重量是氯,其餘來自石油或天然氣提煉的乙烯。氯是電解食鹽水取得的,這道工序非常耗電:每噸氯約需 2,000~3,100 度電,依電解槽技術而定。舊式的水銀電解槽會排放汞,依《水俣公約》正逐步淘汰。
HDPE 只由乙烯聚合,沒有這一段。
生產:氯乙烯單體是致癌物
PVC 的原料氯乙烯單體是致癌物,與肝血管肉瘤等癌症有關,暴露風險主要在生產氯乙烯與 PVC 的工廠。美國國家癌症研究所同時指出,PVC 成品本身不是已知或疑似的致癌物。
加工:要加熱穩定劑
PVC 在加工溫度下就會開始分解,所以必須加熱穩定劑。過去常用含鉛、鎘的穩定劑,現多改用鈣鋅等不含重金屬的系統。
▲ 歐洲沒有禁用 PVC
坊間常說「歐洲大多已禁用 PVC」,並不正確。歐盟管的是 PVC 裡的添加物,例如 2023 年起限制 PVC 製品中的鉛(Regulation (EU) 2023/923)。PVC 本身仍廣泛使用,歐洲業界每年回收的 PVC 超過 70 萬噸。判斷一款 PVC 產品,要看它用了什麼穩定劑,不是看它是不是 PVC。
使用:平常沒事,失火時放出鹽酸氣體
平常使用不會釋出氯化氫:PVC 大量分解主要在 250℃ 以上,地板曬再熱也到不了。
失火時就不同了。PVC 受熱分解會放出氯化氫,也就是鹽酸的氣體,會刺激眼睛與呼吸道;燃燒不完全時,PVC 的比例越高,生成的戴奧辛越多。
廢棄:回收、焚燒都要另外處理
- 回收要走專屬管道:PVC 混進其他塑膠的回收料會造成污染。以寶特瓶為例,再生 PET 裡只要混入 100 ppm 的 PVC,就可能劣化、變色。
- 舊料帶著舊添加物:早年的 PVC 含鉛穩定劑,回收後鉛還在。歐盟對回收的硬質 PVC 網開一面——含鉛 1.5 % 以下,可用於包括地板、露臺在內的建材,到 2033 年為止,但須標示「含鉛 ≥ 0.1 %」。含回收料的 PVC 板,要問含鉛量。
- 焚燒:和失火時一樣,會放出氯化氫,燃燒不完全時生成戴奧辛。
還要注意:耐熱、熱脹與收縮
PVC 的玻璃轉移溫度約 82℃,超過這個溫度就開始變軟。古木色塑木地板的板面,四月中午 12 點已實測到 56.7℃(見〈塑木地板屋頂隔熱效果與原理〉)。那還不是最熱的月份,古木色也不是最深的顏色,盛夏的深色板會更高——離 82℃ 的餘裕,比想像中小。PVC 仿木選深色、用在長時間曝曬的地方,要先問廠商耐熱數據。
熱脹冷縮也一樣要算。PVC 仿木和塑木的線膨脹係數都因配方而不同,伸縮間隙要照型號數據計算,不能憑經驗抓,見〈塑木地板的卡扣工法:怎麼控制板往哪個方向伸縮〉。
發泡 PVC 在戶外還會縮短。這種收縮不是熱脹冷縮,縮了不回來。擠出時被拉長的分子鏈,受熱後會鬆弛回縮,所以發泡 PVC 安裝後經過一個夏天,會縮回比安裝時更短的長度,之後再隨季節伸縮。顏色越深,板面越熱、縮得越明顯。
熱脹冷縮天冷縮、天熱又會伸回來;這種收縮只會累積。用在地板上,板端接縫會越來越寬。伸縮間隙只算熱脹冷縮,對發泡 PVC 不夠,還要預留永久收縮的量。
收縮多少,看製程。擠出後經過退火處理,讓被拉長的分子鏈先在工廠裡鬆弛,安裝後就縮得少;沒有退火,這段收縮會留到第一個夏天才發生。
所以,標榜「無縫」「微縫」或「極小間距」的發泡 PVC 地板,更要先問熱回縮率。縫留多小,是安裝當天的狀態;熱回縮率,才決定一年後的縫有多大。廠商若標示熱變形溫度,也要確認是在多大的荷重下測的——同一種材料,荷重不同,數字可以差十度以上。
選購發泡 PVC 仿木時,可以請廠商提供兩個數字:一是熱回縮率(EN 479,100℃),看板子受熱後會縮多少;二是熱積聚(EN 15534-1 第 9.4 條),看板子在太陽下會比氣溫高出多少。兩個一起看,才判斷得出這款板子、這個顏色,夏天會縮得多明顯。
PVC 仿木與 PE 塑木怎麼選?
| 比較項目 | PVC 仿木 | PE 塑木 |
|---|---|---|
| 成分 | 硬質 PVC 發泡,不含木粉 | HDPE+40 % 以上木粉 |
| 吸水 | 幾乎不吸水 | 木粉會吸水,切口與長期泡水要注意 |
| 重量 | 輕 | 較重 |
| 剛度 | 約 1 GPa,較軟 | 約 3 GPa |
| 防火 | 含氯,本身有阻燃性 | 可燃,木粉受熱會碳化結炭 |
| 燃燒產物 | 含氯化氫 | 不含氯 |
| 耐熱 | 約 82℃ 開始變軟 | HDPE 熔點 120~130℃,木粉撐住剛性 |
| 回收 | PVC 專屬回收管道 | 可用回收 HDPE 為原料 |
耐用也是環保的一部分。一塊板子的環境負荷大多發生在原料與製造階段,用得越久,分攤到每一年的負荷越低。所以比較 PVC 仿木與塑木的環保表現,不能只看材料含不含氯,也要看能用多久——最可靠的依據是各產品的環境產品宣告(EPD),看它每平方公尺的碳足跡與參考使用年限,而不是保固年限。
判準:近水、防火要求高的場合,PVC 仿木有優勢;長期曝曬的深色地板、重視回收與燃燒產物的場合,PE 塑木較合適。
不論選哪一種,都要看該型號自己的試驗報告:防火等級、耐熱、線膨脹係數,不能拿材料的通性代替。
延伸閱讀
- HDPE|塑木的塑膠基材——塑膠要能在木粉焦掉之前熔化,才當得了塑木的基材
- PS仿木 vs. PE塑木——壞的時候會不會先給警告,是選材的第一個問題
- 塑木複材與塑膠仿木的差別——塑木有木,仿木只是外觀像木
附註:本文的依據與性質
• 塑木定義——CNS 15730:2019〈木材-塑膠之再生複合材〉第 3.1 條:以 40 % 以上回收之木質材料與熱塑性塑膠為主原料,利用塑膠成形之方法複合者。
• PVC 物性與化學——玻璃轉移溫度 82℃;硬質 PVC 不含塑化劑;氯在燃燒時捕捉自由基的阻燃機制;熱穩定劑由鉛、鎘改為其他系統;家庭垃圾焚燒研究中戴奧辛隨 PVC 比例增加;歐洲 2020 年回收 PVC 約 73 萬噸。Polyvinyl chloride(Wikipedia)。為一般參考資料。
• PVC 熱分解與氯化氫——Yu, J., Sun, L., Ma, C., Qiao, Y., & Yao, H. (2016). Thermal degradation of PVC: A review. Waste Management, 48, 300–314. doi:10.1016/j.wasman.2015.11.041。本文僅取得摘要,未取得全文。氯化氫對人體的影響見美國 NIOSH〈Pocket Guide to Chemical Hazards: Hydrogen chloride〉。
• PVC 與戴奧辛——Zhang, M., Buekens, A., Jiang, X., & Li, X. (2015). Dioxins and polyvinylchloride in combustion and fires. Waste Management & Research, 33(7), 630–643. doi:10.1177/0734242X15590651。本文僅取得摘要,未取得全文。
• 歐盟限制 PVC 中的鉛——Commission Regulation (EU) 2023/923,修正 REACH 附件 XVII。EUR-Lex
• 歐洲 PVC 回收——VinylPlus 年度進度報告。Progress Report 2024
• 氯乙烯單體——美國國家癌症研究所〈Vinyl Chloride〉;國際癌症研究機構(IARC)專刊〈Vinyl Chloride〉。
• 發泡 PVC 的永久收縮——Alfano, S. (2022, October 25). Understanding PVC Trim Movement: Solutions & More. Pro Remodeler. 連結。文中引述 PVC 建材廠商工程師說明:PVC 經過受熱循環後內部分子鏈鬆弛而收縮,第一年後會縮回比安裝時更短的長度;深色更明顯。該文談的是發泡 PVC 外牆飾條,與發泡 PVC 地板屬同一類材料。發泡 PVC 在戶外易收縮,亦為作者的實務觀察。
• 退火——擠出製品在擠出後再加熱一段時間,讓內部被凍結的分子取向與應力先行鬆弛,可降低日後受熱時的收縮,為塑膠擠出的一般製程。PVC 地板擠出後做退火處理,為作者參訪製造廠實驗室所見。
• 熱變形溫度與荷重——熱變形溫度依 ISO 75(或 ASTM D648)測定,荷重有 1.8 MPa(264 psi)與 0.45 MPa(66 psi)等條件。例:一般用途 PS 於 1.8 MPa 為 86℃、0.45 MPa 為 98℃(Styrolution PS 158K 技術資料);市售發泡 PVC 飾條於 264 psi 約 66℃(ASTM D648,廠商規格書)。
• PVC 含氯量——約 57 % 的重量為氯。Polyvinyl chloride(Wikipedia)
• 氯鹼電解耗電——薄膜電解槽每噸氯 2,000~2,400 kWh、隔膜電解槽 2,100~2,600 kWh、水銀電解槽 2,800~3,100 kWh;水銀電解槽依《水俣公約》逐步淘汰。U.S. EPA ENERGY STAR (2025). Energy Efficiency and Cost-Saving Opportunities for the Chlor-Alkali Industry. PDF
• PVC 污染 PET 回收——Paci, M., & La Mantia, F. P. (1999). Influence of small amounts of polyvinylchloride on the recycling of polyethyleneterephthalate. Polymer Degradation and Stability, 63(1), 11–14. doi:10.1016/S0141-3910(98)00053-600053-6)。本文僅取得摘要,未取得全文。
• 回收硬質 PVC 的含鉛豁免——Commission Regulation (EU) 2023/923:PVC 製品含鉛不得超過 0.1 %;回收的硬質 PVC 含鉛低於 1.5 % 者,用於型材、建築用板材、地板與露臺等,豁免至 2033 年 5 月 28 日,並須標示「Contains ≥ 0.1 % lead」。條文摘要見 SGS SafeGuardS 55/23。
• 剛度——指抗彎彈性模數。發泡 PVC 約 1 GPa,取自市售發泡 PVC 地板與飾條之公開試驗資料(ASTM D6109、ASTM D790);PE 塑木約 3 GPa,取自市售塑木地板之技術資料(ASTM D6109、EN 15534-1,跨距 400 mm)。兩邊的試驗方法與試件不同,只能比較等級,不能直接換算成比例。
• 熱回縮率與熱積聚——EN 15534-1:2014+A1:2017 第 9.3 條:熱回縮率在 100℃ 下依 EN 479 測定。第 9.4 條:熱積聚以紅外線燈照射試件,與黑色對照試件的升溫比較,換算日照下的預估最高升溫;標準註明此為相對值,不能預測現場實際板面溫度。EN 15534-4:2014 第 4.5.7 條與表 10 將兩者列為附加項目,客戶、第三方或法規要求時才須評估並申報。EN 15534 是塑木標準,不含木粉的 PVC 仿木不在其適用範圍,此處只借用其試驗方法。
• 塑化劑——歐盟 REACH 附件 XVII 第 51 項(Commission Regulation (EU) 2018/2005 修正):物品中可塑化材料所含 DEHP、DBP、BBP、DIBP 合計不得超過 0.1 %。EUR-Lex。硬質 PVC 地板是否屬於「可塑化材料」,本文未查到明確解釋,0.1 % 僅作為檢測時的參考值。
• 板面溫度——古木色塑木地板板面 56.7℃,作者於四月中午 12 點以紅外線測溫槍單點實測,見〈塑木地板屋頂隔熱效果與原理〉。盛夏與深色板溫度較高為定性陳述,本文沒有實測數字。
• 範圍——本文談 PVC 仿木的材料通性,不指涉任何特定廠牌,不評價任何廠商之產品。市售產品配方不同,防火等級、耐熱與線膨脹係數,以各型號之試驗報告為準。

