強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響因素分析

吳自成+龐敏+苗振岳+張惠仁+李京亞

摘 要：以強化地板為研究對象，在保持其他條件不變的情況下，通過改變試件的浸漬溫度、浸泡時間、試件尺寸以及試件溫濕度的處理條件等因素，分別測試了強化地板的吸水厚度膨脹率，通過對比分析研究它們對測試值的影響。結(jié)果表明：隨著浸漬溫度的升高，強化地板的吸水膨脹率也隨之變大；隨著浸泡時間的延長，強化地板的吸水膨脹率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，并逐漸趨于緩和；試件尺寸大小對強化地板吸水厚度膨脹率影響較大，隨著試件尺寸的增加，強化地板的吸水膨脹率顯著減??；不同平衡處理條件下強化地板吸水厚度膨脹率差異較大，高溫高濕平衡處理吸水厚度膨脹率降低，低溫低濕平衡處理使吸水厚度膨脹率增加。

關鍵詞：強化地板；吸水厚度膨脹率；影響因素

中圖分類號 TU564.6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）20-75-04

Analysis of the Influencing Factors on Determination of Thickness Swelling Rate of Laminate Flooring

Wu Zhicheng et al.

（Anhui Province Product Quality Supervision and Inspection Institute，Hefei 230051，China）

Abstract：In this thesis，laminate flooring（Laminate floor covering）is the object of the study. We change the experiment conditions such as water temperature，soaking time，specimen size and THI in the experiment with other things being equal. By analyzing the data we got in the experiment，and then summarize the effects of each factor to the laminate flooring. By analyzing the data we got in the experiment，we found that the hygroscopic thickness swelling rate of laminate flooring rises with water temperature increasing，with the extended soaking time，but tends to be moderate.And we also found that the numerical values of hygroscopic thickness swelling rate of laminate flooring decrease with the increase of specimen size Burt as to the last factor THI，its complex. In the experiment，we found that hygroscopic thickness swelling rate of laminate flooring varies violently in different equilibrium conditions. We found that hygroscopic thickness swelling rate of laminate flooring appears bigger in low temperature and humidity than that before，while in high temperature and humidity the numerical value of hygroscopic thickness swelling rate of laminate flooring appears quite the contrary.

Key words：Laminate flooring；The thickness expansion rate of water absorption；Influencing factors

1 前言

強化木地板是以一層或多層專用裝飾紙浸漬熱固性氨基樹脂鋪裝在高密度纖維板等人造板基材表面，在基材表面鋪設裝飾紙和耐磨紙，背面鋪設平衡紙，經(jīng)熱壓、企口加工而成的地板[1]。強化木地板的吸水厚度膨脹率主要反映地板基材的耐水性和吸水后的尺寸穩(wěn)定性。吸水厚度膨脹率高的強化地板，其耐水性能越差，吸水后易膨脹，厚度方向的尺寸穩(wěn)定性差。

強化地板國家標準GB/T18102-2007對吸水厚度膨脹率測試規(guī)定采用150mm×50mm的試件，在20℃的水中浸泡24h，測量試件邊緣3個測量點的厚度；而國家標準GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》對人造板的吸水厚度膨脹率測試試件規(guī)定采用50mm×50mm的試件，在溫度為20℃的水槽中浸泡一定時間，測量試件中心點浸泡前后的厚度變化。不同的試件規(guī)格、浸漬溫度、浸漬時間和不同的試件平衡處理條件都會對強化地板的吸水厚度膨脹率產(chǎn)生一定的影響。為此，本研究以強化地板作為研究對象，在保持其他條件不發(fā)生變化的條件下，分別改變測試過程中試件的規(guī)格、浸漬溫度、浸漬時間和不同的試件平衡處理條件等因素，然后測試強化地板的吸水厚度膨脹率，并通過對比和分析，找出變化規(guī)律，從而強化地板的吸水厚度膨脹率檢測和標準的修訂提供一定的參考。

2 材料與方法endprint

2.1 實驗材料 （1）強化地板。采用不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的2種強化地板為試材，厚度分別為8mm和12mm。（2）實驗設備。①電子數(shù)顯卡尺：量程：0～200mm；精度：0.01mm（成都成量工具有限公司生產(chǎn)）。②千分尺：量程：0～25mm；精度：0.001mm（成都成量工具有限公司生產(chǎn)）。③恒溫恒濕試驗箱：型號：HWS-250（上海精宏實驗設備有限公司生產(chǎn)）。④電熱恒溫水浴鍋：溫度范圍為20℃～100℃，溫度波動為±1℃（張家港市醫(yī)療器械廠生產(chǎn)）。

2.2 試件制作及處理 （1）按照強化地板國家標準GB/T18102-2007和國家標準GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》的要求，將2種厚度的強化地板制成長150mm，寬50mm的長方形試件各16個，及20mm×20mm、30mm×30mm、40mm×40mm、50mm×50mm的試件各12個，共128個試件。（2）按照國家標準GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》的要求將所有試件在（20±2）℃，相對濕度（65±5）%條件下處理至質(zhì)量恒定[3]。

2.3 試驗內(nèi)容

2.3.1 浸漬水溫度對強化地板吸水厚度膨脹率測定值的影響 按強化地板國家標準GB/T18102-2007的要求，取8mm和12mm 2種厚度的強化地板試件各5組（試件規(guī)格150mm×50mm）進行實驗，分別置于溫度為16℃、18℃、20℃、22℃、24℃的水中浸泡24h，測量試件測量點浸泡后的厚度，計算其吸水厚度膨脹率。并對數(shù)據(jù)處理分析，從而確定浸漬水的溫度對強化地板吸水膨脹率測定值的影響情況。

2.3.2 浸漬時間對強化地板吸水厚度膨脹率測定值的影響 分別用厚度為8mm和12mm的強化地板各3種規(guī)格的試件進行實驗，試件規(guī)格分別為150mm×50mm、50mm×50mm、20mm×20mm，在20℃恒溫水浴鍋中浸泡22h、23h、24h、25h和26h，分別測量試件浸泡前后的厚度，計算出其吸水厚度膨脹率。并對數(shù)據(jù)進行分析，從而確定浸漬時間對其吸水厚度膨脹率的影響情況。

2.3.3 試件尺寸對強化地板吸水厚度膨脹率測定值的影響 根據(jù)國家標準GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》要求，取8mm和12mm厚的2種板材，分別制成規(guī)格為20mm×20mm、30mm×30mm、40mm×40mm和50mm×50mm的試件，在20℃的水中浸泡24h后，測量試件浸泡前后尺寸變化，計算出吸水厚度膨脹率。并對數(shù)據(jù)進行分析，從而確定試件尺寸對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響情況。

2.3.4 試件的溫濕度處理對強化地板吸水厚度膨脹率測定值的影響 取試件規(guī)格為150mm×50mm的2種厚度強化地板各2組，第一組采取低溫低濕條件即溫度為（10±2）℃，濕度為（30±5）%的環(huán)境中進行平衡處理；第二組采取高溫高濕條件即溫度為（30±2）℃，濕度為（90±5）%的環(huán)境中進行平衡處理；處理后的試件在20℃的恒溫水浴鍋中浸漬24h，測量試件浸泡前后尺寸變化，計算出吸水厚度膨脹率。并將測試結(jié)果與標準平衡處理條件處理試件的測試值進行比對分析，以確定溫度濕度處理對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響情況。

2.4 地板吸水厚度膨脹率的檢測方法

2.4.1 原理 確定試件吸水后厚度的增加量與吸水前厚度之比。

2.4.2 實驗步驟 測量如圖1所示6個點試件厚度h1，將試件浸于溫度為（20±1）℃的蒸餾水水槽里，試件垂直于水平面放置，試件下表面與水槽底部要有一定距離，試件之間留一定間隙，使其自由膨脹，浸泡時間為24h±15min，完成浸泡，取出試件，擦去表面上的附著水，并立即在原測量點測其厚度h2[2]。

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圖1 吸水厚度膨脹率測量點示意

2.4.3 計算公式 試件吸水厚度膨脹率按以下公式計算：

[T（%）=（h2-h1h1）×100]

式中：T——吸水厚度膨脹率，%；h1——浸水前試件厚度，mm；h2——浸水后試件厚度，mm。

強化木地板的吸水厚度膨脹率是6個測量點吸水厚度膨脹率的算術平均值，精確至0.1%。

3 結(jié)果與分析

3.1 浸漬水溫度對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響 從圖2可以發(fā)現(xiàn)，浸漬溫度對厚度為8mm和12mm的強化地板吸水厚度膨脹率測試值都產(chǎn)生較大的影響，隨著浸漬水溫的升高，吸水厚度膨脹率顯著增加，尤其在溫度高于20℃時強化地板吸水厚度膨脹率測試值隨溫度升高增加更加顯著?？傮w分析，強化地板吸水厚度膨脹率與浸漬溫度是正相關。人造板的吸水厚度膨脹率和其吸水水率有關[6-7]。一般而言，吸水率越高，所引起的吸水厚度膨脹率的值就越大。實驗設置的浸漬水溫度越高，對強化地板基材的浸漬速度也就越快，在相同時間內(nèi)，所造成的吸水厚度膨脹率也就自然越大。因此，在測試強化地板吸水厚度膨脹率時，應嚴格控制浸漬水的溫度。

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圖2 浸漬水溫度對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響

3.2 浸漬時間對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響 由圖3可以發(fā)現(xiàn)，2種厚度強化地板的各種規(guī)格的試件，其吸水膨脹率的值都和浸漬時間呈現(xiàn)出正相關，且隨著時間延續(xù)，其吸水膨脹率的值的增加幅度逐漸變小，并逐漸趨于水平。因為在起始階段，浸漬水可以使地板的基材含水率快速增加，板材厚度也隨之增加，但是隨著板材含水率的不斷增加，板材內(nèi)部各處水分逐漸達到飽和而不再吸水，浸泡時間對板材的含水率及因此而引起的厚度變化不再有影響[5]。endprint

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圖3 浸漬時間度對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響

3.3 試件尺寸對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響 從圖4可以發(fā)現(xiàn)，2種厚度的強化地板吸水厚度膨脹率隨著試件幅面尺寸的增加而減小，幅面尺寸越大，吸水膨脹率測試值越小，這和譚立山等對人造板吸水厚度膨脹率的研究結(jié)果基本一致[6、7]。因為試件在浸漬過程中，水分是通過試件側(cè)面邊緣逐漸滲透試件中心，試件尺寸越小，水分就會更快到達試件中心，由于吸水引起的厚度膨脹就大，相反，試件尺寸增加，水分到達試件中心位置的時間就越長，水分越難浸入，引起板材中心點的厚度變化小，因此，吸水厚度膨脹率較小。

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圖4 試件尺寸對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響

3.4 溫濕度處理對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響 從圖5可以發(fā)現(xiàn)，2種厚度的強化地板經(jīng)不同條件的平衡處理后吸水厚度膨脹率測試值變化較大，與標準平衡處理相比，低溫低濕處理的試件吸水厚度膨脹率測試值增加，高溫高濕處理的試件吸水厚度膨脹率測試值降低。這是由于對試件進行高溫、高濕處理對強化地板是一個吸水膨脹過程，試件含水率增加，初始厚度增大，而低溫、低濕處理對強化地板是失水干縮的過程，試件含水率降低，初始厚度減小，試件經(jīng)24h浸漬后的吸水厚度值基本是不變的，因此，經(jīng)高溫、高濕處理試件吸水厚度膨脹率測試值降低，低溫低濕處理的試件吸水厚度膨脹率測試值增加。

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圖5 溫濕度處理對強化地板吸水厚度膨脹率測定的影響

4 結(jié)論

（1）強化地板的吸水厚度膨脹率測試值在一定溫度范圍內(nèi)與浸漬水溫度呈正相關，浸漬溫度越高，強化地板的吸水厚度膨脹率越大，特別在溫度高于20℃時強化地板吸水厚度膨脹率測試值隨溫度升高增加更加顯著。

（2）隨著浸漬時間的延長，強化地板的吸水厚度膨脹率也隨之增加，且隨時間的延長逐漸趨于穩(wěn)定。

（3）測試試件尺寸大小對強化地板的吸水厚度膨脹率測試值產(chǎn)生顯著影響，隨著試件尺寸的增加，強化地板的吸水膨脹率顯著減小。

（4）不同平衡處理條件下強化地板吸水厚度膨脹率差異較大，高溫高濕平衡處理吸水厚度膨脹率降低，低溫低濕平衡處理使吸水厚度膨脹率增加。

參考文獻

[1]高振忠.木質(zhì)地板生產(chǎn)與使用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[2]國家質(zhì)量技術監(jiān)督局.GB/T 18102-2007.浸漬紙層壓木質(zhì)地板[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]國家質(zhì)量技術監(jiān)督局.GB/T 17657-1999.人造板及飾面人造板理化性能試驗方法[S].北京：中國標準出版社，1999.

[4]孫學東，李旸，胡生輝，等.水溫變化對中密度纖維板吸水厚度膨脹率的影響程度[J].中國人造板，2008，1（27）：27-28.

[5]劉曉輝.檢測條件對人造板吸水厚度膨脹率測定結(jié)果的影響[J].木材工業(yè)，2005，3（31）：31-33.

[6]譚立山.人造板吸水厚度膨脹率測定方法與影響因素研究[J].浙江林業(yè)科技，2011，5（50）：50-53.

[7]于海霞，徐漫平，方崇榮，等.不同溫濕度條件對人造板理化性能的影響[J].林業(yè)科技開發(fā)，2011，01（22）：86-88. （責編：張宏民）endprint