强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响因素分析

吴自成+庞敏+苗振岳+张惠仁+李京亚

摘 要：以强化地板为研究对象，在保持其他条件不变的情况下，通过改变试件的浸渍温度、浸泡时间、试件尺寸以及试件温湿度的处理条件等因素，分别测试了强化地板的吸水厚度膨胀率，通过对比分析研究它们对测试值的影响。结果表明：随着浸渍温度的升高，强化地板的吸水膨胀率也随之变大；随着浸泡时间的延长，强化地板的吸水膨胀率呈现逐渐升高的趋势，并逐渐趋于缓和；试件尺寸大小对强化地板吸水厚度膨胀率影响较大，随着试件尺寸的增加，强化地板的吸水膨胀率显著减小；不同平衡处理条件下强化地板吸水厚度膨胀率差异较大，高温高湿平衡处理吸水厚度膨胀率降低，低温低湿平衡处理使吸水厚度膨胀率增加。

关键词：强化地板；吸水厚度膨胀率；影响因素

中图分类号 TU564.6 文献标识码 A 文章编号 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

强化木地板是以一层或多层专用装饰纸浸渍热固性氨基树脂铺装在高密度纤维板等人造板基材表面，在基材表面铺设装饰纸和耐磨纸，背面铺设平衡纸，经热压、企口加工而成的地板[1]。强化木地板的吸水厚度膨胀率主要反映地板基材的耐水性和吸水后的尺寸稳定性。吸水厚度膨胀率高的强化地板，其耐水性能越差，吸水后易膨胀，厚度方向的尺寸稳定性差。

强化地板国家标准GB/T18102-2007对吸水厚度膨胀率测试规定采用150mm×50mm的试件，在20℃的水中浸泡24h，测量试件边缘3个测量点的厚度；而国家标准GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》对人造板的吸水厚度膨胀率测试试件规定采用50mm×50mm的试件，在温度为20℃的水槽中浸泡一定时间，测量试件中心点浸泡前后的厚度变化。不同的试件规格、浸渍温度、浸渍时间和不同的试件平衡处理条件都会对强化地板的吸水厚度膨胀率产生一定的影响。为此，本研究以强化地板作为研究对象，在保持其他条件不发生变化的条件下，分别改变测试过程中试件的规格、浸渍温度、浸渍时间和不同的试件平衡处理条件等因素，然后测试强化地板的吸水厚度膨胀率，并通过对比和分析，找出变化规律，从而强化地板的吸水厚度膨胀率检测和标准的修订提供一定的参考。

2 材料与方法endprint

2.1 实验材料 （1）强化地板。采用不同生产企业生产的2种强化地板为试材，厚度分别为8mm和12mm。（2）实验设备。①电子数显卡尺：量程：0～200mm；精度：0.01mm（成都成量工具有限公司生产）。②千分尺：量程：0～25mm；精度：0.001mm（成都成量工具有限公司生产）。③恒温恒湿试验箱：型号：HWS-250（上海精宏实验设备有限公司生产）。④电热恒温水浴锅：温度范围为20℃～100℃，温度波动为±1℃（张家港市医疗器械厂生产）。

2.2 试件制作及处理 （1）按照强化地板国家标准GB/T18102-2007和国家标准GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的要求，将2种厚度的强化地板制成长150mm，宽50mm的长方形试件各16个，及20mm×20mm、30mm×30mm、40mm×40mm、50mm×50mm的试件各12个，共128个试件。（2）按照国家标准GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的要求将所有试件在（20±2）℃，相对湿度（65±5）%条件下处理至质量恒定[3]。

2.3 试验内容

2.3.1 浸渍水温度对强化地板吸水厚度膨胀率测定值的影响 按强化地板国家标准GB/T18102-2007的要求，取8mm和12mm 2种厚度的强化地板试件各5组（试件规格150mm×50mm）进行实验，分别置于温度为16℃、18℃、20℃、22℃、24℃的水中浸泡24h，测量试件测量点浸泡后的厚度，计算其吸水厚度膨胀率。并对数据处理分析，从而确定浸渍水的温度对强化地板吸水膨胀率测定值的影响情况。

2.3.2 浸渍时间对强化地板吸水厚度膨胀率测定值的影响 分别用厚度为8mm和12mm的强化地板各3种规格的试件进行实验，试件规格分别为150mm×50mm、50mm×50mm、20mm×20mm，在20℃恒温水浴锅中浸泡22h、23h、24h、25h和26h，分别测量试件浸泡前后的厚度，计算出其吸水厚度膨胀率。并对数据进行分析，从而确定浸渍时间对其吸水厚度膨胀率的影响情况。

2.3.3 试件尺寸对强化地板吸水厚度膨胀率测定值的影响 根据国家标准GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》要求，取8mm和12mm厚的2种板材，分别制成规格为20mm×20mm、30mm×30mm、40mm×40mm和50mm×50mm的试件，在20℃的水中浸泡24h后，测量试件浸泡前后尺寸变化，计算出吸水厚度膨胀率。并对数据进行分析，从而确定试件尺寸对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响情况。

2.3.4 试件的温湿度处理对强化地板吸水厚度膨胀率测定值的影响 取试件规格为150mm×50mm的2种厚度强化地板各2组，第一组采取低温低湿条件即温度为（10±2）℃，湿度为（30±5）%的环境中进行平衡处理；第二组采取高温高湿条件即温度为（30±2）℃，湿度为（90±5）%的环境中进行平衡处理；处理后的试件在20℃的恒温水浴锅中浸渍24h，测量试件浸泡前后尺寸变化，计算出吸水厚度膨胀率。并将测试结果与标准平衡处理条件处理试件的测试值进行比对分析，以确定温度湿度处理对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响情况。

2.4 地板吸水厚度膨胀率的检测方法

2.4.1 原理 确定试件吸水后厚度的增加量与吸水前厚度之比。

2.4.2 实验步骤 测量如图1所示6个点试件厚度h1，将试件浸于温度为（20±1）℃的蒸馏水水槽里，试件垂直于水平面放置，试件下表面与水槽底部要有一定距离，试件之间留一定间隙，使其自由膨胀，浸泡时间为24h±15min，完成浸泡，取出试件，擦去表面上的附着水，并立即在原测量点测其厚度h2[2]。

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图1 吸水厚度膨胀率测量点示意

2.4.3 计算公式 试件吸水厚度膨胀率按以下公式计算：

[T（%）=（h2-h1h1）×100]

式中：T——吸水厚度膨胀率，%；h1——浸水前试件厚度，mm；h2——浸水后试件厚度，mm。

强化木地板的吸水厚度膨胀率是6个测量点吸水厚度膨胀率的算术平均值，精确至0.1%。

3 结果与分析

3.1 浸渍水温度对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响 从图2可以发现，浸渍温度对厚度为8mm和12mm的强化地板吸水厚度膨胀率测试值都产生较大的影响，随着浸渍水温的升高，吸水厚度膨胀率显著增加，尤其在温度高于20℃时强化地板吸水厚度膨胀率测试值随温度升高增加更加显著。总体分析，强化地板吸水厚度膨胀率与浸渍温度是正相关。人造板的吸水厚度膨胀率和其吸水水率有关[6-7]。一般而言，吸水率越高，所引起的吸水厚度膨胀率的值就越大。实验设置的浸渍水温度越高，对强化地板基材的浸渍速度也就越快，在相同时间内，所造成的吸水厚度膨胀率也就自然越大。因此，在测试强化地板吸水厚度膨胀率时，应严格控制浸渍水的温度。

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图2 浸渍水温度对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响

3.2 浸渍时间对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响 由图3可以发现，2种厚度强化地板的各种规格的试件，其吸水膨胀率的值都和浸渍时间呈现出正相关，且随着时间延续，其吸水膨胀率的值的增加幅度逐渐变小，并逐渐趋于水平。因为在起始阶段，浸渍水可以使地板的基材含水率快速增加，板材厚度也随之增加，但是随着板材含水率的不断增加，板材内部各处水分逐渐达到饱和而不再吸水，浸泡时间对板材的含水率及因此而引起的厚度变化不再有影响[5]。endprint

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图3 浸渍时间度对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响

3.3 试件尺寸对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响 从图4可以发现，2种厚度的强化地板吸水厚度膨胀率随着试件幅面尺寸的增加而减小，幅面尺寸越大，吸水膨胀率测试值越小，这和谭立山等对人造板吸水厚度膨胀率的研究结果基本一致[6、7]。因为试件在浸渍过程中，水分是通过试件侧面边缘逐渐渗透试件中心，试件尺寸越小，水分就会更快到达试件中心，由于吸水引起的厚度膨胀就大，相反，试件尺寸增加，水分到达试件中心位置的时间就越长，水分越难浸入，引起板材中心点的厚度变化小，因此，吸水厚度膨胀率较小。

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图4 试件尺寸对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响

3.4 温湿度处理对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响 从图5可以发现，2种厚度的强化地板经不同条件的平衡处理后吸水厚度膨胀率测试值变化较大，与标准平衡处理相比，低温低湿处理的试件吸水厚度膨胀率测试值增加，高温高湿处理的试件吸水厚度膨胀率测试值降低。这是由于对试件进行高温、高湿处理对强化地板是一个吸水膨胀过程，试件含水率增加，初始厚度增大，而低温、低湿处理对强化地板是失水干缩的过程，试件含水率降低，初始厚度减小，试件经24h浸渍后的吸水厚度值基本是不变的，因此，经高温、高湿处理试件吸水厚度膨胀率测试值降低，低温低湿处理的试件吸水厚度膨胀率测试值增加。

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图5 温湿度处理对强化地板吸水厚度膨胀率测定的影响

4 结论

（1）强化地板的吸水厚度膨胀率测试值在一定温度范围内与浸渍水温度呈正相关，浸渍温度越高，强化地板的吸水厚度膨胀率越大，特别在温度高于20℃时强化地板吸水厚度膨胀率测试值随温度升高增加更加显著。

（2）随着浸渍时间的延长，强化地板的吸水厚度膨胀率也随之增加，且随时间的延长逐渐趋于稳定。

（3）测试试件尺寸大小对强化地板的吸水厚度膨胀率测试值产生显著影响，随着试件尺寸的增加，强化地板的吸水膨胀率显著减小。

（4）不同平衡处理条件下强化地板吸水厚度膨胀率差异较大，高温高湿平衡处理吸水厚度膨胀率降低，低温低湿平衡处理使吸水厚度膨胀率增加。

参考文献

[1]高振忠.木质地板生产与使用[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2]国家质量技术监督局.GB/T 18102-2007.浸渍纸层压木质地板[S].北京：中国标准出版社，2007.

[3]国家质量技术监督局.GB/T 17657-1999.人造板及饰面人造板理化性能试验方法[S].北京：中国标准出版社，1999.

[4]孙学东，李旸，胡生辉，等.水温变化对中密度纤维板吸水厚度膨胀率的影响程度[J].中国人造板，2008，1（27）：27-28.

[5]刘晓辉.检测条件对人造板吸水厚度膨胀率测定结果的影响[J].木材工业，2005，3（31）：31-33.

[6]谭立山.人造板吸水厚度膨胀率测定方法与影响因素研究[J].浙江林业科技，2011，5（50）：50-53.

[7]于海霞，徐漫平，方崇荣，等.不同温湿度条件对人造板理化性能的影响[J].林业科技开发，2011，01（22）：86-88. （责编：张宏民）endprint