浸渍纸层压木质地板吸水厚度膨胀率不确定度评定*

张佳彬　高丹丹　高　鹏　黄海兵　郭明辉

（1.东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江　哈尔滨　150040；2.黑龙江省木材科学研究所，哈尔滨　150081；3.黑龙江省人造板及原木锯材产品质量监督检验站，哈尔滨　150081）



浸渍纸层压木质地板吸水厚度膨胀率不确定度评定*

张佳彬1,2,3高丹丹2,3高鹏2,3黄海兵2,3郭明辉1

（1.东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040；2.黑龙江省木材科学研究所，哈尔滨150081；3.黑龙江省人造板及原木锯材产品质量监督检验站，哈尔滨150081）

摘要：依据GB/T 18102-2007《浸渍纸层压木质地板》及JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规定，对浸渍纸层压木质地板样品的吸水厚度膨胀率不确定度来源进行分析和量化，提出了吸水厚度膨胀率不确定度的评定方法。关键词：浸渍纸层压木质地板；吸水厚度膨胀率；不确定度

浸渍纸层压木质地板也称强化木地板，目前已成为市场上的主流木质地板产品之一，因其美观、耐磨、尺寸稳定性能较好，被广泛用于家庭装修及公共场所地面的铺装。由于该产品基材采用的是高密度纤维板，故吸水厚度膨胀率是检测地板耐水性能和尺寸稳定性能非常重要的指标之一。相关国家标准规定，吸水厚度膨胀率是将试件浸于20℃水中24 h后测量其厚度增加的情况，以百分数表示，判定时不超过18%为合格。由于吸水厚度膨胀率指标是否达到标准规定直接关系到产品是否合格，故判定需准确可靠；而板材的不均匀性、仪器精度、环境温湿度及人员操作等因素都会对测量结果产生影响。由于检测中不可避免地产生系统误差和随机误差，我们无法确定测量结果的真值，出具的检测报告结果，只能使用约定真值。为了得到测量值和真值之间的“余量”，需要引入不确定度的评定。一方面给出该余量的宽度；另一方面给出置信概率，说明对“真值”在该余量范围内有多大把握。在产品检测时增加不确定度的评定，可以表征测量值波动范围的不确定性，不仅可以表明测量结果的可信赖程度，更增加了临界值判定的准确性，可以使第三方检测机构给出的测量结果更加严谨和公正，也符合检测工作逐步与国际接轨的需要。本文依据国家标准GB/T 18102-2007《浸渍纸层压木质地板》及JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规定，对浸渍纸层压木质地板样品的吸水厚度膨胀率进行了测试，并对其不确定度进行评定，为相关检测提供参考。

1　试验材料与方法

1.1材料与仪器

选用规格尺寸为1 220 mm×192 mm×8 mm的浸渍纸层压木质地板盲样为试验材料，在温度20℃、湿度65%的环境下，对试样的吸水厚度膨胀率进行检测。

仪器包括：恒温水槽，精度1℃；校准温度70℃时，不确定度U=0.4℃。千分尺，精度0.01 mm，最大允差2 μm。

1.2试验方法

依据国家标准GB/T 18102-2007《浸渍纸层压木质地板》6.3.4规定，测量每个试件吸水前厚度h1，单位为mm。将试件浸于温度为（20±1）℃的蒸馏水水槽中，要求试件垂直于水平面放置在水槽中，试件下表面与水槽底部要有一定距离，试件之间要有一定间隙，使其可自由膨胀，浸泡时间24 h± 15 min。完成浸泡后，取出试件，擦去表面附水，在原测量点测其厚度h2，单位为mm。吸水厚度膨胀率计算数学模型

式中:D——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。

本次选取12组试件进行测试，测试结果见表1。

表1　吸水厚度膨胀率测试结果

1.3不确定度来源分析

计算不确定度，首先必须识别测量中的不确定度因素来源。根据对全部试验过程的分析可知，影响浸渍纸层压木质地板吸水厚度膨胀率不确定度的来源包括随机效应和系统效应两部分：随机效应来源于重复测量给出随机的不同结果，通过多次测量，取平均值，再通过统计方法进行评定，此部分称为A类不确定度的评定；系统效应是指对重复测量的每一次结果都有相同的影响，可能来自过去的测量经验、校准证书、生产厂家的技术说明书、出版物的信息、经验常识等等，这是B类不确定度的评定。通过评定每个来源的不确定度大小，最后把各个不确定度合成以给出总不确定度。本次试验A类不确定度评定来源于试验重复性引入的不确定度，B类不确定度评定来源于千分尺误差引入的不确定度和恒温水槽温度误差引入的不确定度（图1）。

图1　不确定度来源鱼刺图

2　不确定度评定

2.1B类不确定度的分析评定

2.1.1千分尺的测量误差引入的相对不确定度的计算

由于吸水厚度膨胀率计算数学模型中包含厚度h1、h2的测量，使用的测量工具为千分尺，根据千分尺检定证书给出的校准结果，本次试验用千分尺的示值允差为2 μm，即±0.002 mm，服从均匀分布：包含因子，区间半宽为0.002 mm，故由千分尺允差引入的不确定度UB1(h1)为

由千分尺引入的合成标准不确定度UC(h1)为

由千分尺引入的相对不确定度Urel(h1)为

由于同一千分尺还用于测量吸水后试件厚度h2，故h2由千分尺引入的相对不确定度Urel(h2)为

由千分尺引入的合成相对不确定度Urel(h)为

2.1.2恒温水槽的测量误差引入的相对标准不确定度的计算

本试验使用的恒温水槽，校准证书给出：温度为70℃时，U=0.4℃。置信水准在95%时，选择包含因子为k=2，那么区间半宽为0.2℃，故恒温水槽测量误差引入的相对标准不确定度Urel(f)为

2.2试验重复性引入的不确定度（A类不确定度）的评定

重复性的不确定度是由随机效应导致的不确定度分量，主要由于浸渍纸层压木质地板基材为高密度纤维板，在铺装、热压、成型等生产过程中可能形成材质不均匀，造成个体差异，又由于试验人员操作误差等原因引起。试验选取12份试样，在相同条件下进行相同处理。由表1可看出，通过重复试验12次，得出吸水厚度膨胀率测量结果，采用A类不确定度评定方法进行评定。

12次试验吸水厚度膨胀率平均值计算

标准不确定度

则相对标准不确定度Urel(D)为

2.3各分量不确定度的合成

对由A类和B类评定所计算的多个标准不确定度综合评定，可以用“平方和法”有效地进行合成，成为合成标准不确定度。本试验由仪器、人员、重复性等因素引入的不确定度各个分量见表2。

表2　不确定度分量

则合成不确定度Ucr为

合成标准不确定度UC为

扩展不确定度的计算：置信水准95%下，选择包含因子k = 2，该批浸渍纸层压木质地板试样的吸水厚度膨胀率扩展不确定度为

3　小　结

3.1依据国家标准GB/T 18102-2007《浸渍纸层压木质地板》规定：浸渍纸层压木质地板吸水厚度膨胀率结果以百分数表示，精确到0.1%。故吸水厚度膨胀率测量结果表示为10.6%±0.4%，置信概率为95%。

3.2不确定度的评定，定量地说明了测量结果的质量，对检测工作的质量控制有一定的帮助；尤其是当检测值处于标准的临界值时，计算不确定度一方面能检查检测工作是否存在差错，另一方面也能帮助检测人员和检测机构规避风险，更有利于检测结论的判定。

参考文献

［1］国家质量监督检验检疫总局.JJF1059-1999.测量不确定度的评定与表示［S］.北京：中国标准出版社，1999.

［2］中国国家标准化管理委员会.GB/T18102-2007.浸渍纸层压木质地板［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［3］施昌彦.测量不确定度评定与表示指南［M］.北京:中国计量出版社,2005.

（责任编辑：潘启英）

Evaluation Measurement Uncertainties of Thickness Expansion Rate of Water Absorbing(TS) of Laminate Flooring

ZHANGJiabin
（Material Science and Engineering College,Northeast Forestry University,Heilongjiang Harbin 150040）

Abstract Based on the standard《laminate flooring》GB/T 18102-2007 and standard《Evaluation and expression of uncertainty in measurement》JJF 1059.1-2012.The source of the uncertainty of thickness expansion rate of water absorbing (TS) from laminate flooring sample were analyzed and quantified.Put forward the evaluation method of uncertainty of thickness expansion rate of water absorbing(TS) .

Key words Laminate flooring; Thicknessexpansionrate ofwater absorbing(TS); Uncertainty

收稿日期：2016-01-11

作者简介：第1张佳彬（1983-）,女,硕士,助理研究员,研究方向：生物质材料综合利用。

文章编号：1001-9499（2016）02-0025-03

中图分类号：TS664.07

文献标识码：A