doi：10.13360/j.issn.1000-8101.2015.04.020中图分类号：S781.62
王俊1，陈庆庆2，李金玉1，郭晓磊2*，王洁2，曹平祥2
（1.大亚（江苏）地板有限公司，江苏 丹阳 212310；2.南京林业大学材料科学与工程学院）
摘要：通过对3种不同结构实木复合地板进行试验研究，分析了装饰面板及地板结构对翘曲变形和表面开裂的影响。结果表明：装饰面板的种类对实木复合地板的翘曲变形有明显影响，面板为桉木和非洲筒状楝时，地板翘曲变形较小，面板为柞木、枫木和番龙眼时，地板翘曲变形较大；结构对实木复合地板翘曲度的影响由小到大依次为独幅面板的多层实木复合地板＜面板为胶合板基材的3层实木复合地板＜独幅实木基材面板的3层实木复合地板＜三拼面板的多层实木复合地板＜三拼实木基材面板的3层实木复合地板。装饰面板的种类对实木复合地板的表面开裂有明显影响，黑胡桃地板表面最不易开裂，而白蜡木地板表面极易开裂，且开裂现象较严重；结构对实木复合地板表面开裂也有影响，多层实木复合地板的表面状况最佳，而面板为胶合板基材的3层实木复合地板表面状况最差，开裂现象严重。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ：实木复合地板；翘曲；表面开裂；装饰面板；地板结构
Effects of decorative veneer and floor structure on warping and surface checking of engineered wood flooring
∥
WANG Jun， CHEN Qingqing， LI Jinyu， GUO Xiaolei， WANG Jie， CAO Pingxiang
Abstract：The effects of decorative veneer and floor structure on warping and surface checking of engineered wood flooring were analyzed based on experiments of three different floor structures. The results showed that the decorative veneer type significantly influenced on warping. The warping was small when the face layer was Eucalyptus or Entandrophragma cylindricum veneer. On the contrary， the warping was significant when the face layer was Xylosma racemosum， Acer or Pometia veneer. The effect of the floor structure on warping， from the greatest to the least， was multi?layer flooring with mono?face<three?layer flooring with plywood face<three?layer flooring with mono?solid wood face<multi?layer flooring with three splice<three?layer flooring with three splice. The decorative veneer type also significantly affected on the surface checking. Black walnut?veneered flooring was difficult to form checks while white ash?veneered flooring was susceptible to checking. The structure also exerted an effect on surface checking. The multi?layer structure exhibited the best surface quality while the three?layer structure with plywood face showed the worst.
Key words：engineered wood flooring； warping； surface checking； decorative veneer； structure of flooring
First author’s address： Dare （Jiangsu） Parquet Co.， Ltd.， Danyang 212310， Jiangsu， China
收稿日期：2014-11-07
修回日期：2015-02-29
基金项目：“十二五”国家科技支撑项目 （2012BAD24B01）；江苏省高校科研成果产业化推进项目 （JHB2011-13）。
作者简介：王俊（1979-），男，工程师，主要从事木材加工工作。通信作者：郭晓磊，男，讲师。E?mail：xiaolei.guo@njfu.edu.cn
木地板作为现代主要室内装饰材料之一，因其具有天然的色泽纹理，舒适的脚感，良好的保温调湿性能而广受消费者的喜爱。随着人们生活水平的提高，目前越来越多的消费者选择使用地热地板以节省空间和节约能源。地热地板主要以实木复合地板为主，实木复合地板是以实木拼板或单板为面层、实木条为芯层、单板为底层，或以单板为面层、胶合板为基材制成的企口地板，通过面层树种确定地板树种名称。然而，木地板由于木材自身的吸湿解吸性，易产生变形、翘曲和开裂［1］。实木复合地板则具有稳定性好、变型度小等特点，在长时间高温状态下不易出现质量问题［2］，而当实木复合地板用作地热地板时，因为环境温度的升高和湿度的改变，易引起地板翘曲或开裂，影响地板的使用［3-4］。
鉴于此，笔者主要以3种不同结构的实木复合地板为研究对象，将其置于模拟环境实验室中，研究装饰面板的种类及地板结构对地板翘曲度和表面开裂的影响，旨在为地热用实木复合地板的使用和维护提供技术支持。
1材料与方法
1.1试验材料
实木复合地板，由大亚（江苏）地板有限公司提供，地板按结构的不同可以分为3种形式，如图1所示。其中，结构A由4 mm厚装饰面板、9 mm厚杨木拼板芯板和2 mm厚杨木背板组成；结构B由1.2 mm厚装饰单板与胶合板基材组成的4 mm厚装饰面板、9 mm厚杨木拼板芯板和2 mm厚杨木背板组成；结构C由1.2 mm厚装饰面板，7层胶合板芯板和2 mm厚杨木背板组成。
地板按照装饰面板的结构可以分为三拼地板（图2）和独幅地板（图3）［5］。其中，结构A和结构C的地板装饰面板结构有三拼和独幅之分，但结构B的地板装饰面板结构只有独幅。所有独幅地板的尺寸均为910 mm×125 mm×15 mm，所有三拼地板的尺寸均为2 200 mm×205 mm×15 mm。
对于独幅和三拼地板测试翘曲变形，试件中装饰面板有8种，分别为柞木（Xylosma racemosum）、桉木（Eucalyptus spp.）、枫木（Acer spp.）、桦木（Betula spp.）、黑檀（Dalbergia melanaoxylon）、黑胡桃（Juglans regia L.）、番龙眼（Pometia pinnata）和非洲筒状楝（Entandrophragma cylindricum）。对于独幅地板测试表板开裂，试件中装饰面板的种类有5种，分别为黑胡桃、桉木、枫木、桦木和白蜡木（Fraxinus excelsior L.）。
1.2试验设备
1）模拟实验室。本试验在大亚（江苏）地板有限公司的地热采暖环境模拟实验室进行，采用意大利傲时公司制造的DKC18干燥系统。实验室布局如图4所示，实验室地面面积为4 m×5 m，共有两个完全相同的实验室。每种地板有3个重复试件，地板试件总数为129块，其中独幅地板试件81块，三拼地板试件48块。由于独幅与三拼地板的尺寸不同，在铺装时需把独幅地板与三拼地板分开铺装。所有地板在铺装时相邻但不相接，即相邻地板的翘曲变形互不影响。实验室地面铺有热水管道，在管道中加入热水进行温度调节，并且通过加湿系统向实验室内喷入水蒸气以调节湿度。
2）测量设备。意大利KT-506感应式木材含水率测量仪、塞尺、游标卡尺等。
1.3试验方法
研究表明，25 ℃左右的室温是人体感觉最适宜的温度［6］。因此，选定环境温度为（25±2）℃，湿度为（40±5）%。由于该实验室的地暖系统热量损失较大，要达到所需的环境温度，须将加热水管的水温设定在（40±2）℃。
1）翘曲度试验。测量并记录每块试件的初始翘曲度和含水率，然后将所有试件装饰面向上，平铺于实验室地面。每隔7 d测量并记录试件的翘曲度以及含水率，重复测量4次，累计28 d。翘曲度具体测量方法参照GB/T 18103—2013《实木复合地板》。
2）表面开裂试验。将所有试件装饰面朝上平铺于实验室地面，每隔7 d观察试件表面状况，累计观察28 d。若试件表面有开裂，则测量并记录裂纹总长度、裂纹数目和最早出现开裂的时间。
2结果与分析
2.1对实木复合地板宽度方向翘曲变形的影响
当地板结构相同、装饰面板种类不同时，试件的初始翘曲度f0、最终翘曲度f1和翘曲度变化Δf的测定结果见表1。
由于环境温湿度的变化，每一种地板的翘曲度都发生了明显的变化。其中，桉木和非洲筒状楝的变化最小，两种三拼地板中，结构A的桉木和非洲筒状楝地板的翘曲度变化分别为0.233%和0.234%，结构C的桉木和非洲筒状楝地板的翘曲度变化分别为0.105%和0.108%。柞木、枫木和番龙眼的变化较大，在两种三拼地板中，结构A的柞木、枫木和番龙眼地板的翘曲度变化分别为0.336%，0.366%和0.309%，结构C的柞木、枫木和番龙眼地板的翘曲度变化分别为0.188%，0.197%和0.198%。桦木、黑檀和黑胡桃3种装饰面板所制实木复合地板翘曲度变化适中。
试件的初始含水率M0、最终含水率M1和含水率变化ΔM的测定结果见表2。
所有实木复合地板的含水率由最初的10%~12%上升到了12%~14%，这是因为该实验室的湿度在40%左右，而木材具有吸湿性，所以含水率会有一定变化，但是变化不明显。
当装饰面板种类相同时，以不同结构地板试件探讨结构对翘曲度的影响，分析所有以黑胡桃、桉木作为装饰面板的试件宽度方向的翘曲度。试件的初始翘曲度f0、最终翘曲度f1和翘曲度变化Δf的测定结果见表3。
5种不同结构实木复合地板的翘曲度变化也不同。不考虑装饰面板，翘曲度变化由小到大依次为：独幅结构C＜独幅结构B＜独幅结构A＜三拼结构C＜三拼结构A。三拼地板翘曲度大于独幅地板的原因是地板宽度方向尺寸变大，更容易引起宽度方向的翘曲变形。
虽然地板翘曲度与含水率有关［7-8］，但在本试验中，所有地板的初始含水率与最终含水率差异不大。因此，在每一种结构的实木复合地板中随机选取一种装饰面板，分析其翘曲度和含水率的整体变化趋势（图5）。
由图5可知，实木复合地板含水率的变化趋势是先下降后上升，而翘曲度的变化趋势是上升—下降—上升。在本试验后期，实木复合地板翘曲度变化趋势与含水率变化趋势呈现出一致性，即含水率越高，翘曲变形越严重。在本试验前期，实木复合地板的翘曲度变化与含水率变化并不完全符合，可能的原因是，在试验初始阶段，模拟实验室环境温度较高，导致实木复合地板出现翘曲变形，同时，由于温度较高，使得实木复合地板中的水分蒸发，导致含水率出现降低的趋势。
2.2对实木复合地板表面开裂的影响
实木复合地板表面开裂的等级划分并没有统一的标准，本研究将地板表面裂纹总长度、裂纹数目和最早出现开裂的时间作为实木复合地板表面开裂的评价方法。实木复合地板作为地热地板使用28 d后，其表面开裂的测定结果见表4。
地板结构和装饰面板的种类是影响实木复合地板表面开裂的2个主要因素。在所选取的5种装饰面板中，黑胡桃木地板表面状况良好，未出现开裂现象，而以白蜡木作为装饰面板的结构B地热地板在第一次测量时就出现开裂。这表明，不考虑地热地板结构，当装饰面板为黑胡桃时，出现开裂的时间最晚；当地热地板为结构B，且以白蜡木作为装饰面板时，出现开裂的时间最早。
图6为不同结构独幅实木复合地板表面出现开裂的试件中，装饰面板为桉木、枫木、桦木和白蜡木时的裂纹总长度。不考虑地板结构，当以白蜡木作为装饰面板时裂纹总长度最大，而以桦木作为装饰面板时裂纹总长度最小。从地板结构看，表面裂纹的总长度由小到大依次为：结构C＜结构A＜结构B。
图7为不同结构独幅实木复合地板表面出现开裂的试件中，装饰面板为桉木、枫木、桦木和白蜡木时的裂纹数。桦木表面状况相对较好，仅出现少许开裂现象，而白蜡木表面状况较差，出现大量裂纹。并且，3种独幅地板中，结构B表面裂纹数最多，而结构C表面裂纹数较少。
通过上述分析可知，不同结构实木复合地板中，结构C的表面状况最佳，而结构B的表面状况最差，开裂现象严重。不同装饰面板实木复合地板中，面板为黑胡桃的地板表面较难出现开裂，而面板为白蜡木的地板表面极易出现开裂。
3结论
1）对于同种结构的实木复合地板，当装饰面板为桉木和非洲筒状楝时，翘曲度变化较小；装饰面板为桦木、黑檀和黑胡桃时，翘曲度变化适中；装饰面板为柞木、枫木和番龙眼时，翘曲度变化较大。对于同种装饰面板的实木复合地板，翘曲度变化由小到大依次为：独幅结构C＜独幅结构B＜独幅结构A＜三拼结构C＜三拼结构A。含水率对实木复合地板的翘曲度有一定影响，在环境模拟实验室内部温湿度稳定后，实木复合地板的含水率越高，翘曲变形越严重。
2）同种结构的实木复合地板中，装饰面板为黑胡桃的地板表面最不易出现开裂；装饰面板为桉木、枫木和桦木的地板表面会出现开裂，开裂程度适中；而装饰面板为白蜡木的地板表面极易发生开裂且开裂现象较严重。同种装饰面板的实木复合地板中，结构C的地板表面状况最佳，而结构B的地板表面状况最差，开裂现象严重。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献
［1］尹思慈.木材学［M］.北京：中国林业出版社，1996：21-32.
［2］佟锡刚.地热地板的选用［J］.建筑装饰材料世界，2005，7（11）：4.
［3］路则光，孟祥斌，黄河浪，等.工艺改变对多层实木复合地板翘曲度的影响［J］.木材加工机械，2005，22（4）：15-17.
［4］Blanchet P，Beauregard R，Belleville B.Prefinished oak flooring surface checking and physical properties［J］.Forest products journal，2008，58（6）：25-28.
［5］孟黎鹏，王春明，刘一楠，等.三层实木复合地板的生产工艺及技术要点［J］.中国人造板，2011，18（11）：16-19.
［6］徐大海，朱蓉.人对温度、湿度、风速的感觉与着衣指数的分析研究［J］.应用气象学报，2000，11（4）：430-439.
［7］朱宏峰.三层胶合实木地板弯曲变形成因及其预防办法［J］.林产工业，1998，25（5）：30-32.
［8］梅长彤，周晓燕，周定国.板坯结构及单板处理对多层杨木复合地板变形的影响［J］.木材加工机械，2009，26（4）：4-6．
（责任编辑 莫弦丰）