（木材科学与技术专业论文）实木复合地板面层裂纹产生原因及工艺改进研究.pdf

摘要 实木复合地板各层间相互垂直的纹理克服了天然木材各向异性的缺陷，也提高了产品 的平衡性和稳定性。因此，实木复合地板越来越多的被铺装在地暖环境中然而，并非所 有的实木复合地板都适用于在地暖工况下使熙，有些媲援在地暖环境中锈装居不到一个星 期，面层就会出现开裂现象，严重影响到地板的装饰效果。也有的实木复合地板在我国南 方地区使用效果非常好，但在北方铺装后就会开裂。所以有必要对实木复合地板的表面耐 冷热循环性能作深入的研究。 以厚度为0 6 哪、2 0 m 和4 0 m 的柚木，黑胡桃、柞木、枫木和挛叶苏木单板为面层 的实木复合地板的表面耐冷热循环性能的测试结果说明：以厚度为2 0 m 和4 0 m 的孪叶 苏木豁切板帮弦切板出现了开裂现象，且弦扔板较袋切板严重，其余豹效果良好，没有裂 纹产生 通过对孪叶苏木单板残余干燥应力、干缩系数、横纹抗拉强度以及地板面层在热压和 使用过程中( 模拟) 含水率的交化的深入研究，可以得出：孪叶苏木实木复合地板的弦切 板面层容易开裂的内在原因是：孪叶苏木的弦向干缩系数较大，而弦向横纹抗拉强度却相 对较小；外在原因是：在地扳的热压和使用过程中，地板面层因含水率的降低而横向收缩， 面层由于受到基材牵制而不能自由收缩所产生的干缩应力大予面层的横纹抗拉强度。 采用冷压工艺所制得的挛叶苏木实木复合地板的表面耐冷热循环性能没有明显改善； 降低面层含水率至6 7 后与基材压贴，地板的表面耐冷热循环性能有所改善，但面 层仍然会开裂：降低面层含水率至5 6 后与基材压贴，地板经冷熟循环试验后，板 面状况良好没有开裂现象发生。但地板面层会吸湿而纵向膨胀引起弓弯变形 对挛时苏木单板进行拷腊浸注处理后调节含承搴至6 7 再与基妨压黏。地板经 冷熟循环试验后，板面状况良好，没有开裂现象发生。可以达到o b f r l 7 6 5 7 - 1 9 9 9 人造 板及饰面人造板理化性能试验方法的要求。 试验表明，用经树脂浸注处理的2 o m m 和4 o m m 的孪叶苏木单板制得的实木复合地 板的浸渍剥离性能和涂饰性能均能达到g b t 1 8 1 0 3 - 2 0 0 0 实木复合地板的规定 关键词：实东复合地板；面层；裂纹：表面耐冷热循环性能；含承率；浸注 a b s t r a c t m u l t i p l yp a r q u e t s ( m p p ) w i t ht h e i rp e r p e n d i c u l a rg r a me a c ho t h e rl a y e ro v e r c o m et h e a n i s o 仃o p yo fn a t u r a ll u m b e r , a l s oe n h a n c et h eb a l a n c ea n ds t a b i l i t yo fp r o d u c t s t h e r e f o r e , h 口pa r em o r ea n dm o r ep a v e di nh e a tr a d i a n te n v i r o n m e n t h o w e v e r ，n o ta l lt h ew o o ds p e c i e s f o rm p ps u i t a b l et ob eu s e di nt h i se n t i r o n m e n t s o m ew o o ds p e c i e sf o r 口p ss b r f a c 豁a p p e a r c h e c k sl e s st h a naw e e ka f t e rt h e yw e r ep a v e da n ds e r i o u s l ya f f e c tt h ed e c o r a t i o ne f f e c t a i s o s o m ep a r q u e t sa r ee x t r e m e l yp e r f e c ti nt h es o u t l lb u tw i l lc r a c kw h e np a v e di nt h en o r t h t h e r e f o r e ，i t i s n e c e s s a r y t o s t u d y t h e p r o p e r t i e so fs u r f a c er e s i s t i n g c o l da n dh o t e i r c u l a t i o n ( c h c ) o f 呼pt h o r o u g h l y ， n 他c h ct e s tr e s u l to f 母pw h i c hs u r f a c el a y e r sw e r et e a k 、b l a c kw a l n u t 、m o n g o l i a no a k 、 m a p l e 、i a t o b av e n e e ro ft h i c k n e s s0 6 m m , 2 o 锄a n d4 o m ms h o w e dt h a t ：t h e2 0 r a ma n d 4 o m m j m o b at a n g e n t i a lv e n e e ra n dh a l f t a n g e n t i a lv e n e e ra p p e a r e dc h e c k s ，a n dt h ef o r m e rw a s m o r es e r i o u st h a nt h el a r c r , o t h e rp a r q u e t ss u r f a c e s e f f e c tw e r ep e r f e c t , d i dn o ta p p e a rc h e c k s a f t e rt h o r o u g hr e s e a r c ha b o u tr e m a i n i n gd r ys t r e s s , c o e f f i c i e n to fs h r i n k a g e ，t e n s i l e s t r e n g t hp e r p e n d i c u l a rt og r a i no f w o o da sw e l l 鹬m o i s t u r ec o n t e n t c h a n g eo f p a r q u e t ss u f f a e e l a y e r si nt h eh o tp r e s s i n ga n dt h eu s ep r o c e s s ( s i m u l a t i o n ) c o n c l u s i o n sa sf o l l o w ：t h ei n t e r i o r i e a s o nw h yj a t o b ap a r q u e t ss u r f a c 2l a y e r se a s yt oc r a c ki st h a t , j a t o b av e n - l t a n g e n u a l s c o e f f i c i e n to fs h r i n k a g ei sb i g g e r , b u tt h et a n g e n t i a lt e n s i l es t r e n g t hp e r p e n d i c u l a rt og r a i no f w o o di sr e l a t i v e l ys m a l l e r ；, n ee x t e r n a lc a u s e si st h a t , mt h ep a r q u e t sh o tp r e s s i n ga n du s e p r o c e s s ，m o i s t u r ec o n t e n to fp a r q u e t ss u l f a c el a y e r sr e d u c e dw i t h 扛卸s 、慨s h r i 】旺l ( a g e ，t h e n r e s u l t e di ns h r i n ks l r e s s 1 1 坞a d o p t i o no f c o l dp r e s s i n gt e c h n i c sc a n ts o l v et h eq u e s t i o no f j a t o b ap a r q u e t ss t n f a e e s c h e c k s b e f o r ep r e s s e dw i t hp l y w o e d , m o i s t u r ec o n t e n to f j a t o b av e n e e r 5a d j u s t e dt o6 7 t h ee f f e c to f c h co np a r q u e tw a si m p r o v e d b u tt l l es u r f a c el a y e r sc r a c k e da l lt h es a m e b e f o r e p r e s s e dw i t hp l y w o o d , m o i s t u r ec o n t e n to f a t o b av e l a e c ra d j u s t e dt o5 6 。t h ee f f e c to f c h co np a r q u e tw a sv e r yg o o da n dt h es u r f a c ed i d n ta p p e a rc h e c k s b u tp a r q u e t sw o u l db o w b e n db e c a u s eo f m o i s t u r ea b s o r p t i o n b e f o r ep r e s s e dw i t hp l y w o o d , j a t o b av e n e e l si m p r e g n a t e dw i 也m e l a m i n em o d i f i e d f o r m a l d e h y d er e s i n , t h e nm o i s t u r ec o n t e n ta d j u s t e dt o6 7 t h ee f f e c to fc h c o np a r q u e t w a sv e r yg o o da n dt h es u r f a c ed i d n ta p p e a rc h e c k s i tc 越m e e tt h en e e do fs l a t es t a n d a r d g b t 17 6 5 7 - 2 0 0 0 t e s tm e t h o d so f e v a l u a t i n gt h ep r o p e r t i e so fw o o d - b a s e dp a n e l sa n d 飘f 砬e d e c o r a t e dw o o d - b a s e dp a n e l s n 地s t u d ys h o w e dt h a t , t h eg l u e b o n ds t r e n g t ha n dp a i n t i n gp r o p e r t i e so f j a t o b ap a r q u e t s w i t h2 o m ma n dt h e4 o m mt h i c k n e s so fi a t o b av e r i e s ti m p r e g n a t e dw i t hr e s i nc a nr e a c ht h e s t a t es t a n d a r dg b 厂r 1 8 1 0 3 - 2 0 0 0 “p a r q u e t k e y w o r d s ：p a r q u e t ：蚍i f a p t , e ；c h e c k ：p r o p e r t yo fs u r f a c er e s i s tc o l dh o tc i r c u l a t i o n ；m o i s t u r e c o n t e n t ；i m p r e g n a t i o n 本学位论文知识产权声明 本学位论文是在导师( 指导小组) 的指导下，由本人独立完成。 文中所引用他人的研究成果均已注明出处。对本论文研究有所帮助的 人士在致谢中均已说明。 基于本学位论文研究所获得韵研究成采的知识产权属于南京林 业大学。对本学位论文，南京林业大学有权进行交流、公开和使用。 研究生签名：饿馋声小、3 导师张璇麦专 日期：如o7 多二二 致谢 本论文是在导师骆嘉言副教授的精心指导下完成的从论文的选题、试 验方案的制定、试验的进行到论文的撰写，每一个环节中导师都倾注了大量 心血，导师渊博的学识、严谨的治学态度给学生留下了深刻的印象，使学生 受益终身 在论文的完成过程中，曾得到许多人的关怀与帮助特别是得到德维地 板有限公司总经理吴贤英、生产部经理王进以及很多员工的鼎力相助，使得 大部分试验能在工厂完成此外，也得到了徐永吉教授、顾炼百教授、孙有 富教授、李大纲教授、潘彪副教授、徐魁梧副教授的指导与帮助在此，我 向他们表示感谢 感谢在校学习期间在学习和生活中给予我帮助的各位学友，尤其是孙小 苗硕士、叶丽硕士，王晶晶同学、郝东恩同学、赵芳同学等给予我的支持与 帮助 在试验的进行中研究生院老师也给予了我多方面的支持与帮助 值此论文完成之际，作者向所有提供过帮助的老师和同学表示诚挚的感 谢! 本论文得以顺利完成，也离不开亲人的关怀和支持，藉此机会向父母表 示深深的谢意 赵祜 2 0 0 7 年5 月于南京 1 1 概述 1 绪论 地板是一种常用的地面装饰材料，与其它地面装饰材料如地毯、石材、瓷砖相比，木 质地板具有自然、美观的纹理，质轻而容易加工，保温性好，能调节室内温度、湿度，有 弹性可缓和冲击等特点，给人一种回归自然的感觉，因而受到人们的喜裂u 。 我国木质地板的工业化生产始于2 0 世纪8 0 年代。经过2 0 多年的发展。己形成了多 种类、多规格、多功能的产品结构，以及从生产、销售、铺设到售后服务具有一定规模的 产业体系闭2 0 0 5 年，我国木质地板产量已达2 9 2 亿n 1 2 ，仅次于欧盟其中强化地板1 9 亿m 2 ，实木地板5 0 0 0 万m 2 ，实木复合地板4 6 0 0 万n 1 2 ，竹地板6 0 0 万m 2 木地板产品 年创产值达3 0 0 多亿元人民币，我国已成为名符其实的地板生产大国i 引 然而，随着我国国民经济的持续增长、生产建设规模的扩大和人民生活水平的提高使 得国内对木材的需求急剧上升，木制品的需求量越来越大，木材供应与需求的矛盾也日趋 紧张f 4 j 。2 0 0 4 年，我国木材缺e 1 已达1 0 9 亿矗，比2 0 0 0 年增长了2 0 2 ；预计到2 0 1 5 年，我国生产建设用材需求量约为4 8 亿n ，缺1 ：3 将达1 9 亿一嘲。但我国是一个森林资 源相对贫乏的国家，2 0 0 5 年1 月，国家林业局公布的第六次全国森林资源清查( 1 9 9 9 - - 2 0 0 3 ) 结果显示，我国森林面积为1 7 5 亿h m 2 ，森林覆盖率1 8 2 l ，人均森林面积为世界水平 的2 2 ；森林蓄积量为1 2 4 5 6 亿岔，人均森林蓄积量为世界水平的1 4 6 嘲 为了缓解国内木材的供需矛盾，我国不得不动用大量外汇进口原木及锯材。2 0 0 6 年， 我国进口原木3 2 1 5 万m 3 ，锯材6 0 7 万m 3 ，分别比2 0 0 5 年增长9 5 、1 6 1 7 1 但仅依赖 进口木材可能日渐艰难，一方匦。国外主要木材出口地区如东南亚、非溯、拉丁美i f i l 等出 于环保目的都加强了对地方资源的保护和对木材出口的控制，纷纷采取措施限制热带雨林 的过度采伐【3 j ，使进口的木材资源受到一定程度的限制，从而导致价格上扬，增加了木制 品的成本；另一方面，我国从1 9 9 8 年开始实施天然林保护工程以来，营造了大量的人工 林，至2 0 0 3 年，累计营林面积达5 3 2 5 7 3 万h m 2 ，蓄积1 5 0 5 亿脚? ，居世界首位嘲。这对 缓减我国木材供需矛盾，提高木材供给能力有着十分重要的意义。为加速人工林的发展， 我国于2 0 0 2 年制定了重点地区速生丰产林工程规划，根据工程规划，到2 0 1 5 年将建 成约1 3 3 3 3 万h m 2 ( 2 亿亩) 的速生丰产林基地，每年可提供木材1 4 亿m 3 ，可支撑人造 板生产能力2 1 5 0 万m ? ，提供大径材1 5 7 9 万m 3 ，约占国内生产用材需求量的4 0 1 9 j 实木复合地板为优质木材和速生材复合而成，而优质木材仅占5 4 0 l 埘实木复 合地板的广泛使用，一方面，为全球节省了大量的优质木材；另一方面，丰富的速生材资 源是实木复合地板发展的强大后盾。近年来，实木复合地板产业得到迅猛发展，从2 0 0 2 年的8 9 0 万m 2 增长到了2 0 0 5 的4 6 0 0 万m 2 a l ，年增长幅度均在2 0 以上。实木复合地 板的发展对节约使用世界范围内的木材资源有着现实的意义，符合国家和行业的产业政 策，有利于国家的可持续发展【瑚。 2 实木复合地板生产发展现状 实木复合地板起源于欧洲，包括三层实木复合地板和多层实木复合地板2 0 世纪3 0 年代，瑞典人受胶合板纵横交错互相牵制变形小的启迪，开始研究纵横交错自q 实木复合地 板。1 9 4 1 年瑞典康数集团率先研究出世界上第一块三层实木复合地板，并在同年注册了 产品发明专利，从而揭开了地板行业新的发展领域l i l j 实木复合地板随后在北欧首先普及，并在西欧得到很好的发展到了上个世纪g o 年 代，已成为欧洲地板消费的主流产品。9 0 年代初开始进入全球市场并在东亚、东南亚和 东欧得到较快的发展【1 2 j 。全球现己建成三层实木复合地板高端产品生产线1 0 0 条，其中 西欧4 5 条，亚洲4 5 ，东欧1 0 条，年总生产能力约7 0 0 0 万m z l 。 在我国，吉林森工金桥木业有限公司是第一个引进欧洲技术和设备生产三层实木复合 她扳的企业，健们】9 9 3 年开始赴德国、瑞典考察启动项目，1 9 9 4 年引进德国、意大剽的 技术和设备，并于同年正式投产。生产出我国第一块三层实木复合地板t t 2 1 。 经过十多年的发展，我国实木复合地板产业发展迅猛，在地板市场上与实术地板、强 化地板形成了“三足鼎立”的局面2 0 0 5 年我国从事实木复合地板生产的企业有3 0 0 多 家，主要分布在东北、北京、天津、山东、广东、云南、浙江和江苏等地年生产能力可 达6 0 0 0 万m 2 。年产量达到4 6 0 0 万m 2 ( 见表1 1 ) ，而且呈逐年上涨的趋判u 】实木复合 地板企业大多跌德雷、芬兰、惹大莽j 稻日本等国号f 谨先迸生产设备，技术水平离、自动化 程度高。产品主要以出口为主，销往美国、加拿大、意大利、日本、韩国等国家，在国内， 随着环保意识的深入，实木复合地板在北京、上海等一些较发达地区也开始被消费者逐渐 接受n 3 i 。 ： 表1 11 9 9 9 2 0 0 5 年我国各类木地板产量p 0 3 】( 万m 2 ) 强化本地板实木她板实本复合地扳竹地板合诗 年份数量器数量篇数量麓耋器数量醋 1 9 9 93 5 0 0 + 3 0 0 0 2 0 0 8 0 6 7 8 0 2 0 0 06 0 0 07 14 0 0 03 33 0 05 0 1 2 0 5 0 1 0 4 2 05 4 2 0 0 18 8 0 04 7 6 0 0 0 5 0 4 5 05 02 0 06 71 5 4 5 04 8 2 0 0 21 2 0 0 0 3 69 0 0 05 08 8 09 6 3 0 0 5 0 7 2 1 8 0 4 4 2 0 0 31 2 0 0 007 0 0 02 2 2 2 0 01 5 04 0 03 32 1 6 0 0- 3 2 0 0 41 5 0 0 02 5 7 0 0 0 0 3 3 0 05 0 5 0 0 2 52 5 8 0 01 9 2 0 0 51 9 0 0 02 75 0 0 02 9 4 6 0 03 96 0 02 02 9 2 0 01 4 1 ，3 国内外的研究现状 国外对木材裂纹和实木复合地板变形的研究比较多，实验方法也较完善，其中有可以 借鉴的地方但对实木复合地板面层裂纹的研究却相对较少，可查阅的资料有限。 美国普度大学的d a n i e lc a s s e n s 、y u e l o n gl e n g 、g e o r g em c c a b e 等曾对。实木复合地 2 板表面裂纹的发展规律”进行了研究，认为树种、胶种、薄木的正反面、养生条件、组坯 时间是表面产生裂纹的重要影响因素研究表明，裂纹出现最少的情况是用脲醛胶胶合、 松面朝外、面板在相对湿度为3 5 的条件下养生、用l m i n 进行组坯i l ”。澳大利亚墨尔本 大学的b a r b a r ao z a r s k a 博士认为，实木复合地板涂饰表面产生裂纹有多种原因，最重要 的影响因素有：面层单板的树种和质量、基板的类型和结构、面板和基板的含水率、胶粘 剂的种类和胶合工艺、养生条件和养生工艺、涂料和涂饰工艺及使用环境【1 5 1 美国农业 部林产品实验室的a l f r e d c h r i s t i a n s e n 、m a r kk n a e b c 在2 0 0 4 年1 月出版了( i t 板饰面 家具与细木工制品表面裂纹缺陷的诊断指南技术手册。 国内学者路则光通过观测干燥环境中柞木实木复合地板表面的“龟裂”现象，提出了 实木复合地板涂饰表面裂纹的测试方法。并在实测的基础上，对地板的含水率变化及漆膜 开裂情况进行了分析1 1 6 1 。路则光，申利明阐述了实木复合地板面层裂纹产生的原因，认 为地板涂饰表面的裂纹主要是由面板的开裂造成的。养生时间的延长及面层单板背面划刀 痕能把地板各层由于含水率的变化所产生的应力进行释放，地板面层和基材的收缩幅度变 小，进而减小漆膜开裂的程度。在此基础上，在试验室条件下测定了地板漆膜的韧性，对 漆膜的质量进行了分析和评价1 1 7 除此之外，关于实木复合地板裂纹的参考资料大多是一些综述性的报道。本课题将在 面层单板树种、厚度、纹理方向和含水率对实木复合地板表面耐冷热循环性能的影响方面 做一些探索性的研究。 1 4 几种木质地板的比较 1 4 1 实木地板 实木地板是用木材直接加工成的地板。按地板块的结构可分为：平接地板、榫接地板、 镶嵌地板、竖木地板和卷帘地板等种类；按地板铺装方案可分为：长条地板、拼花地板； 按出厂时是否经过表面涂饰可分为：漆板、素板【“。目前市场上以榫接地板、长条地板、 漆板为主。实木地板保留了天然木材的优良性能，具有脚感舒适、自然温馨、冬暖夏凉、 高贵典雅等特点【l o j 。 消费者对实木地板的质量要求应坚持“三严一松”的原则，即含水率要求严、几何加 工尺寸严、饰面涂料严，而对木材的自然缺陷规定较松，如节疤、色差、纹理、髓心等旧 可见在实木地板的生产过程中，含水率的控制对地板质量是十分重要的。如果地板含水率 偏高，可能会引起地板间隙增大或板面开裂；若偏低，地板会吸湿而膨胀，使已铺装好的 地板拱起、翘曲或霉变。 实木地板原材料以生长周期较长的进口优质阔叶材为主，对木材的大量砍伐会破坏全 球的生态环境。所以，各主要木材出e 1 国都意识到了森林资源保护的重要性，从而使得实 木地板的原材料受到制约，其价格也随之上涨。另外，实木地板的日常护理也要求较高， 给用户带来不少麻烦。 3 1 4 2 强化木地板 强化木地板的学名为浸渍纸层压木质地板。是以一层或多层专用纸浸渍热固性氨基树 脂，铺装在刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板等人造板基材表面，背面加平衡层，正 面加耐磨层，经热压而成的地板【1 5 1 由于强化木地板特有的四层结构，因此，具有自然 美观、防潮、阻燃、抗冲击、耐磨损、易于清洁、尺寸稳定性好、安装方便等优点。 强化木地板的厚度偏薄，一般为8 m m 、1 2 r a m 此外，地板表面为覆盖有三氧化二铝 ( a t 2 0 3 ) 的耐磨层，这给强化木地板带来了发硬、发脆，脚感差等缺点i l o j 。 该地板的基材，是采用人工速生林、采伐及加工剩余物为原料。这样既保护了森林资 源又符合当今世界提出的可持续发展的要求，同时也达到了经济、实用的目的i l j ，近年来 发展速度很快。 强化木地板另外一个重要的指标就是甲醛释放量，它是由基材中密度板或刨花板含有 的游离甲醛释放而造成的，由于甲醛有害人类健康，因此，这个指标被严格控制。我国已 经颁布了国家标准g b ，1 8 5 8 0 - 2 0 0 1 室内装饰装修材料一人造板及其制品中甲醛释放限 量，要求企业全部生产e l 级产品以保护人们的健康i i 】 1 4 3 竹地板 竹地板包括竹制地板及竹木复合地板竹地板具有质地细腻、光滑平整、纹理清晰、 色泽典雅、独具天然美感的特点。我国竹资源丰富，现有竹林面积4 2 1 万h m 2 ，占全球竹 林面积的2 5 ，年产竹材1 1 6 0 万t ，占全球总产量的l 3 。竹材4 5 年即可使用，周期 远远短予木材f l ：z 1 竹制地板是用毛竹为主要原料经过特定工艺加工而成的地板它作为。以竹代木”的 新产品，既可以充分利用我国的竹材资源，又可以节约日益匮乏的木材资源。而且，竹材 组织致密、材质柔韧，价格相对较低，用它加工出来的地板深受人们的青睐。竹材的化学 成分与木材相比，含有较高的纤维索、半纤维素、淀粉、糖类及蛋白质等有机质，故竹材 比木材更容易产生霉变和腐朽因此，竹地板的加工工艺较木地板复杂【l 伽 竹木复合地板的面层为旋切竹单板，芯层为木单板、中密度板，底层为木单板，各相 邻层的纹理互相垂直。该地板的对称结构保证了其良好的尺寸稳定性，克服了实木地板和 竹制地板易翘曲变形的缺点产品的主要原料为价廉的速生材或中密度板，降低了竹地板 的生产成本 i 0 1 。但由于竹子自身条件的限制，竹材的利用率很低2 0 0 5 年，我国竹地板 的产量仅为6 0 0 万矗秒】，占全部木质地板产量的2 1 1 4 4 实木复合地板 实木复合地板包括三层实木复合地板和多层实木复合地板。它是以实木拼板或单板为 面层、实木条为芯层、单板为底层制成的企口地板和以单板为面层、胶合板为基材制成的 企口地板，以面层树种名称来确定地板树种名称【1 9 1 。 4 三层实木复合地板的面层多采用优质硬阔叶材，加工成一定厚度、宽度和几种长度规 格的板条，然后组合拼接在一起而成；芯层一般采用速生材，如杨木、松木、杉木等，加 工成一定厚度、宽度和几种长度规格的板条，再用胶线拼接在一起：底层一般采用速生材 的旋切单板，其结构见图1 1 中。多层实木复合地板的面层通常采用优质木材单板或薄 木，基材采用胶合板，其结构见图1 一l 中。目前地板市场以多层实木复合地板居多，本 论文的研究对象也是多层实木复合地板。 面层( 实 芯层( 扳 底层( 单板) 面层( 装饰单扳) 基材( 胶合板) ( 1 ) 三层实木复合地板( 2 ) 多层实木复合地板 图1 1实木复合地板的结构 实木复合地板的复合层数在3 层以上，它将相邻层单板的纤维互相垂直地胶合在一 起，单板宽度方向上千缩和湿胀受到相邻层单板纤维方向的制约，所以实木复合地板各个 方向的干缩和湿胀都得到改善并明显减少，各个方向的材性更趋于均匀。这样，与实木地 板相比，实木复合地板具备了尺寸稳定好，不易变形的优点。 实木复合地板面层通常采用优质木材板条或单板，厚度为0 6 m m 4 o m m 以厚度为 1 2 r a m 的地板( 面层厚2 0 m m ) 为例，面层仅占地板总体积的1 6 7 。这样，与实木地板、 强化木地板相比，实木复合地板既节省了优质木材的用量，也达到了高档自然、脚感舒适 的目的这对实现优质木材资源科学、合理的利用以及可持续发展是至关重要的【1 2 1 实木复合地板的厚度和幅面规格很多，厚度可从6 m m 、8 m m 、l o m m 一直到i g m m 。 三层实木复合地板的常见规格尺寸为( 9 0 0 2 2 0 0 ) m mx ( 1 2 0 2 1 0 ) m mx ( 1 4 1 5 ) i n u 3 ；多层实木复合地板的常见规格尺寸为( 9 0 0 2 2 0 0 ) m mx ( 9 0 2 0 0 ) 衄x ( 1 0 w 1 5 ) 衄【l o 】市场上可见较大的规格有1 8 1 8 m m x3 0 3 m m x1 2 m m 这种规格的实木地板 制造难度很大，保持其尺寸稳定性也有一定的难度，这也是实木复合地板与实木地板相比 所具有的优势。 1 5 实木复合地板的发展趋势 在国家制定的2 0 1 0 年发展目标中，建筑业将成为我国国民经济的支柱产业之一刚。 近几年，建筑业投资与建设的年递增率在2 0 3 0 ，2 0 0 4 年底，全国城镇房屋建筑面 积为1 4 9 0 6 亿n ，其中住宅建筑面积9 6 1 6 亿m ? ，占房屋建筑面积的比例为6 4 5 l 全国城镇人均住宅建筑面积为2 4 9 7 m 2 ，其中东部地区2 6 7 6 m 2 ，中部地区2 2 9 m 2 ，西部 地区2 4 2 6 m 2 2 “。 ， 随着国内建筑业对建筑结构和采暖方式的变革，在我国的北方地区，室内的采暖方式 开始采用地板辐射采暖，而且南方省市的一些高档住宅为了改善室内。夏潮冬冷”的环境， 也采用地板辐射采暖。它以洁净节能、室温均衡、减少占用空间的优势，正逐步代替传统 5 的采暖方式，并成为采暖方式发展的趋势而适用于地板辐射采暖所铺设的地板就是地暖 地板田2 3 2 4 地板辐射采暖按发热源不同，可分为电采暖和水采暖两种方式，目前以水采暖为主， 也就是所谓的“低温热水地板辐射采暖”，其铺装方式见图1 - 2 但不管是哪种方式，其 发热原理都是相同的：即把供热介质铺设在地表下面，通过地板向室内空间辐射热量。这 样，一方面可使热量散发均匀，另一方面热流自下而上散发，会令人体舒适。而在采用传 统采暖方式如暖气片、空调的环境中，由于热空气向上升，往往是室内顶部附近的温度高 于地面附近的温度，给人以头暖脚凉的不舒适感。捌。 回折型系统双平行型系统平行型系统 图1 - 2 水采暖铺装方式图 由于地板辐射采暖工况的特殊性：地板与热源的距离很小，热源温度可达( 5 0 6 0 ) ，采暖期长( 4 6 个月) ，且要通过地板传递热量，如果选择木质地板作为地面装饰材 料，必须考虑到地板在漫长的使用过程中要经过反复的受熟、冷却，夏天吸湿地板膨胀， 冬天烘烤地板收缩，所以地暖地板所要求的尺寸稳定性和抗变形能力、理化性能都必须比 普通地板要严格f 2 4 1 一般来说，地暖地板必须具备以下四种性能：热传导性能好； 热稳定性能好；环保性能好；抗变形性能，这些性能是根据地暖地板的使用环境所决 定的l 笠】。 各种地板中，实术地板和竹地板，铺装时要打龙骨热用其作为地暖地板，地板与地 面之间就有空气，而且这两类地板都较厚( 1 9 m m ) 。这样热量就不易传到地板表面，导 致热量的浪费。此外，这两类地板尺寸稳定性差、变形系数大，在长期的高温环境下容易 出现质量问题，所以不适合在地暖环境中使用 强化木地板的尺寸稳定性好，变形系数小。其表层为三氧化二铝耐磨层，热量扩散得 快且均匀。但强化木地板的厚度一般为8 n u n 。脚感较硬，保温性能也差 实木复合地板各层单板纤维互相垂直，又厚度较薄( 1 0 1 5 ) m i l l ，因此其热传导性 能、热稳定性能及抗变形性能要好于实木地板。此外，实木复合地板自然美观、脚感舒适 同时，实木复合地板的背沟槽工艺能够减小地板的内应力，使得地板变形的可能性降低 所以实木复合地板是目前地暖地板的最佳选择。 目前，消费者对实木复合地板在感性认识上有了较大的变化，从抵触到认知，再主动 6 选择购买，消费理念发生了根本变化。随着消费观念的成熟、木地板市场的成熟，地板辐 射采暖的逐步推广，多层实木复合地板会受到越来越多消费者的喜爱，它也必将成为未来 地板市场的主流。 1 6 课题研究的目的和意义 我国房地产业的蓬勃发展和地板辐射采暖的逐步推广为实木复合地板业的发展提供 了巨大的机会。因此，实木复合地板也越来越多的被铺装在地暖环境中。但是，由于面层 树种的物理性能和力学性能差异较大，有些地板铺装在地暖环境后，面层很容易出现开裂 现象，这严重影响到地板的装饰效果，所以导致消费者投诉和索赔，从而给地板企业带来 重大的经济损失。所以有必要对地板面层产生的原因作系统的分析，进而通过改进生产工 艺来达到改善面层抵抗开裂的能力。 本课题从多层实木复合地板的表面耐冷热循环性能着手，研究了地板面层树种、面层 厚度对地板的表面耐冷熟循环性能的影响，探讨了面层裂纹产生的原因，然后通过调整生 产工艺来达到改善产品质量的目的。这对于实木复合地板企业控制地板质量，提高产品合 格率有着十分重要的意义 1 7 课题研究的主要内容 ( 1 ) 以厚度为o 6 m m 、2 o m m 、4 o m m 的柚木、黑胡桃、柞木、枫木、孪叶苏木单 板为面层的多层实木复合地板的表面耐冷热循环性能的研究； ( 2 ) 单板残余干燥应力的测量和实木复合地板面层干缩应力的分析； ( 3 ) 面层单板干缩系数和横纹抗拉强度的测试； ( 4 ) 地板在生产过程和使用过程( 模拟) 中含水率的变化； ( 5 ) 孪叶苏木单板自身耐冷热循环性能的试验； ( 6 ) 孪叶苏木实木复合地板面层开裂原因的系统分析； ( 7 ) 尝试采用冷压工艺压贴，降低面层含水率后压贴和面层单板经树脂浸注处理后 压贴三种工艺来解决挛时苏木实木复合地板面层易开裂的问题，提高地板的表面耐冷热循 环性能，进而求得最佳的生产工艺； ( 8 ) 对工艺改进后所制得的挛叶苏木实木复合地板浸渍剥离性能和涂饰性能的研究。 参考文献： 【1 】王恺，木材工业实用大全( 木制品卷) 北京：中国林业出版社，2 0 0 3 囝吕斌我国木地板行业现状与发展趋势剖析人造板通讯，2 0 0 4 ( 4 ) ：3 0 - 3 1 【3 】张文玲木地板行业名牌战略的推进中国人造板，2 0 0 6 ( 8 ) ：4 巧 【4 】沈贵，张文玲中国木材工业现状与未来林产工业，2 0 0 3 ，3 0 ( 1 ) ：3 - 5 【5 】任荣荣再谈我对中国林业建设的几点看法林业经济，2 0 0 6 ( 1 2 ) ：6 1 - 6 2 【6 】国家林业局中国森林资源报告【r 】北京：中国林业出版社，2 0 0 5 7 网朱光前回顾与展望中国木材，2 0 0 7 ( 1 ) ：4 “ 【8 】朱光前近年木材进出1 2 贸易概况及对木材产业相关问题的思考木材工业，2 0 0 6 ， 2 0 ( 2 ) ：8 1 1 【9 】中国可持续发展林业战略研究项目组中国可持续发展林业战硌研究总论限1 北京： 中国林业出版社，2 0 0 2 【1 0 】高振忠木质地板生产及使用。北京；化学工业出版社，2 0 0 4 【l l 】李建伟，陈建国实木复合地板业的发展及产品创新趋向人造板通讯，2 0 0 5 ( 3 ) ： 2 8 - 3 0 【1 2 】张森林我国木地板业发展概况与展望林产工业，2 0 0 5 ( 3 ) ：3 “ 【1 3 】张一静，田明华实木复合地板的s w o t 分析及其发展策略研究绿色中国，2 0 0 5 ( 3 ) ： 6 8 - 7 1 1 4 c a s s e n sd ，l e n g yl ，m c c a b eg f a c ec h e e kd e v e l o p m e n ti ne n g i n e e r e df l o o r i n g p a n e l s 冈u s ：j o u r n a lp a p e rn o 1 6 7 3 3 o f t h ep u r d u eu 越v 。2 0 0 4 b s l b a r b a r ao z a r s k a , am a n u a lf o rd e c o r a t i v ew o o dv e n e e r i n gt e e l m o l o g y m p r o j e e t n o ： a u s t r a l i a ng o v e m m e a tf o r e s ta n dw o o dp r o d u c t s r e s e a r c ha n dd e v e m p m e n t c o r p o r a t i o n , 2 0 0 3 1 1 6 1 路则光等柞木多层实木复合地板涂饰表面裂纹的授9 试方法林业科技，2 0 0 5 ，3 0 ( 2 ) ： 2 8 - - 3 0 【1 7 】路则光等紫外线强度对实木复合地板漆膜质量的影响木材工业，2 0 0 5 。1 9 ( 6 ) ： 3 9 - - 4 1 【1 8 1 n 家质量技术监督局g b t 1 8 1 0 2 - 2 0 0 0 浸渍纸层压木质地板【s 】北京：中国标准出 版社，2 0 0 0 【1 9 】国家质量技术监督局g b t 1 8 1 0 3 - 2 0 0 0 实木复合地板【s 】北京：中国标准出版社， 2 0 0 0 2 0 1 舒文博等关于我国木质复合地板发展现状与趋势刍议木材加工机械，2 0 0 3 ( 2 ) ： 2 7 - 3 2 2 1 1 建设部综合财务司、住宅与房地产业司2 0 0 4 年城镇房屋概况统计公报，2 0 0 4 【2 2 万龙起等地暖地板的基本技术性能吉林林业科技，2 0 0 6 ，3 5 ( 3 ) ：4 1 - 4 4 【2 3 】曾珍，王维新地嫒地板及其熟学常识入造板通讯，2 0 0 5 ( 3 ) ：3 9 - 4 4 【2 4 】陈翔宇地暖地板及多层实木复合地板的发展趋势人造板通讯，2 0 0 4 ( 4 ) ：2 6 - - 2 9 f 2 5 】何毅等。多层复合实木熊板的热传导性能和尺寸稳定挂鸯京林业大学学投，2 0 0 6 ， 3 0 ( 4 ) ：4 3 撕 2 6 i , a n ge l e m e rm e t e n u m e r i c a lp r e d i c t i o no f e n g i n e e r e dw o o d f l o o r i n gd e f o r m a t i o n w o o d a n df i b e rs c i e n c e ，2 0 0 5 ，3 7 ( 3 ) ：4 8 4 - 4 9 6 【2 7 】p i e r r eb l a n c h e re t c ，e n g i n e e r e dw o o df l o o r i n gd e s i g n 啦堍t h e 丘n i t ce l e m e n tm e t h o d f o r e s tp r o d u c t sj o u r n a l ，2 0 0 6 ，5 6 ( 5 ) ：5 9 - - 6 5 8 2 实木复合地板表面耐冷热循环性能的研究 我国的实木复合地板主要出口到日本、韩国、东南亚、欧洲和北美1 1 1 。除东南亚外， 其余国家和地区每年的取暖期长达4 6 个月，如果选择木质地板作为地面装饰材料，必须 考虑到在漫长的取暖期内，地板要经过反复的受热、冷却，夏天地板吸湿膨胀，冬季地板 受热收缩【2 1 。所以木质地板的性能要比其它地面装饰材料更为严格。 实木复合地板的性能除了受温度、湿度等外部条件影响外，很大程度上取决于面层树 种自身的物理性能和力学性能，如木材的密度、干缩系数、横纹抗拉强度等。不同的面层 树种和厚度对实木复合地板性能的影响也必然不同。 目前，关于地暖地板的国家标准尚未出台。实木复合地板企业执行的标准是 g b f l 1 8 1 0 3 2 0 0 0 实木复合地板，标准没有对实木复合地板的表面耐冷热循环性能作出 要求。本章将参照国家标准g b 厂r 1 7 6 5 7 1 9 9 9 人造板及饰面人造板理化性能试验方法 的有关规定，对以厚度分别为0 6 m m 、2 o m m ，4 o m m 的柚木、黑胡桃、柞木、枫木和孪 叶苏木单板为面层的实木复合地板的表面酎冷热循环性能进行了深入研究，并从中总结出 影响实木复合地板表面耐冷熟循环性能的因素，从而为实木复合地板生产工艺的改进提供 试验依据 2 1 材料与设备 2 1 1 面层单板、基材 面层单板购自上海宝成木业有限公司，分别为柚木( t e c t o n a g r a n d i s ) 、黑胡桃( j u g l a n s