木材如何做到尺寸稳定?

2017/06/14


-------谈谈木地板的六面封漆木材碳化

 

在中国木地板的质量标准中,有一项指标叫做尺寸稳定性。所谓的尺寸稳定性,

指是材料在受机械力、热或其他外界条件作用下,其外形尺寸不发生变化的性

能。这项指标,在强化木地板与实木复合地板的国家标准中都有明确的规定,

但是在实木地板的国家标准中却没有。因为实木地板用原始的木材做成,完全

保留了木材湿胀干缩和各向差异的材料学特点,而这恰恰是实木地板容易变形

的根本原因。

 

                                               

image001.jpg


 

什么叫湿胀干缩?木材的含水率在纤维饱和点以下,由于含水率的增加而引起尺寸

和体积的膨胀称为湿胀;由于含水率的减少而引起尺寸和体积的收缩称为干缩。木

材的这种湿胀和干缩性质称为胀缩性。什么叫各向差异?通常一块方形木材(例如

地板)有三个面,即径切面、弦切面和横切面,这三个切面的湿胀干缩率是不同的。

因为木材有湿胀干缩和各向差异的特性,使木材的尺寸和体积不能保持稳定,而随

空气中的湿度和温度变化而变化。

为了使木材能做到尺寸稳定,古埃及人类发明了木材复合技术,即将木材削成薄片,

变成木皮。木皮使三维的木材变成近似二维的木材,各向差异变成了一向差异,然

后用胶水将木皮纵横交错粘合起来。木材本身的湿胀干缩率被木皮的纵横交错相

互抵消,从而降低了变形率。这就是实木复合地板的结构原理,也是实木复合

地板被首选为地暖地板的主要原因。

 

image002.jpg

 

实木地板以原始木材为地板坯料,保留了木材湿胀干缩和各向差异的全部特性。开

启地暖时,在很短的时间内向地板加热,地板木材迅速失水,造成严重的变形。但

是市场上还是有实木地热地板在供给,特别是去年冬天一来,借着“有胶就有甲醛”、

“实木复合地板在高温下甲醛超标”的谎言与恐吓,实木地热地板甚至有了销量上

升的迹象。从现象上讲,实木地热地板似乎克服了因湿胀干缩各向差异而造成的变

形。其实仔细阅读实木地热地板的宣传文件,除了“高温甲醛”等恐吓性语言之外,

还流露了两个秘密,即“六面封漆”和“木材碳化”。

通常为了地板的耐用,人们只是在地板的表面涂漆,叫做“单面涂装”。油漆是一

种塑料(聚氨酯或丙烯酸),它能隔绝外界空气与地板木材的交流作用。一块地板

六个面,单面涂装,保留了与外界的接触与木材的本性,如果六面都涂装,就把外

界与地板的接触全部隔离了。外界湿度与温度的变化暂时不会影响到地板的木

材内部(但是时间长了,塑料与木材会脱离),不会引起湿胀干缩了,地板

是不变形了,但是木材变成塑料了。

 

image003.jpg

 

碳化是指用190℃---212℃的高温高压对木材进行长时间热解处理。碳化有两种工

艺,表面碳化是用氧焊枪烧烤,使木材表面具有一层很薄的炭化层,对木材性能

的改变可以类比木材的油漆。深度炭化木也称为完全炭化木、同质炭化木,是经

过200度左右的高温炭化技术处理的木材,其营养成分被破坏,其吸水官能团半纤

维素被重组,湿胀干缩率下降。碳化使木头内的多糖(纤维素)高温分解形成单糖,

单糖附着在木材表面。随着时间的增长,表面易发生腐朽,表面呈褐色或黑褐色。

同时,碳化木吸收结合水的能力不强,但吸收自由水的能力很强。为了减缓这些现

象,可在炭化木的表面涂饰三层油漆。正如六面封漆而使木材变成了塑料,碳

化使木材变成了焦炭。碳化木一般用于室外。

 

image004.jpg

 

木材是四大类建材(金属、硅酸盐、高分子和动植物纤维)中与人类最亲近的材料,

人类将木材应用于室内空间的时候,它能起到调节室内微环境的湿度与温度的作用。

木材具有生命力,就是指这一点。在空调发明之前,室内的木材是室内主要的环境

调节器。近几十年来,木材学发展了一门科学,叫做木质环境学,它提出了一个与

人类日常生活休憩相关的概念,叫做木量,即人类赖以生存的室内空间,要

有一定比例与数量的木材,与之对应的是设计界的室内湿度设计湿度是

人类室内居住的一个非常重要的环境指标,它直接与人的生命和人的健康相关。以

细菌和病毒为例,在相对湿度低于40%,或者高于80%的情况下,它们可以生存24小

时以上,但是,在相对湿度50%-60%的情况下,它们只能存活3分钟,这也就是为什

么医院和军队的野战医院都将手术室的湿度作为一个严格控制的指标的原因。那么,

如何保持室内湿度在50%-60%之间呢?室内有足够的木量就可以做到这一点。因为在

通常的条件下,木材平衡含水率恰好与这一湿度区间相关。

image005.jpg

 

为了使室内有足够的木量,同时使木量调节室内湿度的质量提升,近年来欧洲木地

板的一个发展趋势是在涂装方面的改进,将原来以塑料为主的油漆,改为以木蜡油

为主的油脂。木蜡油涂布在地板的表面,形成一层油脂性薄膜,起到了保护地板的

作用,它同时又是开放的,室内空气中的水分,能比用塑料涂装更自由地进入

与逸出地板的木材,从而更好地起到自动调节室内微环境的作用。在欧洲地板

市场上,木蜡油涂装的地板已经占到80%以上。有一家专做实木地热地板的厂家宣传

说,欧洲和日本正在大规模地采用地热地板,但是他们没有告诉消费者,欧洲和日

本的地热地板90%以上都是实木复合地板,而且越来越多地用开放性的木蜡油,

不像在中国一部分人所做的那样,将地板六面封漆木材碳化

 

image006.jpg

 

“六面封漆”和“木材碳化”以后,地板就不再是木材了,因为它已经失去了木材

对人类最友好的特性。将木材变成塑料,将木材变成焦炭,个别厂商的利益,消费

者的悲哀。