一种表征木材稳定性能的方法与流程

1.本发明涉及实木地板领域，具体而言，本发明涉及一种表征木材稳定性能的方法。


背景技术：

2.实木地板在自然属性、环保性能、舒适性能、文化品位需求等方面有着显著地竞争优势，是中高端消费领域的首选。如今，随着我国木材资源获取渠道的全球化以及人们对生活舒适度、品位要求的不断提升，实木地板选用木种的种类日益广泛、经过各种改良(如炭化、压干、浸渍处理等)处理的实木地板占比逐渐增大。然而，由于我国南北方温度湿度环境差异较大，不同种类木种的稳定性能存在差异、各种改良处理对木种稳定性能的改良效果也不同。目前，市场上缺乏科学精准的判断不同种类木种的稳定性能、各种改良处理对木种稳定性能的改良效果的方法。为了更好地筛选适合不同温度湿度环境的木种，为了更好地判断改良前后木种的稳定性能，本领域亟需一种科学精准的表征木材稳定性能的方法。


技术实现要素：

3.本发明提供一种表征木材稳定性能的方法，通过本发明的方法对木材稳定性能进行表征，能够科学精准的判断木材的稳定性能，进而可为不同木种稳定性能的差异对比、同一木种改良前后稳定性能提升率、油漆涂饰对稳定性能的影响等提供依据。
4.本发明提供了一种表征木材稳定性能的方法，所述方法包括：(1)对待表征的木材进行取样；(2)对步骤(1)得到的待表征样品进行平衡处理；(3)对步骤(2)处理后的待表征样品中的一部分进行耐湿处理并对另一部分待表征样品进行耐热处理；(4)对步骤(3)处理后的待表征样品进行重量稳定性能计算和/或尺寸稳定性能计算，其中，所述平衡处理包括将步骤(1)得到的所述待表征样品在温度为50℃，相对湿度为72％的条件下放置24-48h；所述耐湿处理包括将步骤(2)处理后的待表征样品中的一部分在温度为50℃，相对湿度为90％的条件下放置24h；所述耐热处理包括将步骤(2)处理后的另一部分待表征样品在温度为80℃的烘箱内放置24h。
5.在本发明的一些实施方式中，步骤(4)中的重量稳定性能计算包括：1)测量步骤(2)处理后的待表征样品的重量m1；2)测量步骤(3)耐湿处理后的待表征样品的重量m2，测量步骤(3)耐热处理后的待表征样品的重量m3；3)通过如下公式计算步骤(3)耐湿处理后的所述待表征样品的耐湿重量变化率：耐湿重量变化率＝(m2/m
1-1)
×
100％，通过如下公式计算步骤(3)耐热处理后的所述待表征样品的耐热重量变化率：耐热重量变化率＝(1-m3/m1)
×
100％。
6.在本发明的一些实施方式中，步骤(4)中的尺寸稳定性能计算包括：(a)测量步骤(2)处理后的待表征样品的任一方向上的尺寸w1；(b)测量步骤(3)耐湿处理后的待表征样品的与步骤(a)的测量方向相同的方向上的尺寸w2，测量步骤(3)耐热处理后的待表征样品的与步骤(a)的测量方向相同的方向上的尺寸w3；(c)通过如下公式计算步骤(3)耐湿处理后的所述待表征样品的耐湿尺寸变化率：耐湿尺寸变化率＝(w2/w
1-1)
×
100％，通过如下公
式计算步骤(3)耐热处理后的所述待表征样品的耐热尺寸变化率：耐热尺寸变化率＝(1-w3/w1)
×
100％。
7.在本发明的一些实施方式中，步骤(4)中的尺寸稳定性能计算还包括：(a)在与上述步骤(a)的测量方向不同的任一方向上测量步骤(2)处理后的待表征样品的尺寸l1；(b)测量步骤(3)耐湿处理后的待表征样品的与上述步骤(a)的测量方向相同的方向上的尺寸l2，测量步骤(3)耐热处理后的待表征样品的与上述步骤(a)的测量方向相同的方向上的尺寸l3；(c)通过如下公式计算步骤(3)耐湿处理后的所述待表征样品的耐湿尺寸变化率：耐湿尺寸变化率＝(l2/l
1-1)
×
100％，通过如下公式计算步骤(3)耐热处理后的所述待表征样品的耐热尺寸变化率：耐热尺寸变化率＝(1-l3/l1)
×
100％。
8.在本发明的一些实施方式中，与上述步骤(a)的测量方向不同的任一方向是与步骤(a)的测量方向垂直的方向。
9.在本发明的一些实施方式中，待表征的样品为矩形样品。
10.在本发明的一些实施方式中，对所述矩形样品的尺寸稳定性能计算包括：(
ⅰ
)测量步骤(2)处理后的待表征样品的宽度方向上的尺寸w1’
；(
ⅱ
)测量步骤(3)耐湿处理后的待表征样品的宽度方向上的尺寸w2’
，测量步骤(3)耐热处理后的待表征样品的宽度方向上的尺寸w3’
；(
ⅲ
)通过如下公式计算步骤(3)耐湿处理后的所述待表征样品的耐湿尺寸变化率：耐湿尺寸变化率＝(w2’
/w1’-
1)
×
100％，通过如下公式计算步骤(3)耐热处理后的所述待表征样品的耐热尺寸变化率：耐热尺寸变化率＝(1-w3’
/w1’
)
×
100％。
11.在本发明的一些实施方式中，对所述矩形样品的尺寸稳定性能计算还包括：
ⅰ
)测量步骤(2)处理后的待表征样品的长度方向上的尺寸l1’
；
ⅱ
)测量步骤(3)耐湿处理后的待表征样品的长度方向上的尺寸l2’
，测量步骤(3)耐热处理后的待表征样品的长度方向上的尺寸l3’
；
ⅲ
)通过如下公式计算步骤(3)耐湿处理后的所述待表征样品的耐湿尺寸变化率：耐湿尺寸变化率＝(l2’
/l1’-
1)
×
100％，通过如下公式计算步骤(3)耐热处理后的所述待表征样品的耐热尺寸变化率：耐热尺寸变化率＝(1-l3’
/l1’
)
×
100％。
12.在本发明的一些实施方式中，在重量稳定性能计算和尺寸稳定性能计算中所使用的重量数值和尺寸数值为一式多份待表征样品的平均值。
13.在本发明的一些实施方式中，在步骤(1)进行之前，将待表征的木材在同一环境中放置不低于1个月。
14.在本发明的一些实施方式中，测量同一木种改良前的耐湿重量变化率和耐热重量变化率以及改良后的耐湿重量变化率和耐热重量变化率，通过如下公式计算同一木种改良前与改良后的稳定性能提升率：稳定性能提升率＝(1-改良后耐湿重量变化率与耐热重量变化率的和/改良前耐湿重量变化率与耐热重量变化率的和)
×
100％。
15.在本发明的一些实施方式中，分别测量不同木种的耐湿尺寸变化率和耐热尺寸变化率，将耐湿尺寸变化率与耐热尺寸变化率之和作为一种木种的稳定值，将不同木种的稳定值进行比较，稳定值数值小说明对应的木种稳定性能好。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合具体实施例对本发明涉及的各个方面进行详细说明，但这些具体实施例仅用于举例说明本发明，并不对本发明
的保护范围和实质内容构成任何限定。
17.实施例1：表征木材稳定性能
18.本实施例以纤皮玉蕊木种作为示例性的木材，举例说明本发明表征木材稳定性能的方法。首先，将纤皮玉蕊素板在大气环境陈放不低于1个月。之后，对纤皮玉蕊素板进行稳定性能表征，具体步骤包括：
19.(1)取样：取6块上述陈放后的纤皮玉蕊素板，在每块素板上取2个200mm
×
60mm的矩形样品，得到6
×
2个矩形样品。之后，分别测量6
×
2个矩形样品的重量m0(m
01
、m
02
、m
03
、m
04
、m
05
、m
06
、m
07
、m
08
、m
09
、m
010
、m
011
、m
012
)。
20.(2)平衡处理：将上述6
×
2个矩形样品放入恒温恒湿箱中，在温度为50℃，相对湿度为72％的条件下放置24-48h。之后，分别测量平衡后的6
×
2个矩形样品的重量m1(m
11
、m
12
、m
13
、m
14
、m
15
、m
16
、m
17
、m
18
、m
19
、m
110
、m
111
、m
112
)和宽度方向尺寸w1(w
11
、w
12
、w
13
、w
14
、w
15
、w
16
、w
17
、w
18
、w
19
、w
110
、w
111
、w
112
)。
21.(3)耐湿处理或耐热处理：将上述平衡后的6
×
2个矩形样品中的6
×
1个矩形样品放入恒温恒湿箱中，在温度为50℃，相对湿度为90％的条件下放置24h。之后，分别测量耐湿处理后的6
×
1个矩形样品的重量m2(m
21
、m
23
、m
25
、m
27
、m
29
、m
211
)和/或宽度方向尺寸w2(w
21
、w
23
、w
25
、w
27
、w
29
、w
211
)；将上述平衡后的6
×
2个矩形样品中剩余的6
×
1个矩形样品放入烘箱中，在温度为80℃的烘箱内放置24h。之后，分别测量耐热处理后的6
×
1个矩形样品的重量m3(m
32
、m
34
、m
36
、m
38
、m
310
、m
312
)和/或宽度方向尺寸w3(w
32
、w
34
、w
36
、w
38
、w
310
、w
312
)。
22.(4)计算：通过如下公式计算平衡处理后的6
×
2个矩形样品的平衡重量变化率：平衡重量变化率＝(m1/m
0-1)
×
100％；通过如下公式计算耐湿处理后的6
×
1个矩形样品的耐湿重量变化率：耐湿重量变化率＝(m2/m
1-1)
×
100％和/或通过如下公式计算耐湿处理后的6
×
1个矩形样品的耐湿尺寸变化率：耐湿尺寸变化率＝(w2/w
1-1)
×
100％；通过如下公式计算耐热处理后的6
×
1个矩形样品的耐热重量变化率：耐热重量变化率＝(1-m3/m1)
×
100％和/或通过如下公式计算耐热处理后的6
×
1个矩形样品的耐热尺寸变化率：耐热尺寸变化率＝(1-w3/w1)
×
100％；将计算得到的平衡重量变化率、耐湿重量变化率、耐湿尺寸变化率、耐热重量变化率、耐热尺寸变化率分别取平均值得到平均平衡重量变化率、平均耐湿重量变化率、平均耐湿尺寸变化率、平均耐热重量变化率、平均耐热尺寸变化率。
23.本实施例以分别对6
×
2个矩形样品测得的多组耐湿重量变化率和/或耐湿尺寸变化率、耐热重量变化率和/或耐热尺寸变化率分别取平均值得到的平均耐湿重量变化率和/或平均耐湿尺寸变化率、平均耐热重量变化率和/或平均耐热尺寸变化率来表征纤皮玉蕊木材的稳定性能。
24.本实施例对宽度方向尺寸进行了举例说明，但本发明涉及尺寸稳定性能的表征方法包括但不限于宽度方向尺寸，本领域技术人员可根据具体需要选择长度方向尺寸或任意方向的尺寸替代宽度方向尺寸实施本发明。
25.本实施例的上述步骤(1)-(3)所得的数据如表1所示：
26.表1
27.[0028][0029]
根据上述表1所得的数据按照步骤(4)的计算方法得到的平衡重量变化率、耐湿重量变化率、耐湿尺寸变化率、耐热重量变化率、耐热尺寸变化率以及取平均值后得到的平均平衡重量变化率、平均耐湿重量变化率、平均耐湿尺寸变化率、平均耐热重量变化率、平均耐热尺寸变化率如表2所示。
[0030]
表2
[0031][0032]
实施例2：对比实例
[0033]
采用国标ly/t1700-2007《地采暖用木质地板》中的平衡处理条件对本实施例步骤(1)取得的6
×
2个矩形样品进行处理，计算得到的平均平衡重量变化率为0.10％。而由上表2可知，采用本发明的平衡处理条件计算得到的平均平衡重量变化率(1.39％)比国标ly/t1700-2007方法得到的平均平衡重量变化率(0.10％)大。由此可见，传统的国标方法中使用的木材平衡处理条件几乎不能起到平衡作用。对木材进行平衡处理的目的在于让含水率差异比较大的木材试样趋于一致，在相同的起跑线上进行后续比较和测试，这样的结果才
具有科学性。通过对上述国标平衡处理得到的平衡重量变化率(0.10％)与本发明的表征方法中使用的平衡处理得到的平衡重量变化率(1.39％)的比较可以看出，国标方法的平衡过程对木材重量变化影响非常小，远低于本发明的表征方法中的平衡处理方法，这就造成后续耐热和耐湿测试中很多数据的不合理性。因此，本发明的表征方法中的平衡处理比国标方法中的平衡处理更具有合理性，使得在此基础上继续进行的耐湿耐热测试中的数据更科学更准确。
[0034]
此外，本发明的方法在改良平衡处理条件的前提下，改进了耐湿耐热处理条件，同时，即可通过计算重量变化率来表征木材的稳定性能，又可通过计算尺寸变化率来表征木材稳定性能，全方位的从重量及尺寸方面体现木材的稳定性能，相比国标单一测量尺寸的方法更全面、更科学合理。而且，本发明在计算尺寸变化率时，只需计算宽度方向尺寸或长度方向尺寸等任意方向的尺寸即可反映木材的尺寸稳定性能，相比于国标方法(宽度及长度方向尺寸均需计算)，节约了测量时间与成本。
[0035]
实施例3：对改良木材的评价
[0036]
在本实施例中，分别采用本发明的方法(实施例1涉及重量变化率的方法)和国标方法(其中，平衡以及耐湿耐热处理条件按照国标方法进行，计算步骤按照本发明的重量变化率进行)对未改良的纤皮玉蕊木种以及经过压干改良后的纤皮玉蕊木种进行表征，可对纤皮玉蕊木种改良前与改良后的稳定性能进行比较。
[0037]
采用本实施例的方法以及国标方法得到的纤皮玉蕊木种改良前与改良后的平均耐湿重量变化率、平均耐热重量变化率如表3所示。
[0038]
表3
[0039][0040][0041]
由表3可知，纤皮玉蕊木种改良后与改良前相比，采用本发明的方法处理后测量的平均耐湿重量变化率、平均耐热重量变化率数值差异较大，改良后平均耐湿重量变化率、平均耐热重量变化率数值明显变小，说明改良效果明显。而由国标方法处理后测量的平均耐湿重量变化率、平均耐热重量变化率数值差异较小，改良后平均耐湿重量变化率、平均耐热重量变化率数值仍较大，不能体现出改良的效果。因此，本发明的方法测得的稳定性能更准确，更能反映木种改良前后稳定性能的变化，更能反映改良对稳定性能的影响。
[0042]
在本实施例中，还可采用稳定性能提升率来评价纤皮玉蕊木种改良前后稳定性能的改良效果，即：稳定性能提升率＝(1-改良后平均耐湿重量变化率与平均耐热重量变化率的和/改良前平均耐湿重量变化率与平均耐热重量变化率的和)
×
100％。稳定性能提升率数值越大，说明改良效果越好。在本实施例中，纤皮玉蕊木种的稳定性能提升率＝(1-(3.23％+4.92％)/(3.54％+6.94％))
×
100％。
[0043]
本实施例除可对木材改良前与改良后的稳定性能进行比较外，还可对经油漆涂饰以及未经油漆涂饰的木材的稳定性能进行比较，经油漆涂饰的木材与未经油漆涂饰的木材稳定性能也可以通过采用稳定性能提升率来评价，即：稳定性能提升率＝(1-油漆涂饰后平均耐湿重量变化率与平均耐热重量变化率的和/油漆涂饰前平均耐湿重量变化率与平均耐热重量变化率的和)
×
100％。稳定性能提升率数值越大，说明油漆涂饰对稳定性能的有利影响越大。
[0044]
除可对木材改良前与改良后的稳定性能进行比较以及经油漆涂饰与未经油漆涂饰的木材的稳定性能进行比较外，本发明还可对不同种类木材的稳定性能进行比较，即还可将平均耐湿尺寸变化率与平均耐热尺寸变化率之和作为一种木种的稳定值，将不同木种的稳定值进行比较以反映不同木种的稳定性能差异，稳定值数值越小说明对应的木种稳定性能越好。
[0045]
以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，根据本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。