木材如何做到尺寸穩定?

       在中國木地板的質量標準中,有一項指標叫做尺寸穩定性。所謂的尺寸穩定性,指是材料在受機械力、熱或其他外界條件作用下,其外形尺寸不發生變化的性能。這項指標,在強化木地板與實木復合地板的國家標準中都有明確的規定,但是在實木地板的國家標準中卻沒有。因為實木地板用原始的木材做成,完全保留了木材濕脹干縮和各向差異的材料學特點,而這恰恰是實木地板容易變形的根本原因。

       什么叫濕脹干縮?木材的含水率在纖維飽和點以下,由于含水率的增加而引起尺寸和體積的膨脹稱為濕脹;由于含水率的減少而引起尺寸和體積的收縮稱為干縮。木材的這種濕脹和干縮性質稱為脹縮性。什么叫各向差異?通常一塊方形木材(例如地板)有三個面,即徑切面、弦切面和橫切面,這三個切面的濕脹干縮率是不同的。因為木材有濕脹干縮和各向差異的特性,使木材的尺寸和體積不能保持穩定,而隨空氣中的濕度和溫度變化而變化。

      為了使木材能做到尺寸穩定,古埃及人類發明了木材復合技術,即將木材削成薄片,變成木皮。木皮使三維的木材變成近似二維的木材,各向差異變成了一向差異,然后用膠水將木皮縱橫交錯粘合起來。木材本身的濕脹干縮率被木皮的縱橫交錯相互抵消,從而降低了變形率。這就是實木復合地板的結構原理,也是實木復合地板被首選為地暖地板的主要原因。

      實木地板以原始木材為地板坯料,保留了木材濕脹干縮和各向差異的全部特性。開啟地暖時,在很短的時間內向地板加熱,地板木材迅速失水,造成嚴重的變形。但是市場上還是有實木地熱地板在供給,特別是去年冬天一來,借著“有膠就有甲醛”、“實木復合地板在高溫下甲醛超標”的謊言與恐嚇,實木地熱地板甚至有了銷量上升的跡象。從現象上講,實木地熱地板似乎克服了因濕脹干縮各向差異而造成的變形。其實仔細閱讀實木地熱地板的宣傳文件,除了“高溫甲醛”等恐嚇性語言之外,還流露了兩個秘密,即“六面封漆”和“木材碳化”。

      通常為了地板的耐用,人們只是在地板的表面涂漆,叫做“單面涂裝”。油漆是一種塑料(聚氨酯或丙烯酸),它能隔絕外界空氣與地板木材的交流作用。一塊地板六個面,單面涂裝,保留了與外界的接觸與木材的本性,如果六面都涂裝,就把外界與地板的接觸全部隔離了。外界濕度與溫度的變化暫時不會影響到地板的木材內部(但是時間長了,塑料與木材會脫離),不會引起濕脹干縮了,地板是不變形了,但是木材變成塑料了。

       碳化是指用190℃---212℃的高溫高壓對木材進行長時間熱解處理。碳化有兩種工藝,表面碳化是用氧焊槍燒烤,使木材表面具有一層很薄的炭化層,對木材性能的改變可以類比木材的油漆。深度炭化木也稱為完全炭化木、同質炭化木,是經過200度左右的高溫炭化技術處理的木材,其營養成分被破壞,其吸水官能團半纖維素被重組,濕脹干縮率下降。碳化使木頭內的多糖(纖維素)高溫分解形成單糖,單糖附著在木材表面。隨著時間的增長,表面易發生腐朽,表面呈褐色或黑褐色。同時,碳化木吸收結合水的能力不強,但吸收自由水的能力很強。為了減緩這些現象,可在炭化木的表面涂飾三層油漆。正如六面封漆而使木材變成了塑料,碳化使木材變成了焦炭。碳化木一般用于室外。

       木材是四大類建材(金屬、硅酸鹽、高分子和動植物纖維)中與人類最親近的材料,人類將木材應用于室內空間的時候,它能起到調節室內微環境的濕度與溫度的作用。木材具有生命力,就是指這一點。在空調發明之前,室內的木材是室內主要的環境調節器。近幾十年來,木材學發展了一門科學,叫做木質環境學,它提出了一個與人類日常生活休憩相關的概念,叫做“木量”,即人類賴以生存的室內空間,要有一定比例與數量的木材,與之對應的是設計界的“室內濕度設計”。濕度是人類室內居住的一個非常重要的環境指標,它直接與人的生命和人的健康相關。以細菌和病毒為例,在相對濕度低于40%,或者高于80%的情況下,它們可以生存24小時以上,但是,在相對濕度50%-60%的情況下,它們只能存活3分鐘,這也就是為什么醫院和軍隊的野戰醫院都將手術室的濕度作為一個嚴格控制的指標的原因。那么,如何保持室內濕度在50%-60%之間呢?室內有足夠的木量就可以做到這一點。因為在通常的條件下,木材平衡含水率恰好與這一濕度區間相關。

       為了使室內有足夠的木量,同時使木量調節室內濕度的質量提升,近年來歐洲木地板的一個發展趨勢是在涂裝方面的改進,將原來以塑料為主的油漆,改為以木蠟油為主的油脂。木蠟油涂布在地板的表面,形成一層油脂性薄膜,起到了保護地板的作用,它同時又是開放的,室內空氣中的水分,能比用塑料涂裝更自由地進入與逸出地板的木材,從而更好地起到自動調節室內微環境的作用。在歐洲地板市場上,木蠟油涂裝的地板已經占到80%以上。有一家專做實木地熱地板的廠家宣傳說,歐洲和日本正在大規模地采用地熱地板,但是他們沒有告訴消費者,歐洲和日本的地熱地板90%以上都是實木復合地板,而且越來越多地用開放性的木蠟油,不像在中國一部分人所做的那樣,將地板“六面封漆”和“木材碳化”。

      “六面封漆”和“木材碳化”以后,地板就不再是木材了,因為它已經失去了木材對人類最友好的特性。將木材變成塑料,將木材變成焦炭,個別廠商的利益,消費者的悲哀。