浸漬紙層壓木質地板吸水厚度膨脹率不確定度評定*

張佳彬　高丹丹　高　鵬　黃海兵　郭明輝

（1.東北林業大學材料科學與工程學院，黑龍江　哈爾濱　150040；2.黑龍江省木材科學研究所，哈爾濱　150081；3.黑龍江省人造板及原木鋸材產品質量監督檢驗站，哈爾濱　150081）

?

浸漬紙層壓木質地板吸水厚度膨脹率不確定度評定*

張佳彬1,2,3高丹丹2,3高鵬2,3黃海兵2,3郭明輝1

（1.東北林業大學材料科學與工程學院，黑龍江哈爾濱150040；2.黑龍江省木材科學研究所，哈爾濱150081；3.黑龍江省人造板及原木鋸材產品質量監督檢驗站，哈爾濱150081）

摘要：依據GB/T 18102-2007《浸漬紙層壓木質地板》及JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規定，對浸漬紙層壓木質地板樣品的吸水厚度膨脹率不確定度來源進行分析和量化，提出了吸水厚度膨脹率不確定度的評定方法。關鍵詞：浸漬紙層壓木質地板；吸水厚度膨脹率；不確定度

浸漬紙層壓木質地板也稱強化木地板，目前已成為市場上的主流木質地板產品之一，因其美觀、耐磨、尺寸穩定性能較好，被廣泛用于家庭裝修及公共場所地面的鋪裝。由于該產品基材采用的是高密度纖維板，故吸水厚度膨脹率是檢測地板耐水性能和尺寸穩定性能非常重要的指標之一。相關國家標準規定，吸水厚度膨脹率是將試件浸于20℃水中24 h后測量其厚度增加的情況，以百分數表示，判定時不超過18%為合格。由于吸水厚度膨脹率指標是否達到標準規定直接關系到產品是否合格，故判定需準確可靠；而板材的不均勻性、儀器精度、環境溫濕度及人員操作等因素都會對測量結果產生影響。由于檢測中不可避免地產生系統誤差和隨機誤差，我們無法確定測量結果的真值，出具的檢測報告結果，只能使用約定真值。為了得到測量值和真值之間的“余量”，需要引入不確定度的評定。一方面給出該余量的寬度；另一方面給出置信概率，說明對“真值”在該余量范圍內有多大把握。在產品檢測時增加不確定度的評定，可以表征測量值波動范圍的不確定性，不僅可以表明測量結果的可信賴程度，更增加了臨界值判定的準確性，可以使第三方檢測機構給出的測量結果更加嚴謹和公正，也符合檢測工作逐步與國際接軌的需要。本文依據國家標準GB/T 18102-2007《浸漬紙層壓木質地板》及JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規定，對浸漬紙層壓木質地板樣品的吸水厚度膨脹率進行了測試，并對其不確定度進行評定，為相關檢測提供參考。

1　試驗材料與方法

1.1材料與儀器

選用規格尺寸為1 220 mm×192 mm×8 mm的浸漬紙層壓木質地板盲樣為試驗材料，在溫度20℃、濕度65%的環境下，對試樣的吸水厚度膨脹率進行檢測。

儀器包括：恒溫水槽，精度1℃；校準溫度70℃時，不確定度U=0.4℃。千分尺，精度0.01 mm，最大允差2 μm。

1.2試驗方法

依據國家標準GB/T 18102-2007《浸漬紙層壓木質地板》6.3.4規定，測量每個試件吸水前厚度h1，單位為mm。將試件浸于溫度為（20±1）℃的蒸餾水水槽中，要求試件垂直于水平面放置在水槽中，試件下表面與水槽底部要有一定距離，試件之間要有一定間隙，使其可自由膨脹，浸泡時間24 h± 15 min。完成浸泡后，取出試件，擦去表面附水，在原測量點測其厚度h2，單位為mm。吸水厚度膨脹率計算數學模型

式中:D——吸水厚度膨脹率,%；

h1——浸水前試件厚度，mm；

h2——浸水后試件厚度，mm。

本次選取12組試件進行測試，測試結果見表1。

表1　吸水厚度膨脹率測試結果

1.3不確定度來源分析

計算不確定度，首先必須識別測量中的不確定度因素來源。根據對全部試驗過程的分析可知，影響浸漬紙層壓木質地板吸水厚度膨脹率不確定度的來源包括隨機效應和系統效應兩部分：隨機效應來源于重復測量給出隨機的不同結果，通過多次測量，取平均值，再通過統計方法進行評定，此部分稱為A類不確定度的評定；系統效應是指對重復測量的每一次結果都有相同的影響，可能來自過去的測量經驗、校準證書、生產廠家的技術說明書、出版物的信息、經驗常識等等，這是B類不確定度的評定。通過評定每個來源的不確定度大小，最后把各個不確定度合成以給出總不確定度。本次試驗A類不確定度評定來源于試驗重復性引入的不確定度，B類不確定度評定來源于千分尺誤差引入的不確定度和恒溫水槽溫度誤差引入的不確定度（圖1）。

圖1　不確定度來源魚刺圖

2　不確定度評定

2.1B類不確定度的分析評定

2.1.1千分尺的測量誤差引入的相對不確定度的計算

由于吸水厚度膨脹率計算數學模型中包含厚度h1、h2的測量，使用的測量工具為千分尺，根據千分尺檢定證書給出的校準結果，本次試驗用千分尺的示值允差為2 μm，即±0.002 mm，服從均勻分布：包含因子，區間半寬為0.002 mm，故由千分尺允差引入的不確定度UB1(h1)為

由千分尺引入的合成標準不確定度UC(h1)為

由千分尺引入的相對不確定度Urel(h1)為

由于同一千分尺還用于測量吸水后試件厚度h2，故h2由千分尺引入的相對不確定度Urel(h2)為

由千分尺引入的合成相對不確定度Urel(h)為

2.1.2恒溫水槽的測量誤差引入的相對標準不確定度的計算

本試驗使用的恒溫水槽，校準證書給出：溫度為70℃時，U=0.4℃。置信水準在95%時，選擇包含因子為k=2，那么區間半寬為0.2℃，故恒溫水槽測量誤差引入的相對標準不確定度Urel(f)為

2.2試驗重復性引入的不確定度（A類不確定度）的評定

重復性的不確定度是由隨機效應導致的不確定度分量，主要由于浸漬紙層壓木質地板基材為高密度纖維板，在鋪裝、熱壓、成型等生產過程中可能形成材質不均勻，造成個體差異，又由于試驗人員操作誤差等原因引起。試驗選取12份試樣，在相同條件下進行相同處理。由表1可看出，通過重復試驗12次，得出吸水厚度膨脹率測量結果，采用A類不確定度評定方法進行評定。

12次試驗吸水厚度膨脹率平均值計算

標準不確定度

則相對標準不確定度Urel(D)為

2.3各分量不確定度的合成

對由A類和B類評定所計算的多個標準不確定度綜合評定，可以用“平方和法”有效地進行合成，成為合成標準不確定度。本試驗由儀器、人員、重復性等因素引入的不確定度各個分量見表2。

表2　不確定度分量

則合成不確定度Ucr為

合成標準不確定度UC為

擴展不確定度的計算：置信水準95%下，選擇包含因子k = 2，該批浸漬紙層壓木質地板試樣的吸水厚度膨脹率擴展不確定度為

3　小　結

3.1依據國家標準GB/T 18102-2007《浸漬紙層壓木質地板》規定：浸漬紙層壓木質地板吸水厚度膨脹率結果以百分數表示，精確到0.1%。故吸水厚度膨脹率測量結果表示為10.6%±0.4%，置信概率為95%。

3.2不確定度的評定，定量地說明了測量結果的質量，對檢測工作的質量控制有一定的幫助；尤其是當檢測值處于標準的臨界值時，計算不確定度一方面能檢查檢測工作是否存在差錯，另一方面也能幫助檢測人員和檢測機構規避風險，更有利于檢測結論的判定。

參考文獻

［1］國家質量監督檢驗檢疫總局.JJF1059-1999.測量不確定度的評定與表示［S］.北京：中國標準出版社，1999.

［2］中國國家標準化管理委員會.GB/T18102-2007.浸漬紙層壓木質地板［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［3］施昌彥.測量不確定度評定與表示指南［M］.北京:中國計量出版社,2005.

（責任編輯：潘啟英）

Evaluation Measurement Uncertainties of Thickness Expansion Rate of Water Absorbing(TS) of Laminate Flooring

ZHANGJiabin
（Material Science and Engineering College,Northeast Forestry University,Heilongjiang Harbin 150040）

Abstract Based on the standard《laminate flooring》GB/T 18102-2007 and standard《Evaluation and expression of uncertainty in measurement》JJF 1059.1-2012.The source of the uncertainty of thickness expansion rate of water absorbing (TS) from laminate flooring sample were analyzed and quantified.Put forward the evaluation method of uncertainty of thickness expansion rate of water absorbing(TS) .

Key words Laminate flooring; Thicknessexpansionrate ofwater absorbing(TS); Uncertainty

收稿日期：2016-01-11

作者簡介：第1張佳彬（1983-）,女,碩士,助理研究員,研究方向：生物質材料綜合利用。

文章編號：1001-9499（2016）02-0025-03

中圖分類號：TS664.07

文獻標識碼：A