XPE foam

先講結論:密度與厚度必須一起看,因為兩者相乘才是每平方公尺的用料。但這個乘積只管重量與材料成本;手感、回彈與隔熱,各有各的來源。同一個面密度,薄而密與厚而疏是兩條路,走哪一條,由可用空間、受力方式與長期壓縮決定。

本頁只處理這兩個數怎麼配。密度十檔本身與報價單的寫法,見 XPE 泡棉密度怎麼選;捲材與片材各自的厚度怎麼定,見 XPE 泡棉捲材 與 XPE 泡棉片材;個別應用的組合,各應用頁已寫,本頁不重述。

一、先把三個量拆開

選型現場常把三件事壓成一句「要硬一點的泡棉」。拆開來看,是三個量:

  • 密度(kg/m³):單位體積的重量。博丰 XPE 依發泡倍數分十檔供貨,是一組離散的點,不是連續區間。
  • 厚度(mm):單層的實際厚度,同時受製程下限與上限夾住。
  • 面密度(kg/m²):密度乘厚度,也就是每平方公尺用掉多少料。重量與材料成本都落在這裡。

前兩項是輸入,第三項是算出來的結果。爭論常常發生在第三項,卻一直用前兩項在說話。

二、面密度是唯一算得出來的量

只有一條算式:密度(kg/m³)× 厚度(mm)÷ 1000 = 面密度(kg/m²)。

100 kg/m³ 配 10 mm,面密度 1.0 kg/m²;50 kg/m³ 配 20 mm,同樣是 1.0 kg/m²。用料一樣重,東西卻完全不同 —— 差別在第三節與第五節。

正因為只有它算得出來,它最常被當成唯一該看的量。重量預算、材料成本、運費可以用它算;承載、回彈、隔熱都不行。

還有一種誤算更不明顯:拿兩塊密度不同、厚度相同的泡棉比較,得到的結論其實是「比較重的那塊比較硬」—— 起作用的是密度,不是厚度。反過來,拿兩塊密度相同、厚度不同的泡棉比較,重量差按厚度成比例放大,與手感無關。比較之前,先確認你固定住的是哪一個量。

三、同樣 1.0 kg/m²,五種配法

取 XPE 五個密度檔,各配一個厚度,湊成同樣的名義面密度 1.0 kg/m²。密度、邵氏硬度、壓縮永久變形、導熱係數四欄取自廠方技術指標表(GB/T 6343、GB/T 2411、GB/T 6669、GB/T 10297);最後一欄依「單層 3–15 mm、15 mm 以上熱貼合」的製程區間判斷。

同樣 1.0 kg/m² 的五種配法。數值為名義值,未疊加公差;密度公差各檔不同(例如 100±10、50±6),厚度公差另見 超薄 IXPE 的說明。
密度檔(kg/m³)厚度(mm)面密度(kg/m²)邵氏硬度(°)壓縮永久變形導熱係數(W/m·K)單層能否直接做
100±10101.045~50≤5%≤0.073可
66.7±8151.035~45≤7%≤0.065可(單層上限)
50±6201.030~35≤8%≤0.055需熱貼合
40±4251.025~30≤10%≤0.049需熱貼合
33.3±3301.018~25≤10%≤0.045需熱貼合

由上往下讀,四件事一起變。硬度從 45~50° 落到 18~25°;壓縮永久變形上限由 ≤5% 放大到 ≤10%;導熱係數由 ≤0.073 降到 ≤0.045,也就是在本廠這張表裡,密度越低、每毫米越隔熱;而厚度一超過 15 mm,就必須熱貼合,多一道工序、多一個結合層。

反過來由下往上讀。要更硬、回彈更好,就往高密度走;但在同一個面密度下,厚度只能一路變薄,最後撞上單層的下限。

四、厚度這一端的三條界線

厚度不是可以任意轉的旋鈕。本廠的製程區間把它切成三段:

  • XPE 單層 3–15 mm。 低於 3 mm,XPE 單層做不出來。
  • IXPE 單層 0.1–15 mm。 需要 3 mm 以下,材料要換成 IXPE;換了材料就是另一張表,見 XPE 與 IXPE 同倍率對比。
  • 15–200 mm 靠熱貼合。 超過 15 mm,不論哪一種材料都是多層疊合,不是一整塊。

這三條改變了「厚而疏」這條路的代價:想走厚,就一併接受了貼合工序、結合層,以及一個新的失效位置。結合層的耐溫與老化要另外確認,見 複合泡棉。

這三段是「做不做得出來」的界線,不是建議值。3 mm 以下仍按 XPE 單層報價,報出去的是一個做不出來的規格;15 mm 以上按整塊報價,實際交的是疊合件。規格書寫「20 mm 一整塊 XPE」,到交期就會變成一次解釋。

幅寬 500–2000 mm 與密度、厚度無關,但它決定模切排版排不排得下,詢價時要一起給。

五、乘積相同,性能為什麼不同

這是本頁最要緊的一節。面密度相同只代表用料一樣,下面四件事不會跟著相等:

  • 壓縮行程。 薄的那一片,可壓縮的絕對量本來就小;壓到同一個變形百分比時,能走的行程更短,更早「到底」。
  • 手感。 由密度檔決定。上表 100 與 33.3 相差兩個檔位以上,不會因為面密度相同而拉平。
  • 回彈。 低密度檔的壓縮永久變形更大(≤10% 對 ≤5%),長期受壓的位置會越壓越薄。
  • 隔熱。 低密度檔的導熱係數更小(≤0.045 對 ≤0.073),同厚度下更隔熱。

所以「用 20 mm 的 50 kg/m³ 取代 10 mm 的 100 kg/m³」這句話,只在重量與用料上成立。它同時把硬度降了一級、把壓縮永久變形放大了一級、把每毫米的隔熱拉高,還多了一道貼合。這四項變化要不要,得按位置逐項確認,不能用一句「等效」帶過。

拿上表兩列具體看。100 kg/m³ 配 10 mm 與 50 kg/m³ 配 20 mm,面密度都是 1.0 kg/m²。前者硬度 45~50°、壓縮永久變形 ≤5%、導熱係數 ≤0.073;後者 30~35°、≤8%、≤0.055,而且已經越過單層上限,必須熱貼合。同一筆材料錢,換到的是三種不同的性能,加上一道工序。

六、四種先被定死的條件

實際選型總有一項是最先被定死的。先認出是哪一項,取值順序就不同。

空間先定死。 縫隙只有 5 mm,厚度就沒有轉圜空間。先把厚度釘在 5 mm,再從做得出來的密度檔裡挑:要支撐往高走,要貼合往低走。不要先定密度,再去要求一個做不出來的厚度。

重量先定死。 有每平方公尺的克重上限,約束就是乘積:密度 × 厚度 ≤ 上限。想加厚只能降密度,想加密只能減薄;兩條都撞到邊界,表示這個重量預算下湊不出要求的組合 —— 該改結構,不是繼續在參數上湊。

手感或支撐先定死。 先依硬度檔定密度(上表第四欄),再依需要的壓縮行程定厚度。這條路最直接,也最容易在報價時被漏掉:硬度要上手才知道,卡尺量不出來。

隔熱先定死。 本廠表裡,導熱係數隨倍率升高而下降,也就是低密度那一檔每毫米更隔熱。要熱阻,先考慮加厚與降密度;但低密度檔的壓縮永久變形更大,長期受壓的位置(墊層、密封、整平)不能只看這一欄,要回頭看第三節的回彈欄。

這四項很少同時成立。更多時候,圖紙上寫滿「不能動」,一條條問下去,會發現其中一項其實還有餘裕 —— 空間沒有那麼緊,或者克重預算比想像中寬。把一個含糊的條件寫成硬約束,是後來對不上樣的主要原因。

七、四種常見的配錯

下面四種說法在詢價信裡出現得最多,四種都把密度與厚度當成可以互相頂替的兩個旋鈕。

「加厚就一定更軟」。 同一個密度檔加厚,支撐反而更足:壓縮行程更長,更不容易到底。要軟,先動密度,不是先動厚度。

「減薄就一定更硬」。 減薄只是把可走的行程縮短;壓到同樣的變形量,需要的力並不會因此變大。要硬,同樣先動密度。

「兩個數一起往上加最保險」。 面密度是乘積,兩邊一起加,重量成倍往上跑。先撞牆的通常不是性能,是裝配空間與預算。

「按厚度就能驗收密度」。 卡尺量得出厚度,量不出密度。密度要靠體積稱重得到,屬於來料核對,方法見 XPE 泡棉是怎麼做出來的 的「拿到料,怎麼核對」一節。

八、取值順序:五步

  1. 量空間:可用厚度上限是多少,落在單層區間還是貼合區間。
  2. 定重量:把每平方公尺克重換算成面密度,得到「密度 × 厚度」的上限。
  3. 定手感:依用途定硬度檔,落到具體的密度檔。
  4. 驗回彈:長期受壓的件核對壓縮永久變形,必要時往高密度挪一檔。
  5. 打樣:以上都是紙上推算,壓縮行為要按實際件型與受力面積打樣確認。

第三步與第四步經常互相拉扯:要軟就得降密度,降了密度回彈又變差。這個拉扯沒有通用解,只有針對具體位置的解。

九、我們不給的數

本頁給的是算術,加上廠方表裡的四欄數。以下幾樣明確不給:

  • 不給「等效換算表」。 沒有哪一張表能說「10 mm 的 100 kg/m³ 等於 20 mm 的 50 kg/m³」。XPE 沒有可引用的壓縮強度資料,壓縮行為還取決於件型與受力面積,見 密度怎麼選 的第七節。
  • 不給每件承載多少公斤。 同一片泡棉,平放與架空、整面受壓與點接觸,結果完全不同,這不是材料規格能承諾的事。
  • 不把厚片硬度推給薄片。 3 mm 以下的硬度是另一列數,且 IXPE 3 倍檔為空值,見 同倍率對比。
  • 不講隔聲。 厚度對空氣聲的貢獻另有條件,見 隔音泡棉。

能算的就算,不能算的就打樣。把不能算的部分寫成一張看起來很專業的表,是這類頁面最容易犯的錯。

十、常見問題

同樣重量,薄而密與厚而疏哪個更耐壓?不能一概而論。薄的那片先到底,厚的那片更軟、更容易被壓扁。要按實際件型與受力面積打樣,不能只比密度。

厚度超過 15 mm 一定要貼合嗎?本廠 XPE 與 IXPE 的單層上限都是 15 mm,15–200 mm 走熱貼合。貼合件有結合層,長期受力或高溫下要另外確認。

密度可以不照十檔嗎?密度由發泡倍數決定,是十個點。報價單上寫 110 kg/m³ 這種中間值,落不到任何一個檔位。

低密度更隔熱,那隔熱件都用低密度?長期受壓的位置不行。低密度檔的壓縮永久變形更大,被壓薄之後熱阻也跟著下降。

厚度公差怎麼給?薄片這一端的公差寫法與常見誤解,見 超薄 IXPE;本頁只談兩個數怎麼配,不重述公差。

十一、博丰泡棉供應什麼

博丰泡棉在廣東珠海生產 XPE 與 IXPE 泡棉,10,000 m² 廠房、5 條生產線,年產能 5,000 噸。XPE 供 3~40 倍,表觀密度 26.8~300 kg/m³,單層 3–15 mm;IXPE 單層 0.1–15 mm;兩種材料的多層熱貼合皆為 15–200 mm,幅寬 500–2000 mm,可模切、可背膠、可複合面層。

只報一個密度是報不準的。把用途與受力方式、可用厚度、每平方公尺克重上限、長期工作溫度這四項一起給我們,我們按第八節的順序給出一組密度與厚度,並寄樣確認手感與回彈。

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十二、延伸閱讀

另見:XPE 泡棉密度怎麼選 · 高密度 XPE 泡棉 · XPE 泡棉捲材 · XPE 泡棉片材 · 超薄 IXPE · XPE 與 IXPE 同倍率實測對比 · 複合泡棉 · 全部泡棉材料