Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc, không phủ mặt, dùng cho sản xuất đồ mộc từ gỗ thân cây dừa (cocos nucifera l)

Do đó, tôi tiến hành thực hiện luận văn “ Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc, không phủ mặt, dùng cho sản xuất đồ mộc từ gỗ thân cây Dừa Cocos nucifera L”

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, đồ gỗ đã trở thành mặt hàng xuất khẩu chủ lực đứng thứ 5 của Việt Nam sau dầu thô, dệt may, giày dép và thủy sản Sự phát triển này đã đưa Việt Nam vượt Indonesia và Thái Lan trở thành một trong hai nước xuất khẩu đồ gỗ đứng đầu Đông Nam Á Trong khi thị trường đang được mở rộng

và kim ngạch tăng nhanh thì nhiều doanh nghiệp trong lĩnh vực đồ gỗ nhất là các doanh nghiệp tại TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Gia Lai, Đắk Lắk, Bình Định cho biết họ đang rất khó khăn trong tìm kiếm gỗ nguyên liệu để duy trì sản xuất Theo Bộ Công Thương, nguồn nguyên liệu cho ngành gỗ xuất khẩu đang thiếu trầm trọng Hàng năm chúng ta phải nhập 80% gỗ nguyên liệu, chiếm tới 37% giá thành sản phẩm Hơn nữa 90% gỗ nhập khẩu từ Lào và Campuchia thì nguồn này đang cạn kiệt Đối với nguồn gỗ trong nước, công tác quy hoạch còn nhiều bất cập, các dự án phát triển rừng nguyên liệu chưa được quan tâm đúng mức, dẫn đến sản lượng gỗ phục vụ cho chế biến xuất khẩu không được cải thiện Theo chiến lược phát triển tổng thể ngành chế biến gỗ Việt Nam đến năm 2010 và năm 2020, ngành chế biến gỗ phải đạt kim ngạch xuất khẩu là 5,56 tỷ USD vào 2010 và đạt 7 tỷ USD vào năm

2020, như vậy cần rất nhiều nguyên liệu Để khắc phục tình hình nguyên liệu đang khan hiếm cũng như phụ thuộc nguyên liệu nhập khẩu, đòi hỏi chúng ta ngoài việc trồng thêm rừng nguyên liệu thay thế gỗ tự nhiên, có kế hoạch khai thác sử dụng hợp lý, nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ… nghiên cứu tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế Một trong những giải pháp nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ, hạn chế những nhược điểm của gỗ rừng trồng là sản xuất ván nhân tạo

Cây Dừa (tên khoa học: Cocos nucifera L, tiếng Pháp: Cocotier; Tây Ban

Nha: Cocotero; Ý: Cocco; Đức: Kokosnusspalme,), là một loài cây trong họ

Cau (Arecaceae) Theo số liệu của ngành Dầu thực vật thì diện tích Dừa Việt

Nam đạt đến 330.000ha vào cuối thập niên 80 Sau đó đã giảm sút nhanh còn

154.000ha (thống kê của FAO, 2004) Hiện nay diện tích trồng Dừa ở nước ta đạt khoảng 200.000ha, được trồng ở hầu hết các tỉnh nhưng nhiều nhất là ở vùng đồng bằng sông Cửu Long với trên 70%, kế đến là các tỉnh Nam Trung

Bộ (từ Đà Nẳng trở vào) chiếm gần 20% Ở đồng bằng sông cửu long, diện tích trồng Dừa nhiều nhất là Bến Tre (38.000 ha), là nơi hội tụ của rất nhiều loại Dừa, trong đó có cả những giống Dừa quý hiếm Với diện tích trồng Dừa lớn như vậy, sau chu kỳ 25 đến 30 năm người dân chặt bỏ Dừa “lão” thay thế cây non thì mỗi năm chúng ta có một lượng lớn thân Dừa có thể sử dụng trong công nghệ chế biến gỗ nhằm đáp ứng một phần nguyên liệu cho ngành này Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung và sản xuất ván ghép thanh nói riêng gỗ Dừa chưa được nghiên cứu nhiều

Do đó, tôi tiến hành thực hiện luận văn “ Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc, không phủ mặt, dùng cho sản xuất đồ

mộc từ gỗ thân cây Dừa (Cocos nucifera L)”, góp phần nghiên cứu toàn diện

hơn và sử dụng hiệu quả cho loại gỗ này, giải quyết tình hình khan hiếm nguyên liệu chế biến gỗ

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu về ván ghép thanh

Ván ghép thanh là loại ván nhân tạo được hình thành từ việc dán ghép các thanh kích thước nhỏ lại với nhau, trong những điều kiện nhất định tạo thành tấm ván có kích thước lớn hơn, khả năng sử dụng cao hơn từ nguyên liệu gỗ, tre, luồng nhờ chất kết dính

Ván ghép thanh xuất hiện đầu tiên tại Mỹ từ năm 1950 có tên chung là

Laminated Board, nhưng nó chỉ được phát triển mạnh từ năm 1970 Vùng có

khối lượng lớn nhất là Châu Âu và Châu Mỹ ở Châu á có Nhật Bản là nước sản xuất ván ghép thanh nhiều nhất sau đó đến Hàn Quốc, Triều Tiên, Inđônêxia,

Ván ghép thanh có rất nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau Nếu định nghĩa theo tiêu chuẩn BS6100 - 1984, ván ghép thanh chia thành một số chủ yếu như sau:

- Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt (Laminated Board);

- Ván ghép thanh khung rỗng (Laminated Space Lumber);

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Core Plywood, Block Board, Laminboard)

Đặc điểm chung của các loại ván này là đa dạng về kích thước, không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản, phạm vi sử dụng rộng

Một số ưu điểm chủ yếu của các loại ván ghép thanh:

- Nguyên liệu để sản xuất chủ yếu từ gỗ có kích thước nhỏ độ bền cơ học thấp;

- Có thể nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ;

- Sản phẩm đồng đều về độ ẩm, đa dạng và ổn định về kích thước;

- Linh động khi liên kết và lắp ghép

1.1.1 Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt

Là sản phẩm thu được bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thước nhỏ, ngắn lại với nhau nhờ chất kết dính Loại sản phẩm này yêu cầu nguyên liệu

có chất lượng tương đối cao, màu sắc đồng đều ở Việt Nam, hiện nay chủ yếu sản xuất từ gỗ Cao su sau khi khác thác nhựa, Thông, Keo lá tràm…

Để ghép các thanh thành phần, người ta có rất nhiều phương pháp khác nhau Theo A H KИPИЛЛOB một số dạng ghép như sau:

Chiều dày các thanh thành phần phụ thuộc vào chiều dày sản phẩm, chiều rộng biến thiên từ 10-50mm

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, trong quy trình sản xuất có một số yêu cầu bắt buộc sau:

- Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách;

- Phải đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép;

- Xếp các thanh kế tiếp nhau theo phương pháp đối xứng vòng năm;

- Lượng keo tráng 150-250 g/m2

Hiện nay loại hình sản phẩm ván ghép thanh không dán phủ bề mặt, sản xuất ít hơn các loại hình sản phẩm ván ghép thanh khác bởi vì do yêu cầu chất lượng bề mặt thanh ghép nên tỷ lệ lợi dụng không cao Xu hướng trong những năm tới ván ghép thanh không dán phủ bề mặt chủ yếu sẽ là dạng ghép ngón (Finger Joint Sawtimber)

1.1.2 Ván ghép thanh khung rỗng

- Ván ghép thanh khung rỗng là sản phẩm thu được bằng cách dán ép các tấm ván mỏng (veneer) hoặc ván dán có chiều dày nhỏ (thin Plywood) lên các khung gỗ rỗng với sự tham gia của các chất kết dính trong điều kiện nhất định

+ Loại hình sản phẩm này chủ yếu dùng sản xuất đồ mộc nên ở Việt Nam còn gọi là ván mộc

+ Đặc điểm nổi bật của loại sản phẩm này là: Chiều dày sản phẩm lớn song khối lượng thể tích nhỏ chính vì thế rất thuận tiện cho quá trình gia công, lắp ráp Ở Châu âu, ván ghép thanh khung rỗng được sử dụng chủ yếu

để làm cửa, vách ngăn ở dạng định hình vì ngoài ưu điểm khối lượng thể tích nhỏ nó còn có khả năng cách nhiệt và cách âm rất tốt, chế tạo đơn giản

- Ván ghép thanh khung rỗng còn có một số dạng sản phẩm tương tự, phần rỗng bên trong ván tuỳ theo mục đích sử dụng mà người ta có thể cho thêm: mùn cưa, phoi bào, các vật liệu xốp,…

Do cấu trúc của loại sản phẩm này thường có độ bền uốn tĩnh không cao đặc biệt khi chịu lực ở dạng tấm phẳng Mặc dù vậy, hiện nay ván ghép thanh khung rỗng vẫn đang được sản xuất với một khối lượng rất lớn vì chắc chắn sẽ là một loại hình sản phẩm phổ biến ở các nước đang phát triển cũng như ở Việt Nam trong tương lai

1.1.3 Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt là sản phẩm thu được bằng

cách dán ép các tấm ván mỏng (veneer) lên cả 2 bề mặt của tấm gỗ ghép (ván lõi) với sự tham gia của các chất kết dính trong những điều kiện nhất định

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ mặt được chia thành hai loại

“Blockboard” và “Laminboard” Hai loại này khác nhau chủ yếu về kích thước chiều rộng của các thanh thành phần để tạo nên ván lõi

+ “Blockboard”: là sản phẩm thu được bằng cách dán phủ một hoặc hai lớp ván mỏng lên hai bề mặt của ván lõi Ván lõi được ghép từ các thanh gỗ

xẻ có kích thước nhỏ, ngắn, các cạnh được bào nhẵn và được liên kết với nhau theo chiều rộng và chiều dài thanh

+ Các thanh lõi là các thanh gỗ xẻ có chiều rộng từ 7-30mm, chiều dày phụ thuộc vào chiều dày sản phẩm, thông thường chiều dày sản phẩm bằng:

16, 19, 22, 25, 30mm

Hiện nay, ở các nước Bắc Âu người ta thường sản xuất ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt từ các thanh lõi có chiều rộng nhỏ hơn 25mm Cấu trúc của “Blockboard” có thể làm khác nhau nó phụ thuộc vào số lớp ván mỏng dán mặt và chiều thớ của các lớp ván mỏng so với lớp lõi

- Theo kết quả nghiên cứu của Kotka College of Forestry and Wood Technology, Finland, hiện nay sản phẩm dạng “Blockboard”có 4 loại sau:

- Loại sản phẩm của “Blockboard” hiện đang được sản xuất rất nhiều (đặc biệt ở các nước đang phát triển), nó phù hợp với nguyên liệu gỗ có tính chất cơ lý thấp như: Thông, Vạng trứng, Keo lá tràm…

“Laminboard”: là sản phẩm có dạng tương tự như “Blockboard” Sự khác nhau chủ yếu của “Laminboard” và “Blockboard” là kích thước thanh lõi thành phần Các thanh lõi thành phần để sản xuất “Laminboard” có chiều rộng rất nhỏ thường biến động từ 1,5-7,0mm (đo theo phương tiếp tuyến)

Ở Việt Nam ngành công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván ghép thanh nói riêng tuy đã được quan tâm, nhưng sản xuất vẫn còn ở quy mô nhỏ Để có được những cơ sở khoa học đưa vào sản xuất, nhằm nâng cao năng xuất và chất lượng sản phẩm, từ đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nghiên cứu về ván nhân tạo, trong đó có một số lượng không nhỏ các đề tài nghiên cứu về công nghệ sản xuất ván ghép thanh ví dụ: các đề tài nghiên cứu về công nghệ sản xuất ván ghép Phạm Văn Sáng, 2003 Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh theo phương pháp nối ngón từ

gỗ keo tai tượng(AcaciaMangium) Hà Tây, Nguyễn Văn Thịnh, 2002 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xẻ và xây dựng bản đồ xẻ hợp lý khi xẻ thanh cơ

sở cho sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo Lai ở vùng Núi Luốt Hà Tây, Bùi Duy Linh, 2003 Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ ép phủ mặt cho ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, Lê Tùng Lâm, 2003 Nghiên cứu sản xuất ván ghép thanh từ gỗ cao su, Đoàn Trung Nghĩa Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh theo phương pháp nối ngón từ thông trắng, Nguyễn

Mạnh Dũng Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ

nguyên liệu gỗ Trẩu …

Tuy nhiên mới chỉ có một số rất ít các công trình công trình nghiên cứu về ván nhân tạo, cung như về cây Dừa

1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng cây Dừa

1.2.1 Tên gọi

Cây Dừa là loại thân gỗ to lớn có nhiều ở vùng nhiệt đới (tên khoa học:

Cocos nucifera L), tiếng Pháp: Cocotier; tiếng Tây Ban Nha: Cocotero; tiếng

Ý: Cocco; tiếng Đức: Kokosnusspalme, là một loài cây trong họ Cau

(Arecaceae) Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại

cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau Dừa) có thể cao tới 30m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4-6m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60-90cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới

ôm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân.[33]

1.2.2 Nguồn gốc, phân bố và đặc tính sinh thái

Cho đến nay nguồn gốc của loài thực vật này vẫn là chủ đề gây tranh cãi, trong đó một số học giả cho rằng nó có nguồn gốc ở khu vực đông nam châu Á trong khi những người khác cho rằng nó có nguồn gốc ở miền tây bắc Nam Mỹ Các mẫu hóa thạch tìm thấy ở New Zealand chỉ ra rằng các loại thực vật nhỏ tương tự như cây Dừa đã mọc ở khu vực này từ khoảng 15 triệu năm trước

Hình 1.1 Cây Dừa

Thậm chí những hóa thạch có niên đại sớm hơn cũng đã được phát hiện tại Rajasthan và Maharashtra, Ấn Độ Không phụ thuộc vào nguồn gốc của nó, Dừa

đã phổ biến khắp vùng nhiệt đới, có lẽ nhờ có sự trợ giúp của những người đi biển trong nhiều trường hợp Quả của nó nhẹ và nổi trên mặt nước và có lẽ đã được phát tán rộng khắp nhờ các dòng hải lưu: quả thậm chí được thu nhặt trên biển tới tận Na Uy cũng còn khả năng nảy mầm được (trong các điều kiện thích hợp) Tại khu vực quần đảo Hawaii, người ta cho rằng Dừa được đưa vào từ Polynesia, lần đầu tiên do những người đi biển gốc Polynesia đem từ quê hương của họ ở khu vực miền nam Thái Bình Dương tới đây

Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750-2000mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một cách tương đối dễ dàng Dừa cần độ ẩm cao (70-80%) để có thể phát triển một cách tối ưu nhất, điều này lý giải tại sao nó rất ít khi được tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi các khu vực này có nhiệt độ đủ cao Dừa rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn

Trên thế giới

Cây Dừa được trồng tại 93 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới, phân bố ở 20o Bắc và Nam bán cầu với diện tích hơn 12 triệu ha năm 2005, trong đó trên 80% diện tích trồng Dừa thuộc các nước Đông Nam Á và Nam

Á Quốc gia trồng Dừa nhiều nhất là Indonesia với diện tích 3,8 triệu ha, kế đến là Philippines với 3,1 triệu ha và xếp thứ ba là Ấn Độ với 1,84 triệu ha Nhìn chung, từ năm 1990 đến nay diện tích trồng Dừa trên thế giới biến động tương đối từ 9,9 triệu ha ở năm 1990 đến 10,6 triệu ha ở năm 2003 Diện tích (ha) Dừa đang thu hoạch ở một số nước chủ yếu trên thế giới: [27],[30], [31], [38]

Bảng 1.1 Diện tích trồng Dừa

Bộ (từ Đà Nẵng trở vào) chiếm gần 20% Ở đồng bằng sông Cửu Long, diện tích trồng Dừa nhiều nhất là Bến Tre (38.000ha), kế đến là Trà Vinh (12.419 ha), Bình Định (12.000ha)…[31]

Đồng thời theo TS Hoàng Xuân Niên [19], Ths Lê Văn Tung [23] Dừa trưởng thành có đường kính trung bình là 25-35cm và có chiều cao trung bình từ 25-30m, với mật độ 120-150 cây/ha thì trữ lượng thân Dừa ước

tính vào khoảng 31940000m3 Đây là tiềm năng to lớn của “rừng Dừa” Việt Nam Với khối lượng như vậy và với chu kỳ sau 25-30 năm người dân chặt

bỏ cây Dừa “lão” thay thế cây non thì trung bình mỗi năm chúng ta

có khoảng 1000000-1500000m3/năm Đây là khối lượng thân Dừa rất lớn

có thể sử dụng trong công nghệ chế biến nhằm đáp ứng một phần nguồn nguyên liệu cho sản xuất Nhưng căn cứ vào số liệu của Hiệp hội Dừa Châu Á chúng ta nhận thấy trữ lượng rừng Dừa ở nước ta ngày càng giảm Nguyên nhân chủ yếu là do việc sử dụng thân cây Dừa nói riêng và cả cây Dừa nói chung là chưa hiệu quả, người dân đã phá bỏ và chuyển đổi sang cây trồng khác Việc tìm kiếm những giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả kinh

tế của cây Dừa (đặc biệt là những vùng chỉ có cây Dừa như: Bến Tre, Cần Thơ, Cà Mau…) là một vấn đề mang tính cấp thiết

1.2.3 Cấu tạo gỗ Dừa

Cấu tạo gỗ là nhân tố quan trọng và là cơ sở để giải thích mọi hiện tượng phát sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ Cấu tạo và tính chất của gỗ có liên quan mật thiết với nhau Cấu tạo có thể coi là biểu hiện bên ngoài của tính chất

Theo nghiên cứu của TS Hoàng Xuân Niên (2004)[19], Ths Lê Văn Tung (2006)[23], thân cây Dừa có cấu tạo hình trụ không cành nhánh, chiều cao có thể tới 30m Đường kính trung bình 25-35cm Gỗ cây Dừa có cấu tạo gồm các bó mạch phân bố, rải rác, xen kẽ giữa các tế bào mô mềm, các bó mạch được tạo thành từ các ống mạch có tác dụng dẫn truyền nhựa, các tế bào sợi gỗ là các tế bào vách dày có tác dụng chịu lực Ngoài ra còn có các tế bào liên kết khác Mật độ các bó mạch thay đổi dần từ ngoài vào trong: lớp ngoài dày đặc, lớp trong rất mềm cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào mô mềm Gỗ cây Dừa không có tế bào tia gỗ (điều này hạn chế dẫn truyền nhựa theo phương

Hình 1.2 Khối lượng riêng của các vùng trên mặt cắt dọc thân cây

xuyên tâm) Theo Hiệp hội Dừa châu Á, người ta phân vùng trên mặt cắt ngang thân cây Dừa và được chia thành ba phần khác biệt:

Lớp ngoài (vùng 1): rộng 1-1,5cm, là phần mặt ngoài của thân cây bao gồm một chuỗi các sợi gỗ màu nâu sẫm Lớp này tương ứng với lớp vỏ cây của các loài gỗ thông thường

Lớp kế tiếp (vùng 2): rộng 5-7cm, cấu tạo chủ yếu là mạch gỗ Lớp trong cùng (vùng 3- phần tâm): bao gồm chủ yếu là các mô mềm Phần nối kết giữa phần ngoài (hay gọi là vỏ cây) với phần phía trong kề nó là phần có sợi vì vậy việc bóc vỏ cây sẽ rất khó khăn

Các tế bào trong gỗ cây Dừa sẽ tiếp tục tăng lên về chiều dày trong suốt đời sống của cây Lu men trong gỗ phần lớn biến mất khỏi các sợi gỗ Do đó, khối lượng thể tích giảm từ gốc tới ngọn Đối với những cây còn non, ở phần ngọn khối lượng thể tích của gỗ ở lớp ngoài khoảng 300kg/m3 và lớp trong khoảng 90kg/m3[27] Trong khi

đó khối lượng thể tích của cây gỗ trưởng thành cao hơn nhiều, vào khoảng 900kg/m3 đối với gỗ

lớp ngoài và khoảng 250kg/m3

đối với gỗ lớp trong Những

con số trên đây có thể sẽ rất

khác nhau tuỳ thuộc vào giống

cây, đặc điểm sinh thái, vị trí

địa lý…

Gỗ cây Dừa sau khi chặt

hạ có độ ẩm gần như bão hoà

trên toàn bộ thân cây Nói

chung, gỗ Dừa rất khó sấy khi

để ở dạng gỗ tròn, trừ khi cây

được bóc vỏ Gỗ sau khi xẻ có chiều dày khoảng 25 cm, rất dễ sấy Tuy nhiên với những tấm ván có chiều dày lớn hơn thì quá trình sấy rất chậm

Khối lượng riêng của cây Dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí trên cây, vùng sinh thái, độ tuổi Theo tài liệu của FAO[32] khối lượng riêng của Dừa giảm dần từ ngoài vào trong lõi, chia làm 3 vùng có khối lượng riêng khác nhau

a Cấu tạo thô đại

Gia công tiêu bản thô đại theo TCVN 356-70 sửa đổi, miêu tả cấu tạo theo quan sát bằng mắt thường và kính lúp x10

Hình 1.3 Phân vùng trên mặt cắt ngang thân cây

thay đổi dần từ ngoài vào

trong: lớp ngoài dày đặc,

bởi các tế bào mô mềm Gỗ cây Dừa không có tế bào tia gỗ (điều này hạn chế dẫn truyền nhựa theo phương xuyên tâm) Trên mặt cắt ngang thân cây Dừa khi loại bỏ phần vỏ thì được chia thành ba vùng khác biệt:

Vùng ngoài (vùng 1): rộng 3-5cm, là phần mặt ngoài cùng của gỗ Dừa, bao gồm các mạch gỗ màu nâu sẫm với mật độ rất dày so với vùng trong

Hình 1.6 Cấu tạo hiển vi gỗ Dừa

b Cấu tạo hiển vi

Cấu tạo hiẻn vi của thân cây Dừa trên mặt cắt ngang được đặc trưng bởi nhiều bó mạch nằm trong tổ chức tế bào mô mềm Thân cây Dừa gồm hai loại tế bào: tế bào mô mềm

và các bó mạch.Các tế bào mô mềm hầu hết có vách mỏng và được liên hệ với nhau nhờ các lỗ thông ngang đơn Bó mạch là tổ chức quan trọng nhất trong thân cây Dừa Nó bao gồm các sợi gỗ, mạch gỗ, quản bào, tế bào dây, tế bào kèm và tế bào mô mềm dọc

Hình dạng và kích thước của các bó mạch không theo qui luật Bó mạch có chức năng dẫn truyền và nâng đỡ Các bó mạch nằm trong tổ chức -

mô mềm Hầu hết các bó mạch có một hoặc hai mạch gỗ

Trên mặt cắt ngang, thân cây Dừa có 3 vùng/phần phân biệt, gọi là vùng 1, vùng 2, vùng 3 (lõi) Các bó mạch có kích thước lớn, mật độ nhỏ ở vùng lõi lõi, nhưng ở vùng 1, vùng 2 các bó mạch có kích thước nhỏ và mật

độ lớn hơn

c Thành phần hóa học của phần biên cây Dừa

Các thành phần hoá học chủ yếu của phần lõi thân cây Dừa được phân tích tại phòng thí nghiệm trường Đại học Lâm nghiệp.[23]

Bảng tổng hợp thành phần các chất hoá học trong gỗ Dừa được ghi ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Một số thành phần hoá học gỗ Dừa

3 Các chất chiết suất trong cồn benzen 2,07

Hình 1.6 Cấu tạo hiển vi gỗ Dừa

4 Chất tan trong nước nóng 6,61

1.2.4 Một số tính chất vật lý chủ yếu của cây Dừa

Các tính chất này được xác định tại phòng thí nghiệm trung tâm khoa Chế biến Lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp

a Tỷ lệ co rút phần biên gỗ Dừa theo tiêu chuẩn ISO 4469:1981

Bảng 1.3 Tổng hợp kết quả tỷ lệ co rút theo các vùng và các chiều của phần

(Nguồn Nghiên cứu tĩnh chất cơ học vật lý gỗ Dừa Lê Văn Tung (2009))

b Khối lượng thể tích của cây Dừa theo theo tiêu chuẩn ISO 3131:1975

Bảng 1.4 Tổng hợp kết quả khối lượng thể tích gỗ Dừa

1.2.5 Một số tính chất cơ học chủ yếu của gỗ Dừa

a Độ cứng tĩnh của gỗ Dừa theo tiêu chuẩn ISO 3350:1975

Bảng 1.5 Độ cứng tĩnh của phần biên gỗ Dừa

b Modul đàn hồi của gỗ Dừa theo tiêu chuẩn ISO 3349:1975

Bảng 1.6 Modul đàn hồi của phần biên gỗ Dừa

MÔ DUL ĐÀN HỒI (N/cm 2 )

c Ứng suất uốn tĩnh cưa gỗ được xác định theo tiêu chuẩn ISO 3133:1975

Bảng 1.7 Ứng suất uốn tĩnh của phần biên gỗ Dừa

d Ứng suất nén ngang thớ của gỗ Dừa được xác định theo tiêu chuẩn ISO 3132:1976

Bảng 1.8 Ứng suất nén ngang của phần biên gỗ Dừa

1.2.6 Độ bền tự nhiên của cây Dừa

Gỗ cây Dừa là loại gỗ mà khả năng tự nhiên chống lại sự phá hoại của côn trùng và nấm hại gỗ rất thấp (nếu để gỗ ở ngoài trời với điều kiện tự nhiên) Gỗ có khối lượng thể tích thấp, sử dụng tiếp xúc với đất, có thể bị phá hoại bởi sinh vật phá gỗ trong vòng 3-18 tháng, trong khi đó gỗ có khối lượng thể tích cao có thể bị phá huỷ 2 -3 năm Ngoài ra nấm mục có thể phá huỷ rất nhanh các loại gỗ có khối lượng thể tích cao Mối cũng có thể tấn công, xâm nhập và phá hoại rất

nhanh các vật liệu gỗ sử dụng ngoài trời, tiếp xúc với đất Đối với gỗ cây Dừa sử dụng dạng cột trong môi trường nước biển, giữ nguyên vỏ

có thể sử dụng trên 3 năm

Gỗ xẻ tươi và hai mặt cắt ở đầu khúc gỗ tròn sau khi chặt hạ rất

dễ bị tấn công bởi nấm mốc và biến màu Việc bảo quản phòng chống nấm mốc và biến màu trong điều kiện môi trường khí hậu nhiệt đới là rất khó khăn Trong trường hợp gỗ sau chặt hạ mà không thể sấy được thì sau khi xẻ cần phải bảo quản chống mốc

Ngoài ra, gỗ tươi cũng rất dễ bị tấn công phá hoại của các loại côn trùng hại gỗ tươi thuộc bộ cánh cứng như xén tóc, mọt Tuy nhiên, sự phá hoại này không quá nghiêm trọng, nó sẽ dừng lại khi gỗ khô Song sự phá hoại đó có thể để lại một số lỗ nhỏ có màu đen trên

gỗ, làm giảm giá trị thương phẩm của gỗ Có thể sử dụng phương pháp sấy, hong phơi hoặc ngâm tẩm gỗ trong dung dịch thuốc bảo quản thích hợp để bảo quản phòng chống côn trùng hại gỗ tươi

Đối với gỗ khô cũng dễ dàng bị bởi các loại côn trùng hại gỗ khô (như mối gỗ khô tấn công phá hoại), tuy nhiên chúng chỉ phá hoại phần gỗ có khối lượng thể tích thấp, có chứa các chất thích hợp làm thức ăn cho mối Đối với gỗ trưởng thành có khối lượng thể tích cao có khả năng phòng chống đối với cả mối đất và thực tế cho thấy con người đã sử dụng gỗ này làm vật liệu xây dựng rất tốt trong nhiều thập kỷ Với những trường hợp sử dụng gỗ ngoài trời hoặc tiếp xúc với đất cho mục đích sử dụng lâu dài, cần phải tiến hành bảo quản gỗ bằng thuốc bảo quản thích hợp

1.2.7 Tình hình sử dụng và nghiên cứu cây Dừa

a Tình hình sử dụng gỗ Dừa

Gỗ Dừa được sử dụng làm vật liệu xây dựng ở nhiều quốc gia, chúng được dùng làm copha trong xây dựng, làm cột, rui xà, đòn tay… sử dụng cho các kết cấu cầu cống dạo chơi trên bờ biển Ngoài ra hiện nay gỗ Dừa cũng được sử dụng rất phổ biến để làm các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, bát, chén, khay…Với những công nghệ hiện đại như hiện nay thì gỗ Dừa còn được sử dụng làm ván nhân tạo, ván dăm, ván ghép thanh ván sàn, vật liệu cách âm…Đặc biệt một số bộ phậm khác của cây Dừa còn được sử dụng làm phân

vi sinh, đất sạch trồng hoa, than hoạt tính…Các sản phẩm từ Dừa đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân như các sản phẩm từ dầu Dừa, các đồ thủ công mỹ nghệ, các loại ván lát sàn, ván nhân tạo

b Tình hình nghiên cứu

Với diện tích trồng cây Dừa cũng như trữ lượng Dừa rất lớn ở Châu Á kéo theo lượng cây Dừa lão cần chặt đi để trồng mới cũng rất lớn Song hiện nay người ta chỉ sử dụng gỗ Dừa trong hàng mộc như: các chi tiết chịu tải (xà, dầm), ván lát sàn, cửa sổ và cửa ra vào, tường - vách ngăn, đồ mộc gia dụng,

đồ mỹ nghệ là phổ biến Ngoài ra Nhật Bản đã nghiên cứu thành công dùng công nghệ EDS để sấy cả thân cây Dừa, với công nghệ này đã rút ngắn thời gian sấy xuống còn 1/4 thời gian sấy theo công nghệ thông thường và dung tích lò sấy có thể tăng gấp 3 lần so với lò sấy hiện nay Sản phẩm sau sấy này

được dùng như gỗ tròn bình thường dùng làm đồ mộc thông dụng

Theo nghiên cứu của tác giả Erwinsyah thuộc viện nghiên cứu dầu cọ của Indonesia họ đã nghiên cứu sử dụng nguyên liệu từ cây thuộc họ Dừa làm ván cách âm và cách nhiệt sinh thái sau khi đã loại bỏ tuỷ Tuy vậy các biện pháp này chỉ được áp dụng ở phạm vi hẹp mà chưa được phổ biến rộng rãi trên thế giới

Ở Việt Nam những nghiên cứu về cây Dừa nói chung và sử dụng Dừa nói riêng còn rất ít

- Năm 2006, Vũ Hà Phương, trong luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hóa học, vật lý, cơ học chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây Dừa

và định hướng sử dụng cho ván ghép thanh” Luận văn đã nêu được định hướng sản xuất ván ghép thanh từ vùng 4 thân cây Dừa Nhưng đề tài chưa nghiên cứu về khả năng dán dính của gỗ Dừa, kích thước thanh cơ sở của gỗ Dừa

- Năm 2006, Lê Văn Tung “Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu của phần biên thân cây Dừa và định hướng trong công nghệ bóc” Luận văn

đã nghiên cứu tính chất cơ học vật lý chủ yếu của phần biên thân cây Dừa Nhưng đề tài chưa nghiên cứu định hướng sử dụng trong sản xuất ván ghép thanh

- Năm 2000-2004, Hoàng Xuân Niên trong luận án tiến sĩ của mình đã nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu xơ Dừa

- Nghiên cứu sử dụng cọng cây Dừa nước để sản xuất ván dăm của PGS TS Nguyễn Trọng Nhân

- Lực cắt xơ Dừa đã được đề cập trong nghiên cứu của PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên và TS Hoàng Xuân Niên

- Nguyễn Việt Chiến (2000) rừng Dừa Bến Tre nguy cơ bị tàn phá bởi côn trùng nhập khẩu, Báo Thanh niên số 144 (767) ngày 02/6/2000

- Hải Bằng (1999) giá Dừa lên nhờ xuất khẩu, thời báo kinh tế Việt Nam số

Ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đều có xưởng chế biến gỗ Dừa, song quy mô nhỏ Gỗ Dừa ở đây chủ yếu được chế biến thành các loại ván bóc, các sản phẩm thủ công mỹ nghệ dùng trong gia đình và phần lõi xốp mềm thường

bỏ đi Nhìn chung công nghệ chế biến gỗ Dừa mang tính tập quán cũ, hiệu quả thấp và gần như chưa có tác động khoa học kỹ thuật để nâng cao hiệu quả

sử dụng gỗ thân cây Dừa nói riêng và cây Dừa nói chung

Tóm lại, những nghiên cứu về cây Dừa còn rất hạn chế, chủ yếu là những nghiên cứu cơ bản để lựa chọn hướng sử dụng có hiệu quả nhất cho loại cây này Trong thực tế, chúng ta đã dùng gỗ của cây này để sản xuất ván ghép thanh phủ mặt (đặc biệt ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long) nhưng cũng chưa công trình nào nghiên cứu về khả năng dán dính gỗ dừa và kích thước thanh cơ sở của gỗ Dừa

Do đó, tôi tiến hành thực hiện luận văn “ Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc, không phủ mặt, dùng cho sản xuất đồ mộc từ

gỗ thân cây Dừa (Cocos nucifera L)”, để góp phần nghiên cứu toàn diện hơn

và sử dụng hiệu quả cho loại gỗ này

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc từ thân cây Dừa, chế độ ép, khả năng dán dính, kích thước thanh cơ sở khi sản xuất ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

a Nguyên liệu

Trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu với nguyên liệu là phần biên

của gốc cây Dừa (Cocos nucifera L) được khai thác ở Trảng Bom - Đồng Nai

với độ tuổi 28-30 tuổi để sản xuất ván ghép thanh dạng lõi đặc không phủ mặt

b Chất kết dính

Trong luận văn này chúng tôi sử dụng keo DYNOKOLL P115A (preefereTM6552) của hãng DYNEA là một loại keo dán polyvinyl Acetate (pvac)

c Sản phẩm

Các mẫu sản phẩm ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt từ gỗ Dừa

dùng cho sản xuất đồ mộc với kích thước chiều dày 19mm

1.4.3.Thiết bị

Dây chuyền công nghệ sản xuất ván ghép thanh của Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng và trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến Lâm Sản - Trường Đại học Lâm Nghiệp

1.5 Nội dung

1.5.1 Những tìm hiểu chung

- Tìm hiểu về nguyên liệu và sản phẩm

- Tìm hiểu về ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt

- Tìm hiểu về keo dán trong sản xuất ván ghép thanh

1.5.2.Nghiên cứu khả năng dán dính của gỗ Dừa

Lớp mặt với lớp mặt (Vùng biên – Vùng biên)

Lớp mặt với lớp ruột (Vùng biên – Vùng lõi)

Lớp ruột với lớp ruột (Vùng lõi – Vùng lõi)

1.5.3 Xác định kích thước thanh cơ sở

1.5.4 Xác định chế độ ép hợp lý

1.6 Phương pháp nghiên cứu

Stt Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu

1 Tìm hiểu về nguyên liệu và sản phẩm

Nghiên cứu khả năng dán dính

Thực nghiệm đơn yếu tố

+ Lớp mặt với lớp mặt

+ Lớp mặt với lớp ruột

+ Lớp ruột với lớp ruột

5 Xác định kích thước thanh cơ sở Lý thuyết

6 Xác định chế độ ép hợp lý Thực nghiệm đơn yếu tố

Chương 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Các yêu cầu của ván ghép thanh

Một trong những nguyên tắc cơ bản của sản xuất ván nhân tạo là sản phẩm phải ổn định về kích thước theo các phương Do vậy ván ghép thanh ra đời nó cũng đáp ứng được các yêu cầu của ván nhân tạo Sản phẩm thu được

từ ván ghép thanh cũng khá đa dạng vì bản thân ván ghép thanh rất phong phú, chúng có thể ở dạng tấm rộng, dầm, xà và các sản phẩm định hình khác Trong các loại trên thì sản phẩm tấm rộng là phổ biến hơn, vì nó có thể phủ mặt hoặc không phủ mặt Với loại phủ mặt thì lõi cũng có nhiều dạng: Dạng lõi đặc, lõi rỗng Loại không phủ mặt cũng có nhiều kiểu liên kết như liên kết mộng, đinh, chốt, keo, ngón

- Sản phẩm từ các loại ván ghép thanh trên có thể dùng trong sản xuất

đồ mộc, xây dựng, tàu thuyền Ván ghép thanh dạng tấm rộng thường được dùng trong sản xuất đồ mộc thông dụng như: Ván ốp trần, ván ốp tường, các chi tiết dạng tấm phẳng trong sản xuất đồ mộc

- Trong cùng một tấm ván ghép thanh, hai thanh cạnh nhau phải đối xứng nhau qua mặt phẳng tiếp xúc giữa hai thanh (nếu ghép xuyên tâm) và không được đối xứng nhau (nếu ghép tiếp tuyến)

2.1.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh

Trong sản xuất ván ghép thanh, chất lượng ván phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, chúng ta có thể biểu diễn quan hệ này theo một hàm phụ thuộc

 = f(x,y,z) (2.1) Trong đó : - Hàm mục tiêu chất lượng sản phẩm

x- Tham số thuộc về vật dán

y- Tham số thuộc về chất kết dính z- Tham số thuộc về chế độ dán ép

a Ảnh hưởng của vật dán

Ảnh hưởng của loại gỗ

Ứng với mỗi loại gỗ sẽ có một khối lượng thể tích và thành phần các chất trong gỗ khác nhau Gỗ có khối lượng thể tích lớn, có kết cấu các tế bào mạch gỗ chặt chẽ, khi gia công cho chất lượng bề mặt thanh tốt do đó lượng keo tráng cần ít nhưng vẫn đảm bảo mối dán Ngược lại gỗ có khối lượng thể tích nhỏ dẫn đến kết cấu trong gỗ lỏng lẻo do các tế bào mạch gỗ xếp không chặt chẽ, khi gia công cho bề mặt thanh kém dẫn đến lượng keo tráng lớn

Ảnh hưởng của độ ẩm thanh

Nếu độ ẩm thanh khi dán ép quá lớn (lớn hơn mức quy định) sẽ làm giảm độ nhớt của keo, làm cho keo dễ bị tràn ra ngoài và thẩm thấu vào gỗ khi ép Vì vậy lượng keo trên bề mặt thanh bị nghèo làm chất lượng mối dán giảm Ngược lại nếu độ ẩm của thanh thấp khả năng hút dung môi của keo vào trong gỗ là rất lớn, làm cho độ nhớt của keo tăng lên, khả năng dàn trải của màng keo không đều, liên tục, làm giảm chất lượng mối dán

- Căn cứ vào đặc điểm của gỗ Dừa

- Căn cứ vào chỉ tiêu kỹ thuật của ván nhân tạo

- Căn cứ vào cơ sở lý thuyết, chọn độ ẩm thanh sau khi sấy 8-10%

Ảnh hưởng của bề mặt thanh lõi

Theo thuyết dán dính, bề mặt vật dán càng phẳng và độ nhẵn càng cao thì cường độ dán dính càng lớn Vì vậy chất lượng mối dán là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng ván

Khi bề mặt các thanh thành phần có độ nhẵn bề mặt càng cao thì khả năng bôi tráng keo càng rễ ràng, lượng keo tráng tiêu tốn ít, màng keo sẽ mỏng, đều, liên tục Chất lượng mối dán tốt khả năng chịu lực tăng lên

Ngược lại nếu chất lượng bề mặt các thanh thấp, độ mấp mô lớn, việc bôi tráng khó, màng keo sẽ không mỏng, đều, liên tục, làm giảm sự tiếp xúc giữa các thanh do đó chất lượng mối dán giảm

Căn cứ vào điều kiện thực tế của máy móc thiết bị, chúng tôi chọn chất lượng bề mặt thanh ghép ở 6

Ảnh hưởng của quan hệ kích thước thanh giữa chiều dày và chiều rộng

Trong quá trình sản xuất ván ghép thanh quan hệ giữa chiều dày và chiều rộng thanh ghép là một vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu Sự thay đổi quan hệ kích thước này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

và giá thành sản phẩm Sở dĩ khi thay đổi kích thước thanh làm cho các tính chất vật lý, cơ học của ván thay đổi bởi vì: Gỗ là vật liệu dị hướng có các tính chất khác nhau theo ba phương dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến Chính vì sự khác nhau này đã làm cho gỗ dễ bị cong vênh, dẫn tới các khuyết tật của sản phẩm Do vậy đã có một số công trình nghiên cứu về ván ghép thanh, song việc xây dựng mối quan hệ kích thước giữa chiều dày và chiều rộng thanh còn chưa được nghiên cứu đầy đủ Kích thước chiều dày thanh thường được quyết định bởi chiều dày sản phẩm, còn chiều rộng thanh phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo và tính chất của gỗ

- Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu

- Căn cứ vào cơ sở lý thuyết

Căn cứ vào tỷ lệ: Co rút tiếp tuyến = 0.96%

Co rút xuyên tâm

- Căn cứ vào tỉ lệ lợi dụng gỗ

- Căn cứ vào các tài liệu tham khảo chọn chiều rộng thanh bằng 40mm

b Ảnh hưởng của phương pháp ghép

Ảnh hưởng của phương pháp ghép thanh theo chiều rộng

- Phương pháp sắp xếp các thanh thành phần có ảnh hưởng lớn đến sự cong vênh của ván Khi tạo ván ghép thanh từ những thanh gỗ xẻ tiếp tuyến

mà các vòng năm của chúng lại sắp xếp cùng một hướng sẽ tạo ra ván có bề mặt nhẵn, nhưng rất rễ bị cong vênh (theo một chiều) Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh ghép được xếp đối xứng với nhau theo phương chiều rộng ván, thì ván tạo ra ít cong vênh hơn, nhưng có nhược điểm

là bề mặt ván có dạng sóng do sự co rút của gỗ theo phương tiếp tuyến và phương xuyên tâm là khác nhau Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh ghép vuông góc với bề mặt ván ghép thì ván tạo thành sẽ có bề mặt nhẵn và phẳng hơn Loại ván như vậy chỉ có thể tạo ra từ các thanh ghép xẻ xuyên tâm Tuy nhiên khi xẻ các thanh dạng xuyên tâm tỷ lệ lợi dụng gỗ nhỏ hơn rất nhiều so với phương pháp xẻ tiếp tuyến

- Căn cứ vào cơ sở lý thuyết

- Căn cứ vào mục tiêu sử dụng cho sản phẩm là đồ mộc thông dụng và hiệu quả kinh tế

Căn cứ vào chỉ tiêu kỹ thuật của ván ghép thanh, cấu tạo của gỗ Dừa chúng tôi chọn phương pháp các thanh ghép có mặt tiếp tuyến với đường vòng năm xếp đối xứng theo phương chiều rộng ván

Ảnh hưởng của phương pháp ghép theo chiều dài thanh thành phần

Để nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ, trong luận văn chúng tôi tiến hành loại bỏ khuyết tật thanh ghép bằng cách cắt ngắn Việc nối ghép các thanh ngắn này có thể thực hiện theo phương pháp tiếp xúc hoặc phương pháp ghép ngón, căn cứ vào mục tiêu của luận văn, chúng tôi chọn phương pháp nối ngón (Finger joint)

Ảnh hưởng của bề mặt tạo ngón ghép

Tuỳ theo mục đích sử dụng và yêu cầu của chất lượng sản phẩm mà ngón ghép có thể tạo theo phương chiều dày hoặc phương chiều rộng

Nếu xét về khả năng chịu lực thì hai phương pháp này rất khác nhau, về

độ bền uốn tĩnh thì tạo ngón ghép theo phương chiều dày lớn hơn so với phương chiều rộng Sở dĩ tạo ngón ghép theo phương chiều rộng có độ bền uốn tĩnh nhỏ hơn là do: Khả năng chịu uốn theo phương tiếp tuyến nhỏ hơn phương xuyên tâm (do cấu tạo gỗ)

Nếu cùng một khối lượng sản phẩm thì khi phay ngón theo chiều dày sẽ mất nhiều nguyên liệu hơn Vì khi đó bề mặt ván phải gia công đi một lượng lớn hơn so với ván có thanh ghép theo chiều rộng khi cùng một kích thước sản phẩm Phay ngón theo chiều dày khi gia công sản phẩm dễ bị bóc mặt tại

vị trí ngón

Tuy nhiên khi phay ngón theo chiều dày nó cho một sản phẩm đẹp và

có chất lượng cao

Căn cứ vào cơ sở lý thuyết

Căn cứ vào mục tiêu đề tài chúng tôi chọn phương pháp phay ngón theo chiều dày thanh

Ảnh hưởng của các thông số kích thước ngón ghép

Thông số hình học của ngón ghép

Hình 2.1 Ngón ghép Trong đó:

 - Độ nghiêng của ngón

Ảnh hưởng của chiều dài ngón (l)

Dựa vào kích thước dao phay định hình ta có thể tạo được nhiều cấp chiều dài ngón Chiều dài ngón ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mối ghép và giá thành sản phẩm

Nếu ngón ngắn l = 7,5-10mm khi gia công xẻ tận dụng được gỗ, phế liệu ít, công cắt gọt thấp

Nếu ngón có độ dài l càng lớn, thì công cắt gọt càng lớn, phế liệu nhiều Loại ngón này chỉ phù hợp với loại gỗ có khối lượng thể tích lớn và độ bền cơ học cao Còn loại gỗ có độ bền cơ học thấp, nhẹ, xốp, chịu lực kém khi phay có hiện tượng vỡ đầu Vì vậy chọn chiều dài ngón hợp lý là rất quan trọng

Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, trong luận văn này chúng tôi chọn chiều dài ngón l = 12mm

Ảnh hưởng của bước ngón (p)

Với cùng chiều dài ngón, nếu ngón lớn (ngón thô) tổng diện tích tiếp xúc thanh - thanh sẽ giảm dẫn đến cường độ dán dính của mối dán giảm Nếu bước ngón nhỏ số lượng ngón trên một đơn vị chiều rộng thanh lớn, làm cho tổng diện tích tiếp xúc tăng lên Độ lớn của bước răng phụ thuộc vào loại gỗ

và chiều dài ngón Các gỗ có khối lượng thể tích 0,3-0,7g/cm3 thì sự phụ thuộc bước ngón vào chiều dài ngón tuân theo bảng sau:

Bảng2.1: Chiều dài ngón và kích thước ngón

7,5< l 10 10< l 24 24< l 35

L > 35

P = l/2,5

P = l/3 p=l/3,5 p=l/4

Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, căn cứ vào chiều dài ngón chúng tôi chọn độ lớn bước ngón p = 3,5mm

- Ảnh hưởng của độ lớn đỉnh ngón (t)

Như ta đã biết, dạng ngón trong mối ghép đầu dạng ngón thường rất mảnh, vì vậy khi phay hoặc vận chuyển rất dễ vỡ đầu ngón Để khắc phục hiện tượng này, ngón được phay bao giờ cũng tồn tại độ rộng đỉnh ngón (t)

Độ rộng đỉnh ngón (t) chủ yếu phụ thuộc vào loại gỗ Gỗ càng nhẹ, xốp, độ bền cơ học thấp thì độ rộng đỉnh ngón càng lớn và ngược lại

Căn cứ vào loại gỗ chúng tôi chọn độ rộng đỉnh ngón cho thực nghiệm là: t = 1mm

- Ảnh hưởng của góc đỉnh ngón ()

Góc đỉnh ngón là góc nhọn tạo bởi mặt phẳng cạnh ngón và mặt phẳng song song với chiều dọc thanh Khi cố định dạng ngón thì góc ở đỉnh phụ thuộc vào chiều dài ngón và bước ngón  = f(l,p)

Trong sản xuất thường sử dụng những dạng ngón có góc ở đỉnh  =

5-100 Trong luận văn này chúng tôi chọn góc ở đỉnh ngón  = 70

- Ảnh hưởng của áp suất ép

Trong sản xuất ván nhân tạo áp suất ép đóng vai trò định hình sản phẩm

mà nó còn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa bề mặt vật dán và tạo ra khối lượng thể tích theo yêu cầu Theo lý thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đều của màng keo lớn thì lực ép không đáng kể, trong thực tế gia công không thể thực hiện được đến độ phẳng lý tưởng Vì vậy, cần phải chọn ra một trị số áp suất đủ lớn, để làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các

bề mặt thanh ghép là tốt nhất mà không phá huỷ vật dán Nhưng áp suất đó không được quá lớn sẽ gây nên hiện tượng tràn keo ra ngoài làm mất tính liên tục của màng keo, lượng keo tráng không đảm bảo ảnh hưởng đến chất lượng mối dán

Trong sản xuất ván ghép thanh cần phải có lực tác dụng theo hai phương, lực ép theo phương ngang (ghép ván theo chiều rộng) có vai trò tạo

ra sự tiếp xúc tốt nhất cho vật dán Lực ép theo phương đứng có tác dụng ổn định bề mặt ván không cho nó biến dạng trong quá trình ép ván Còn lực ép dọc (ghép theo chiều dài thanh) có tác dụng ghép nối các thanh gỗ ngắn để được kích thước thanh dài công nghệ mà vẫn đảm bảo cường độ và thẩm mỹ

Nếu áp suất ép nhỏ thì sự tiếp xúc giữa vật dán kém, do đó cường độ dán dính giảm dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vậy trị số áp suất

là một hàm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố

- Căn cứ vào cơ sở lý thuyết, đặc điểm, cấu tạo gỗ Dừa và chất lượng

bề mặt thanh chúng tôi chọn áp suất ép là:

+ Áp suất ép biên: Pmax = 1 Mpa

+ Áp suất ép mặt(khi ép ngang): 0,3Mpa

+ Áp suất ép dọc: Pmax = 0,8Mpa

+ Áp suất ép mặt(khi ép doc): 0,2Mpa

- Ảnh hưởng của thời gian ép

Đó là khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một tấm ván, nếu thời gian ép quá dài thì năng suất sản xuất thấp, nếu thời gian ép quá ngắn thì màng keo chưa đóng rắn làm cho mối dán không đảm bảo Vì vậy thời gian một chu kỳ dán ép được xác định theo công thức sau:

i i ed









Trong đó : i1- Thời gian đóng bàn ép phẳng;

i2-Thời gian tạo áp suất ép max;

i3 - Thời gian giảm áp suất ép max;

(2.3)

i2+ i3 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng;

i4 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng;

k1 – Thời gian đóng bàn ép phẳng;

k2 - Thời gian tạo áp suất ép max;

k3 - Thời gian duy trì áp suất ép max;

k4 - Thời gian giảm áp suất ép max;

k2 +k3 + k4 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng;

k5 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng

Đối với ép dọc thì (i1, i2, i4) nó là yếu tố cố định của máy và nó phụ thuộc vào công nghệ sản xuất Vì vậy chúng tôi quan tâm đến i2 nó đảm bảo cho độ kín khít của mối ghép và độ bền của màng keo Vì thời gian này quá ngắn sẽ gây tách tại mối ghép và keo tràn ra ngoài nhiều làm giảm lượng keo tráng trên bề mặt ảnh hưởng đến chất lượng mối nối Nếu i2 quá dài sẽ gây lãng phí thời gian trong sản xuất, và keo có thể bị đóng rắn trước Vậy căn cứ vào loại keo, loại nguyên liệu chúng tôi chọn i2= 15s

Đối với ghép ngang thì (k1,k2,k4, k5) nó phụ thuộc vào công nghệ sản xuất ván, vì vậy chúng tôi quan tâm đến k3, đây là khoảng thời gian đóng rắn keo làm cho ván hình thành Do đây là ép nguội nên khoảng thời gian này quá ngắn, màng keo sẽ chưa đóng rắn, ảnh hưởng đến chất lượng mối dán và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vậy căn cứ vào loại keo, lượng keo tráng, chúng tôi chọn k3 = 5phút

c Ảnh hưởng của keo dán

Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vất thể dưới tác dụng của một vật thứ ba trong những điều kiện nhất định, vật thứ ba được gọi là chất kết dính (keo dán), vì vậy chất kết dính sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng

mối dán Sự ảnh hưởng của chất kết dính tới chất lượng sản phẩm có thể được

mô tả bằng hàm sau:

Y=f(x1,x2,x3,x4,x5) (2.4) Trong đó:

Y- Là hàm mục tiêu chất lượng mối dán ;

x1- Ảnh hưởng của loại keo ;

x2- Ảnh hưởng của hàm lượng khô ;

x3- Ảnh hưởng của độ nhớt ;

x4- Ảnh hưởng của độ pH keo ;

x5- Ảnh hưởng của lượng keo tráng

- Ảnh hưởng của loại keo

Mỗi loại keo có những thông số và đặc tính riêng của nó, từ đó kéo theo các yếu tố công nghệ khác cũng phải phù hợp Vì vậy lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lượng sản phẩm Trong luận văn này chúng tôi sử dụng keo DYNOKOLL P115A (preefereTM6552) của hãng DYNEA là một loại keo dán polyvinyl Acetate (pvac) chất lượng cao được dùng rộng dãi trong ngành chế biến gỗ, trang trí

bề mặt bao bì, giấy…, thông qua phương pháp ép nguội Keo sữa DYNOKOLL P115A (preefereTM6552) tạo nên độ kết dính đạt tiêu chuẩn D1 của Châu Âu (EN 204/205)

- Ảnh hưởng hàm lượng khô của keo

Hàm lượng khô của keo có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối dán vì trong quá trình dán ép dung môi của keo chủ yếu được gỗ hút thấm (trong điều kiện ép nguội) do đó làm cho độ ẩm tăng ảnh hưởng đến chất lượng mối dán, dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là đối với ván ghép thanh tạo ván lõi để phủ mặt Sẽ gây ra nổ ván hoặc có cường độ dán thấp vì

độ ẩm quá cao

Ngược lại nếu hàm lượng khô của keo quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa keo và gỗ là khó do vậy tạo mạng keo không đều, liên tục dẫn đến chất lượng mối dán giảm Theo tài liệu số [3] Trị số hàm lượng khô thích hợp nhất từ 40 - 60%

- Ảnh hưởng của độ nhớt keo

Độ nhớt của keo là nội lực của dung dịch hình thành do tổng hợp các lực sinh ra trong lòng dung dịch Nó được biểu hiện qua khả năng thấm ướt của dung dịch keo lên bề mặt vật dán vì vậy độ nhớt của keo ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng tráng keo, chiều dày màng keo

Nếu độ nhớt của keo quá lớn, quá trình bôi tráng keo lên bề mặt rất khó, màng keo khó dàn trải đều, liên tục, do đó chất lượng mối dán giảm, độ bền kéo trượt màng keo thấp Nếu độ nhớt keo quá thấp, tuy khả năng bôi tráng keo lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhưng lượng keo tráng thấm vào vật dán tăng lên, làm nghèo lượng keo trên bề mặt vật dán, làm cho chất lượng mối dán giảm Trong luận văn này chúng tôi sử dụng keo DYNOKOLL P115A (preefereTM6552) với các thông số kỹ thuật

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của keo DYNOKOLL P115A

Stt Thông số kỹ thuật của keo Đơn vị Trị số, đặc điểm

6 Khối lượng riêng g/cm3 1.054

- Độ axít-bazơ của keo dán

Độ axit, bazơ của keo dán là một trong những đại lượng đặc trưng cho tính chất hoá học, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền mối dán Tính axit mạnh hay bazơ mạnh đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, vì vậy độ pH của keo khi sử dụng phải đảm bảo không phá huỷ vật dán Độ pH của keo đóng rắn ở môi trường axit khoảng 6 - 6,5 Luận văn này chúng tôi sử dụng loại keo DYNOKOLL có pH = 6,5

- Ảnh hưởng của lượng keo tráng

Độ bền mói dán phụ thuộc rất nhiều vào lượng keo tráng khi thực hiện quá trình dán ép Nếu lượng keo tráng trên một diện tích bề mặt quá ít thì khả năng dàn trải màng keo không đều, không liên tục làm cho chất lượng mối dán kém Nếu lượng keo tráng quá nhiều làm cho màng keo dày, sinh ra nội ứng suất trong màng keo khi đã đóng rắn Khi dán ép keo sẽ bị tràn ra ngoài, gây lãng phí keo làm tăng giá thành sản phẩm lên đáng kể Theo một số công trình nghiên cứu trước đây thì lượng keo tráng thích hợp cho ván ghép thanh

từ 150 - 250g/m2

Căn cứ vào cơ sở lý thuyết, cấu tạo gỗ của phần biên gốc cây Dừa chất lượng bề mặt của thanh ghép chúng tôi chọn lượng keo tráng là 250g/m2 Các thông số kỹ thuật của keo (dòng keo PVAC)

2.8 Lý thuyết dán dính

Quá trình dán dính là quá trình dán ép hai hay nhiều vật dán với nhau

co sự tham gia của chất kết dính trong một số điều kiện nhất định

Người ta giải thích hiện tượng dán dính là do các lực liên kết, có 3 lực liên kết trong quá trình dán dính là:

- Lực liên kết cơ học

+ Liên kết đinh keo: Là do sự ăn khớp của lớp keo với bề mặt nhám của vật dán, trong quá trình dán dính keo sẽ chui vào các khe hở của vật dán tạo thành các dinh keo để tăng lực bám dính giữa keo và vật dán

+ Lực hấp dẫn: Là lực do hai vật thể có khối lượng và ở một khoảng cách nhất định

- Liên kết vật lý

+ Lực liên kết giữa các pha rắn, lỏng, môi trường: hiện tượng dính kết là kết quả tổng hợp các lực do sưc căng bề mặt khi một dung dịch tiếp xúc với vật rắn qua các pha: pha rắn – pha lỏng, pha rắn – môi trường, pha lỏng – môi trường

+ Lực tĩnh điện: Là lực liên kết tĩnh điện khi các phân tử có cực

và khoảng cách gần đủ Đây chính là sự sắp xếp lại các phân tử có cực

- Liên kết hóa học

Độ bền của mối liên kết hóa học phụ thuộc vào việc tạo ra những liên kết hóa học giữa các chất dán dính và vật liệu dán dính Các liên kết hóa học ở đây chủ yếu dựa vào các cầu nối là: - CH2 -; - CH2 – O – CH2

2.8.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến cường độ dán dính của gỗ

a Ảnh hưởng của nguyên liệu gỗ

+ Loại gỗ:

- Gỗ là vật liệu hữu cơ không đồng nhất, không dẳng hướng Các loại

gỗ khác nhau có tính chất khác nhau, cùng một loại gỗ thì tính chất gỗ cũng khác nhau ở các vị trí thân cây, ở tuổi cây và điều kiện sinh trưởng.Vì vậy gỗ

là loại vật dán đa dạng

- Gỗ Dừa : Thân cây to trung bình, thẳng, tròn, thớ to thô chéo thớ,

không có mắt gỗ cung như tia gỗ, màu sắc đẹp, rất phù hợp trong công nghệ sản xuất sản xuất ván nhân tạo đặc biệt là ván ghép thanh Ván ghép thanh tạo

từ các thanh gỗ xuyên tâm có kích thước gỗ nhất định (thường nhỏ) nhằm làm