NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH TỪ GỖ DỪA

Bằng phương pháp thí nghiệm thử, chúng tôi bước đầu xây dựng được qui trình sản xuất ván ghép thanh từ nguyên liệu dừa có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất.. Với tình hình nguồn tài nguy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH

Giáo viên hướng dẫn

TS Hoàng Xuân Niên

Tháng 7/2008

ii



Xin được gửi lời cám ơn chân thành đến:

Tất cả các quý thầy cô trong ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Các thầy cô trong bộ môn Chế biến lâm sản đã tận tình giảng dạy, truyền đạt các kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong những năm tháng ngồi trên ghế giảng đường đại học

Thầy TS Hoàng Xuân Niên đã tận tình hướng dẫn, động viên tôi trong những lúc khó khăn nhất để tôi thực hiện được bản luận văn tốt nghiệp này

Tập thể cán bộ, bộ đội thuộc trung đoàn bay 917 thuộc Sư đoàn Không Quân

370, Thành Phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, hỗ trợ nguyên liệu là 3 cây dừa để tôi thực hiện được luận văn này

Tập thể cán bộ, công nhân viên và đặc biệt là chú Khuê của công ty chế biến gỗ Trường Tiền đã tạo thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Bố mẹ tôi là người đã sinh thành, nuôi dưỡng và tạo tất cả mọi điều kiện về vật chất lẫn tinh thần trong những năm tháng học tập tại trường đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Tất cả các bạn sinh viên đã gắn bó, giúp đỡ và chia xẻ với tôi trong những năm tháng học tại trường

TP.HCM, ngày 04 tháng 07 năm 2008

Sinh viên thực hiện Cấn Sơn Tùng

iii

Đề tài “ Nghiên cứu sản xuất ván ghép thanh từ cây dừa” trong phòng thí ngiệm được thực hiện từ ngày 5 tháng 5 năm 2008 tại phòng thí nghiệm khoa Lâm Nghiệp trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Với trữ lượng khá lớn được tập trung ở duyên hải miền Trung và Nam Bộ khoảng 19500 ha hay khoảng 17,5 triệu m3 là rất đáng quan tâm xây dựng thành ngành công nghiệp chế biến dừa

Bằng phương pháp thí nghiệm thử, chúng tôi bước đầu xây dựng được qui trình sản xuất ván ghép thanh từ nguyên liệu dừa có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất

Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy dừa có những đặc điểm khác gỗ như: cây dừa dáng thẳng đứng, ít khuyết tật, không có tia gỗ tính chất cơ lý, khối lượng thể tích phụ thuộc vào tuổi cây và vị trí trên thân cây Nhưng có thể chia theo mặt cắt ngang ra 3 vùng có khối lượng riêng tương đối đồng nhất (I, II, III tính từ ngoài vào tâm) và tiến hành ghép không nối đầu hỗn hợp với nhau của các cây cùng độ tuổi, lượng keo dùng từ 150-200 g/m2, thời gian ép từ 25-35 phút

Sau khi bào nhẵn thành từng thanh và tiến hành ghép thành ván ghép thanh thì chúng tôi đem mẫu đi thử lực và thử một số chỉ tiêu dành cho ván ghép thanh và nhận thấy ván ghép thanh từ lớp I có tính ổn định cao, đạt tiêu chuẩn sử dụng hàng mộc trong nhà và có thể áp dụng để sản xuất rộng rãi

Đề tài được viết rõ ràng cụ thể và chia thành 5 chương chính bao gồm:

Chương 1: Mở Đầu Chương 2: Tổng Quan Chương 3: Nội Dung và Phương Pháp Nghiên Cứu

Chương 4: Kết Quả - Thảo Luận

Chương 5: Kết Luận và Kiến Nghị

iv

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

MỤC LỤC Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

Chương 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Tình hình chung 4

2.2 Nghiên cứu cơ bản về gỗ cây dừa 4

2.2.1 Cây Dừa 4

2.2.2 Trữ lượng 6

v

2.3 Tính chất cơ lý của gỗ dừa 8

2.3.1 Tính chất vật lý 8

2.3.2 Tính chất cơ học 9

2.3.3 Thành phần hóa học 9

2.4 Nhu cầu sản xuất ván ghép thanh 10

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

3.1 Cơ sở lý thuyết 11

3.1.1 Sự hình thành và phát triển của ván ghép thanh 11

3.1.2 Nguyên lý tạo ván 11

3.1.3 Một số giải pháp hình thành thanh ghép 12

3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh 16

3.2.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến chất lượng ván ghép thanh 16

3.2.2 Ảnh hưởng của công nghệ đến chất lượng của ván ghép thanh 17

3.2.3 Ảnh hưởng của máy móc thiết bị đến chất lượng ván ghép thanh 18

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 19

3.3.1 Nội dung nghiên cứu 19

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 21

3.4 Một số yêu cầu trong sản xuất ván ghép thanh 26

Chương 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 27

4.1 Quy trình sản xuất ván ghép thanh từ dừa không phủ mặt 28

4.2 Kết quả thí nghiệm của ván 32

vi

4.2.2 Độ hút nước của ván 32

4.2.3 Độ trương nở của ván 33

4.2.4 Độ ẩm của ván 33

4.2.5 Ứng suất trượt 33

4.2.6 Ứng suất uốn tĩnh 33

4.3 Đánh giá kết quả nghiên cứu 34

4.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến nguyên liệu 34

4.3.2 Ảnh hưởng của thông số ép 36

4.3.3 Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế 36

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

5.1 Kết luận 38

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Mô phỏng chia vùng trên mặt cắt ngang của cây Dừa 7

Hình 2.2: Mô phỏng tương đối 3 vùng trên mặt cắt ngang của cây dừa 7

Hình 3.1a: Nối răng lược đơn 12

Hình 3.1b: Nối răng lược kép 12

Hình 3.2a: Nối xiên góc thẳng 13

Hình 3.2b: Nối xiên góc gấp khúc 13

Hình 3.3: Sơ đồ mối ghép không keo 14

Hình 3.4: Sơ đồ mối ghép dán keo từng đoạn 15

Hình 3.5: Sơ đồ mối ghép cạnh âm dương 15

Hình 3.6: Sơ đồ ghép cạnh mộng thẳng 16

Hình 3.7: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 1 19

Hình 3.8: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 2 19

Hình 3.9: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 3 19

Hình 3.10: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 4 20

Hình 3.11: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 5 20

Hình 3.12: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 6 20

Hình 4.1: Sơ đồ xẻ nguyên liệu gỗ dừa 28

Hình 4.2: Thanh gỗ dừa sau khi xẻ ra 29

viii

Hình 4.4: Ghép thanh kiểu đối ngược lớp với nhau 32

Hình 4.5: Ghép thanh kiểu cùng lớp với nhau 32

Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện chế độ sấy 30

Hình 4.7: Gỗ dừa bị nấm mốc xâm hại 34

ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thông tin chung về cây dừa khu vực miền Nam 5

Bảng 2.2: Sản lượng dừa của một số địa phương tại Việt Nam 6

Bảng 3.1: Thông số ghép gỗ Thông của công ty Satimex (chế độ 1) 23

Bảng 3.2: Thông số ghép gỗ dừa thay đổi lần 2 (chế độ 2) 24

Bảng 3.3: Thông số ghép gỗ dừa thay đổi lần 3 (chế độ 3) 24

Bảng 3.4: Thông số ghép gỗ dừa thay đổi lần 4 (chế độ 4) 24

Bảng 3.5: Thông số ghép gỗ dừa thay đổi lần 5 (chế độ 5) 24

Bảng 4.1: Bảng sơ bộ hiệu quả kinh tế 38

1

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung

Gỗ là một trong những vật liệu được con người biết đến sớm nhất Từ lâu con người đã nhận thức và đánh giá được những tính chất đặc biệt của gỗ Trải qua nhiều thế kỷ, gỗ đã thoả mãn được những nhu cầu khác nhau của con người

Cho đến nay gỗ vẫn được con người yêu thích và nhu cầu về các đồ dùng bằng

gỗ cũng ngày càng gia tăng Thế kỷ 21 đánh dấu của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đã xuất hiện rất nhiều các loại vật liệu nhân tạo khác, nhưng

gỗ vẫn không đánh mất đi giá trị của mình

Với tình hình nguồn tài nguyên gỗ hiện nay ngày một cạn kiệt dần, nguồn nguyên liệu trong nước khan hiếm chủ yếu phải nhập nguyên liệu về từ các nước lân cận như Lào, Campuchia, Mã-Lai và các nước Châu Âu,… Điều này đã đặt ra cho các nhà doanh nghiệp chế biến gỗ câu hỏi lớn là làm sao để có thể tự chủ động được nguồn nguyên liệu, đảm bảo cho tiến độ sản xuất luôn đều đặn và tạo ra được những sản phẩm đáp ứng được nhu cầu ngày càng lớn của người tiêu dùng trong và ngoài nước

Công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván ghép thanh nói riêng đã giúp các nhà doanh nghiệp sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ giải quyết được các vấn đề khó khăn trên Với công nghệ sản xuất trên đã tạo ra được những sản phẩm có giá thành giảm đi rất nhiều lần mà độ bền cơ học và tính thẩm mỹ tương đương với sản phẩm làm từ gỗ nguyên

Việc kết hợp công nghệ sản xuất ván ghép thanh hiện đại với nguồn nguyên liệu mới là gỗ cây dừa chính là một bước đi mạnh dạn trong việc áp dụng công nghệ sản xuất mới để có thể đưa vào sản xuất hàng loạt, tạo ra những sản phẩm tốt, đủ bền, tăng năng suất và giảm giá thành sản phẩm

- Nghiên cứu phương pháp ghép thanh cho gỗ dừa, từ đó lựa chọn ra phương pháp ghép phù hợp nhất

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ sản xuất tới tính chất của ván

1.3 Nội dung nghiên cứu:

Thực hiện khảo sát sử dụng gỗ một cách có hiệu quả sản phẩm ván ghép thanh hoặc các sản phẩm khác làm từ gỗ cây dừa Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu (tính chất cơ lý) và nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao của con người, chúng tôi tiến hành xác định ảnh hưởng của một số các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng sàn phẩm ván ghép thanh không phủ mặt Các yếu tố khảo sát bao gồm:

- Xác định một số tính chất cơ lý của cây dừa có khả năng ảnh hưởng đến quá trình ghép ván

- Nghiên cứu phương pháp ghép thanh cho gỗ dừa

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ sản tới tính chất của ván ghép thanh từ dừa

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu gồm 3 phương pháp:

Phương pháp cổ điển

Phương pháp thực nghiệm

Phương pháp thử nghiệm thăm dò

3

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Dừa mọc và phân bố ở Duyên hải miền Trung, Nam bộ, các khu vực nước lợ, nước ngọt Ở đây chúng tôi chỉ giới hạn chọn dừa nước ngọt với độ tuổi từ 30-35 ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh để tìm hiểu va nghiên cứu

Chất kết dính: Sử dụng keo Synteko của công ty A Subsidiary of National Starch & Chemical Company

Mục tiêu thiết kế sản phẩm: Sản xuất các loại ván ghép thanh không phủ mặt và các sản phẩm ứng dụng khác

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả đề tài là cơ sở thực tế cho việc nghiên cứu sử dụng có hiệu quả gỗ dừa trong công nghiệp chế biến gỗ

Xác định một số thông số công nghệ chủ yếu khi sản xuất ván ghép thanh từ gỗ dừa

Với việc nguyên liệu gỗ ngày càng cạn kiệt dần và chính bản thân cây dừa chưa được sử dụng đúng đã đặt ra yêu cầu là phải tìm kiếm được nguồn nguyên liệu mới để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và tiêu dùng đồ gỗ trong nước cũng như ngoài nước Do

đó co thể coi gỗ dừa là một nguồn nguyên liệu mới dùng để cung cấp cho ngành chế biến gỗ ở nước ta hiện nay

2.2 Nghiên cứu cơ bản về gỗ cây dừa

2.2.1 Cây Dừa

Cây dừa (Cocos Nucifera L) đã hình thành cách đây khoảng 15 triệu năm trước, cây được trồng và mọc tự nhiên ở khu vực đông nam Châu Á, Nam Mỹ, Ấn Độ và New Zealand, được trồng cho quả, thích hợp trên các vùng đất có độ cao dưới 300m, ở

vĩ độ 150 với lượng mưa đều trong năm, phân bố mọc tự nhiên ở các khu vực ven biển, ven sông và cửa biển Dừa phát triển tốt trên đất pha cát, khả năng chống chịu mặn tốt, cây ưa nắng với lượng mưa khoảng 750-2.000 mm hằng năm

Dừa là cây một lá mầm, đặc điểm nổi bật của cây dừa là từ lúc sinh ra cho đến lúc trưởng thành thì số lượng các bó sợi trong từng vùng không thay đổi, cây dừa khác với gỗ là không có vòng năm, không có sự thay đổi về số lượng các bó sợi mà chỉ thay đổi mật độ các bó sợi từ gốc đến ngọn, từ gốc đến ngọn mật độ các bó sợi tăng dần

Vỏ quả ngoài nổi rõ 3 lớp gờ, lớp ngoài dày 0,5 mm, cứng nhẵn bóng Lớp giữa gồm các xơ sợi mô mềm Bên trong vỏ là gáo dừa (sọ dừa) hóa gỗ cứng, trên sọ dừa có

3 lỗ mầm có thể nhận thấy rất rõ từ phía ngoài gọi là các mắt dừa Thông qua một trong các lỗ này thì phần rễ mầm sẽ vươn ra ngoài khi phôi nảy mầm Bên trong gáo dừa là cơm dừa màu trắng và nước dừa màu trong suốt

Tất cả các bộ phận cấu thành quả dừa khô đều được sử dụng Xơ dừa làm nệm, ván dăm,…Bột làm đất sạch xuất khẩu Gáo dừa sản xuất làm than hoạt tính, đồ thủ công mỹ nghệ Cơm dừa làm thực phẩm, bánh kẹo và sản xuất dầu dừa,…

Ở các nước thuộc khu vực đông nam châu Á thì cây dừa đã được ứng dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ và tiến hành trồng nhân tạo rộng rãi với quy

mô lớn Một số nước còn thực hiện trồng dừa ở ven biển để chống xói mòn đất và lũ lụt, đồng thời tạo cảnh quan môi trường đẹp cho việc tham quan du lịch cảnh biển,…

Bảng 2.1: Thông tin chung về cây dừa khu vực miền Nam Bộ

Năng suất trái cây / ha 40-50

Năng suất trái / ha/ năm 5600-7500

Giá một quả dừa (VNĐ) 4000

Giá 1 tấn xơ dừa loại 1 (USD) 170-190

Giá một tấn than từ gáo dừa (USD) 240

Giá một tấn bột xơ dừa (USD) 150

Giá 1m thân cây dừa (VNĐ) 40000-70000

6

Như vậy từ bảng 2.1 ta có thể thấy ở Việt Nam, dừa được trồng rộng rãi ở nhiều tỉnh, trong diện tích che phủ khoảng 19.500 ha Tập trung là vùng duyên hải miền Trung và Tây Nam Bộ

Bảng 2.2: Sản lượng dừa của một số địa phương tại Việt Nam (tấn)

2.2.2 Trữ lượng

Cây dừa được trồng ở Nam Bộ là 155.000 ha, Duyên hải miền Trung khoảng 30.000 ha Như vậy hiện có khoảng 17 triệu m3 gỗ dừa ở hai vùng trọng điểm trồng dừa là một trữ lượng rất đáng quan tâm để xây dựng một ngành công nghiệp chế biến

gỗ dừa

2.2.3 Cấu tạo

Do không đi sâu vào nghiên cứu về cấu tạo hiển vi nên chúng tôi chỉ dùng kính lúp quan sát, tạm gọi là những lỗ trên mặt cắt ngang (lỗ mạch)

Mặt cắt ngang của thân cây dừa có màu trắng ngà sau một thời gian chuyển thành màu hồng nhạt và cuối cùng sẽ chuyển hẳn sang màu nâu Theo chiều xuyên tâm, có các lỗ mạch phân bố đều khắp mặt cắt ngang, số lỗ mạch trên 1 cm2 lần lượt từ ngoài vào tâm 116, 113, 110, 85, 77, 69, 51, 45, 40 Xung quanh có các tổ chức nhu

mô màu hơi vàng, đường kính khoảng 1-1,5 mm

Hệ thống vận chuyển chất dinh dưỡng gần giống như đường ống, dày, tạo nên

độ cứng vững của cây Tổ chức nhu mô có chức năng chính là dự trữ chất dinh dưỡng Kết quả quan sát cho thấy sự phân bố vật chất của cây dừa là không đều theo cả hai phương: hướng tâm và dọc trục

Mật độ nhu mô phía sát vỏ cao, giảm dần đến tâm cây Theo chiều từ ngoài vào tâm, khối lượng riêng giảm dần, khối lượng riêng của thân cây dừa phân bố tùy thuộc vào vị trí trên thân cây, vùng sinh thái, độ tuổi…nhưng trên một vòng tròn đồng tâm thì trị số tương đối đồng đều

Theo chiều dọc thân cây khối lượng giảm dần Chúng ta có thể chia ra làm 3 vùng theo khối lượng riêng khác nhau, nhưng trong một vùng thì khối lượng riêng tương đối đồng nhất

Hình 2.1: Mô phỏng chia vùng trên mặt cắt ngang của cây dừa

Hình 2.2: Mô phỏng tương đối 3 vùng trên mặt cắt ngang của cây dừa

7

8

Ở những vùng có khối lượng thể tích khác nhau nhiều, tạo nên sự co rút rất khác nhau, nên một thanh cơ bản có thể tạo nên sự xoắn, vặn, móp méo, biến dạng, co rút, khi tồn tại các lớp thể tích khác nhau

Cây dừa có dáng thẳng đứng, độ thót ngọn nhỏ Từ gốc đến ngọn, tính chất cơ học giảm, độ ẩm tăng Độ ẩm gốc từ 50-60%, ở ngọn 350% Chiều dài thân cây trưởng thành trung bình là 7-8 m

Đoạn thân cây dừa có giá trị kinh tế được chế biến trong các mặt hàng mộc gia dụng, dùng làm đồ mỹ nghệ hoặc làm vật liệu cho một số công trình xây dựng…

Ngoài ra thân cây dừa còn có một đặc điểm nổi bật khác là:

- Gỗ dừa xẻ ngâm trong nước không bị côn trùng phá hoại do thân cây chứa nhiều nước Khi sử dụng ngoài trời thì gỗ dễ bị phá hủy, vì vậy cần có các biện pháp tẩm sấy, bảo quản thích hợp để ngăn cản sự phá hoại từ bên ngoài

- Khi xem xét về các ứng suất, ta không quan tâm đến lực bám đinh, vít vì gỗ dừa có nồng độ muối cao nên mối ghép bằng đinh, vít sẽ bị mục nát tại nơi tiếp xúc

2.3 Tính chất cơ lý và thành phần hóa học của gỗ dừa

113, 110, 85, 77, 69, 51, 45, 40 Do vậy, lớp ngoài khối lượng thể tích lớn hơn lớp trong, càng gần gốc khối lượng thể tích càng lớn hơn

9

Tính hút nước

Dừa hay bất kỳ loại gỗ nào khi hút nước đều xảy ra hiện tượng trương nở Khả năng hút nước của dừa tùy vào độ tuổi, loại, vị trí trên thân cũng như vị trí trên mặt cắt ngang Ở gỗ dừa độ hút nước là rất cao, đặc biệt là lớp trong

Các số liệu cho thấy cường độ cơ học của cây dừa là khá thấp, có sự khác biệt

rõ rệt từ bên ngoài vào bên trong, càng vào bên trong cường độ cơ học giảm mạnh Ở từng vùng trên suốt chiều dọc của thân cây thì tính chất cơ học tương đối đồng đều nhưng thay đổi rõ rệt từ gốc đến ngọn, càng lên cao tính chất cơ học của dừa càng giảm dần

2.3.3 Thành phần hóa học

Chúng tôi tiến hành kiểm tra và phân tích độ pH và lượng muối bên trong thân dừa tại Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh kết quả như sau:

- pH (1:5) = 6.13

- NaCl = 0,91 %

10

Với sự tồn tại của các chất trên thì có thể nhận định không thể dùng đinh, vít, kim loại để làm mối ghép trên thân của cây dừa vì nồng độ muối trong thân cây dừa là rất cao

Bên cạnh đó thì việc ứng dụng vào sản xuất ván ghép thanh từ dừa cũng có những mặt hạn chế, chúng tôi nhận định rằng dừa có thể phù hợp để làm ván sàn và một số loại sản phẩm khác làm từ ván ghép thanh như bàn, ghế, tủ, giường nếu như áp dụng các phương pháp khác nhưng rất phức tạp và tốn phí nhiều hơn

2.4 Nhu cầu sản xuất ván ghép thanh

Khi nguồn gỗ khai thác từ rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt thì các nhà máy chế biến gỗ dần chuyển sang sử dụng ván nhân tạo trong sản xuất hàng mộc Vì thế việc sử dụng ván nhân tạo đang trở nên phổ biến Do những đặc tính cơ lý ưu việt, kiểu dáng màu sắc phong phú, đồ mộc làm từ ván nhân tạo thích hợp với nội thất hiện đại ( nội thất gia đình, công sở, trường học, khách sạn, nhà hàng, khu thể thao…)

Hiện nay, ở Việt Nam có khoảng 1200 doanh nghiệp chế biến, kinh doanh gỗ, trong đó có hơn 300 doanh nghiệp chuyên sản xuất hàng mộc xuất khẩu Việt Nam đang đặt mục tiêu cho ngành chế biến gỗ đạt trên 2 tỷ USD/năm, trong đó ván nhân

tạo bao gồm cả ván ghép thanh giữ vai trò chủ lực

Trên thị trường có nhiều sản phẩm ghép thanh nhưng chất lượng và giá cả biến động do việc chủ động nguyên liệu có sẵn trong nước có giới hạn Do đó cần tiến hành tìm kiếm nguồn nguyên liệu mới và đẩy mạnh phát triển công nghệ

Với trữ lượng và tính chất cơ lý của cây dừa hoàn toàn có khả năng là nguồn nguyên liệu cho ghép thanh hoặc nguyên liệu cho tất cả các loại ván nhân tạo khác như ván dán, ván dăm, ván sợi…

11

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Cơ sở lý thuyết

3.1.1 Sự hình thành và phát triển của ván ghép thanh

Ván ghép thanh (Block board) là một dạng ván nhân tạo và sản phẩm thu được bằng cách ghép các thanh lõi với nhau nhờ keo trong những điều kiện nhất định hoặc không keo Lõi có thể là những thanh gỗ nguyên hoặc từ những thanh gỗ nhỏ ghép lại bằng keo hay mộng răng lược với keo, đồng thời cũng có thể sử dụng các loại vật liệu khác như tấm ván mỏng, giấy cứng…

Ở các nước đã phát triển, việc sản xuất ván ghép thanh có xu hướng giảm do chi phí lao động cho việc chế tạo các thanh lõi thành phần tương đối cao Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển, với chi phí lao động thuê công tương đối rẻ, vốn đầu tư cho phát triển công nghiệp chế biến gỗ còn rất hạn chế Chính vì vậy, các loại sản phẩm ván ghép thanh vẫn còn được quan tâm sản xuất, là một trong các loại hình sản phẩm ván nhân tạo phổ biến trong hiện tại cũng như nửa đầu thế kỷ XXI

Ván ghép thanh được sử dụng để dùng trong trang trí nội thất cho hội trường, phòng họp, phòng ngủ,…Ưu điểm của nó là nguyên liệu sản xuất chủ yếu từ gỗ có kích thước nhỏ, độ bền cơ học thấp thành ván sản phẩm có độ bền cơ học cao, dễ nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ, linh động khi liên kết và lắp ghép, khắc phục được một số dạng khuyết tật từ gỗ nguyên (mắt sống, mắt chết, mục…)

Ghép thanh tạo ván: Để có được tấm ván ghép thanh có kích thước như mong muốn ta tiến hành ghép thanh dài (thanh dài được hình thành bằng cách ghép các thanh nhỏ) lại với nhau, trong quá trình ghép cần chú ý đến các vấn đề sau:

- Lựa chọn và sắp xếp sao cho sự co rút về ứng suất và dãn nở toàn bộ sau khi tấm ván hoàn thiện không bị cong vênh, mo…

- Các thanh gỗ trên một tấm ván phải cùng một loại gỗ để tăng tính đồng nhất cho ván

- Tránh tình trạng tập trung ứng suất của các thanh kề nhau liên tiếp

- Đảm bảo gia công đúng qui cách ghép các thanh thành phần

- Đảm bảo độ khít khi xếp các thanh

- Lượng keo tráng phải từ 150-200 g/cm2, khi ghép phải có một lượng keo xì ra ngoài để đảm bảo đủ keo cho mối ghép (lượng keo dư lên trên bề mặt sẽ được xử lý qua máy chà nhám)

3.1.3 Một số giải pháp hình thành thanh ghép

Ván ghép thanh là một dạng ván nhân tạo và sản phẩm thu được bằng cách ghép nhiều các thanh thành phần lại với nhau nhờ keo Các thanh ghép có thể có kích thước và chiều dài khác nhau nối lại với nhau bằng các giải pháp sau đây:

+ Nối đầu thanh: Nối đầu thanh nhằm tạo ra những thanh gỗ có đủ chiều dài

cần thiết cho việc sử dụng Có hai giải pháp nối đầu thanh là nối răng lược và nối xiên góc

Nối răng lược: Việc nối các đầu thanh lại với nhau bằng nối răng lược cần đến

các thiết bị chuyên dụng, đó là máy phay răng lược và máy dập răng lược để gia công các đầu thanh gỗ cần nối, sau đó cố định mối ghép bằng keo nhờ máy ép

Hình 3.1a: Nối răng lược đơn Hình 3.1b: Nối răng lược kép

12

Nối xiên góc: Cách nối đầu thanh bằng giải pháp này thì đơn giản hơn so với

giải pháp nối răng lược Thiết bị gia công vát xiên góc đầu thanh có thể dùng cưa đĩa thông thường, vì thế rất phù hợp với các xí nghiệp chế biến gỗ vừa và nhỏ Sau khi vát xiên góc các đầu thanh một góc so phương trục của thanh, ta tráng keo lên bề mặt xiên

và ép chúng lại với nhau trong một khoảng thời gian

Hình 3.2a: Nối xiên góc thẳng

Hình 3.2b: Nối xiên góc gấp khúc

+ Ghép thanh thẳng tạo ván: Ghép thanh thẳng tạo ván nhằm mục đích tạo

được tấm ván ghép cần thiết Sau khi các thanh đã nối được đủ chiều dài, ta bắt đầu ghép cạnh các thanh để được tấm ván ghép Khi ghép thanh thẳng tạo ván cần chú ý đến các nguyên tắc cơ bản sau:

- Xoay lật và sắp xếp các thanh lõi sao cho sự sắp xếp toàn bộ các thanh ghép tạo thành tấm ván xuyên tâm

- Rải đều mối nối đầu của các thanh gỗ trên toàn bộ diện tích bề mặt tấm ván ghép, nhằm mục đích tránh tình trạng tập trung ứng suất ở các mối nối đầu liền nhau của các thanh nằm kề nhau trong tấm ván ghép

- Các thanh gỗ ghép cùng nằm trong một tấm ván ghép chỉ được ghép với nhau khi chúng cùng một loại gỗ, nhằm làm tăng tính đồng nhất và ổn định cho tấm ván ghép

13

- Các thanh gỗ sau khi được nối đầu đủ kích thước chiều dài và đảm bảo các nguyên tắc như trên sẽ được tiến hành tạo mối liên kết cạnh thẳng của thanh với nhau

+ Giải pháp nối các cạnh thẳng

Các thanh gỗ sau khi được đầy đủ kích thước chiều dài và đảm bảo bốn nguyên tắc sắp xếp như đã nêu ở trên sẽ được tiến hành tạo mối liên kết các cạnh của thanh lại với nhau

Giải pháp ghép cạnh thẳng này thì các thanh gỗ thành phần đều có cùng tiết diện ngang là hình chữ nhật, mà các cạnh tiếp xúc của thanh liền nhau phải đảm bảo

có độ khít tốt, tạo điều kiện cho chất lượng các mối dán dính cao nhất

Với giải pháp cạnh thẳng này có 3 cách tạo mối liên kết là:

- Mối ghép không dán keo

- Mối ghép dán keo từng đoạn

- Mối ghép dán keo suốt chiều dài cạnh

Mối ghép không dán keo: Để tạo được ván của lớp giữa mà không dán keo thì

đầu tiên chúng ta tiến hành sắp xếp các thanh đúng yêu cầu Sau đó sử dụng máy phay rãnh thẳng song song dọc theo chiều dài ở hai cạnh bìa của tấm ván rồi dùng dây lạt hoặc giây giấy chèn cứng hai rãnh này để tạo mộng giả Ta sẽ được một tấm ván liên kết tạm thời để chúng ta có thể xoay lật, di chuyển tấm ván trong các quá trình gia công tiếp theo

Hình 3.3: Sơ đồ mối ghép không keo

Mối ghép dán keo từng đoạn: Dùng keo đóng rắn nguội để tráng từng đoạn

cách đều nhau cho các mặt cạnh dán dính Mỗi đoạn tráng keo từ 2-5 cm, đoạn cách

14

đoạn cũng tương đương độ dài tráng keo, cứ như vậy cho đến hết chiều dài của thanh Sau đó ép trên máy ép nguội với lực ép 3-5 kG/cm2 thời gian ép tùy thuộc vào chất lượng của keo đóng rắn nguội sử dụng

Hình 3.4: Sơ đồ mối ghép dán keo từng đoạn

Mối ghép dán keo suốt chiều dài cạnh: Chiều dài của cạnh thanh được tráng

keo liên tục, sau đó dùng keo đóng rắn nguội với liều lượng 150-170 g/cm2 với lực ép 3-5 kg/cm2 Nhìn chung mối ghép cạnh thẳng gia công đơn giản, dễ cơ giới hóa và tự động hóa

+ Giải pháp ghép cạnh âm dương

Các chi tiết gỗ thanh có mặt cắt ngang hình chữ nhật như ghép cạnh thẳng, sau

đó tiếp tục gia công bằng cách phay 2 mặt cạnh của thanh sao cho tạo nên 2 gờ ngược phía với nhau, với các thông số hình học như hình vẽ:

Hình 3.5: Sơ đồ mối ghép cạnh âm dương

15

+ Giải pháp ghép cạnh mộng thẳng

Các thanh gỗ sau khi được gia công đúng kích thước và chiều dài, và có dạng như hình chữ nhật thì chúng ta tiếp tục gia công bằng cách phay suốt chiều cạnh một thân mộng thẳng và cạnh kia một rãnh mộng thẳng tương ứng

Hình 3.6: Sơ đồ ghép cạnh mộng thẳng

Từ những cơ sở trên và đặc điểm của nguyên liệu chúng tôi chọn giải pháp liên kết bằng keo Đối với nguyên liệu là dừa thì việc gia công cũng như ghép thanh tạo thành sản phẩm sẽ gặp nhiều khó khăn, do đó cũng còn phải phụ thuộc vào cấu trúc sản phẩm, phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu để chọn lựa phương án nối thanh hợp

lý

3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh

Quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ cây dừa muốn đạt chất lượng cao thì cần quan tâm đến những yếu tố ảnh hưởng đến ván ghép thanh, có nhiều yếu tố gây ảnh hưởng tới chất lượng ván ghép thanh, tuy nhiên có hai vấn đề cơ bản đó là nguyên liệu và công nghệ

3.2.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến chất lượng ván ghép thanh

Loại nguyên liệu: Tùy thuộc vào từng chủng loại nguyên liệu mà chúng ta xây

dựng chế độ công nghệ phù hợp Nếu xây dựng chế độ công nghệ không phù hợp thì ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sau này Ở trong đề tài này chúng tôi chọn khai thác cây dừa ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh để tìm hiểu và nghiên cứu, cây dừa được khia thác ở trung đoàn cảnh vệ thuộc Trung đoàn bay 917, Sư đoàn Không

Quân 370 làm cơ sở để tiến hành thử nghiệm

Độ ẩm của nguyên liệu: Độ ẩm của phôi nguyên liệu là một trong những yếu

tố rất quan trọng, nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến chất lượng mối ghép (mối ghép không

16

17

ăn keo, cong vênh, mo, nứt,…) Độ ẩm quá lớn hoặc quá nhỏ so với qui định sẽ làm giảm tính cơ lý của sản phẩm làm ra Ngoài ra độ ẩm cao sẽ là môi trường tốt cho nấm mốc, mối mọt phát triển có tác hại rất lớn đến tính cơ lý cũng như tính thẫm mỹ của sản phẩm Ngược lại nếu độ ẩm phôi nguyên liệu đúng mức qui định thì làm tăng tính

cơ lý, nâng cao chất lượng cho phôi ghép, đồng thời ngăn ngừa được sự xâm nhập của nấm mốc, mối mọt làm tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm

Chất lượng bề mặt của nguyên liệu: Đây là một trong yếu tố có sự tác động

ngoại cảnh như thiết bị cưa xẻ không đạt chất lượng, lưỡi dao mòn, cùn, độ nghiêng của dao không đạt làm độ mấp mô của phôi ghép lớn hoặc sử dụng giấy nhám không phù hợp, một phần là do cấu tạo của loại nguyên liệu là khó cưa xẻ cũng có thể gây ra các hiện tượng mấp mô, xước, cháy bề mặt Các khuyết tật trên sẽ ảnh hưởng đến sự

ăn keo của phôi, ảnh hưởng đến chất lượng dán dính

3.2.2 Ảnh hưởng của công nghệ đến chất lượng của ván ghép thanh

3.2.2.1 Ảnh hưởng của chế độ sấy

Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy giúp hơi nước thoát từ trong thân gỗ dừa ra môi

trường bên ngoài Trong quá trình sấy nhiệt độ sẽ được nâng từ từ, từ thấp đến cao sau một thời gian nhất định sẽ đạt được nhiệt độ cần thiết, sau đó sẽ tiến hành hạ nhiệt độ sau một thời gian để cho ra lò Nhiệt độ sấy hợp lý sẽ giúp gỗ dừa thoát hết hơi ẩm và

nước có trong thân gỗ, giúp tăng tính cơ lý hơn cho gỗ dừa

Thời gian sấy: Thời gian sấy chính là khoảng thời gian mà gỗ được sấy tồn tại

trong lò sấy dưới tác dụng của nhiệt độ cao, thời gian sấy phải đảm bảo đủ thời lượng

để nhiệt độ có thể ảnh hưởng triệt để lên gỗ, giúp cho quá trình sấy gỗ đạt hiệu quả cao nhất

3.2.2.2 Ảnh hưởng của keo dán

Loại keo dán: Trong sản xuất ván ghép thanh keo dán đóng vai trò quan trọng

trong công nghệ Keo dán chất lượng tốt thì độ bền trên mối ghép của ván sẽ đủ bền và ngược lại

Nồng độ của keo: Nồng độ của keo có ảnh hưởng tương đối lớn đến chất lượng

mối dán Nếu nồng độ keo cao thì độ ẩm sản phẩm sẽ cao, màng keo trải sẽ khó đồng

18

đều trên bề mặt vật dán, do đó chất lượng mối dán sẽ giảm Ngược lại nếu nồng độ keo thấp thì keo sẽ đóng rắn trước khi đưa vào ghép ván

Độ nhớt keo: Độ nhớt keo thể hiện nội lực của keo sinh ra khi các phân tử

chuyển động, nó quyết định khả năng thấm ướt của keo Khi độ nhớt phù hợp sẽ đảm bảo được màng keo liên tục và đủ mỏng, chất lượng dán dính sẽ tốt Độ nhớt của keo thấp thể hiện mức độ trùng ngưng thấp, chất lượng dán dính giảm Độ nhớt của keo cao thể hiện nội lực sinh ra lớn, khó trải màng keo đều, chất lượng dán dính cũng sẽ giảm

Lượng keo tráng: Lượng keo tráng phải tạo thành màng keo liên tục và mỏng

Việc tráng keo phụ thuộc rất nhiều vào các thiết bị tráng keo, loại keo và bề mặt gỗ ghép

3.2.2.3 Ảnh hưởng của chế đô ép

Nhiệt độ ép: Đối với ván ghép thanh thì nhiệt độ ép bằng với nhiệt độ môi

trường do đó thường dùng keo đóng rắn nguội Tuy nhiên nếu dùng keo Ure Formaldehid thì khi ép ở nhiệt độ cao gỗ được mềm hóa nên khả năng tiếp xúc của bề mặt vật dán tăng, độ nhớt giảm nên khả năng trải mỏng keo tốt, đóng rắn nhanh

Áp suất ép: Áp suất ép làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các bề mặt vật dán,

khắc phục một số hiện tượng cong vênh, mấp mô của bề mặt vật dán Áp suất ép hợp lí

sẽ có tác dụng dàn trải màng keo đều và liên tục, loại bỏ các túi khí, bọt khí trong mối dán Trị số áp suất ép phụ thuộc rất nhiều vào các tham số, biểu diễn qua công thức:

Pmax = f (loại gỗ, khối lượng thể tích sản phẩm, độ ẩm vật dán, nhiệt độ ép, độ mấp mô của bề mặt vật dán,…)

Thới gian ép: Là khoảng thời gian cần thiết duy trì ván ghép trong máy sao cho

thu được cường độ dán dính tốt nhất Hiện nay thời gian ép phụ thuộc vào thực tế sản xuất của nhà máy sao cho chất lượng ván tốt nhất

3.2.3 Ảnh hưởng của máy móc thiết bị đến chất lượng ván ghép thanh

Máy móc và thiết bị gia công sản phẩm cũng là một yếu tố quan trọng trong việc gia công và tạo ra sản phẩm chất lượng tốt Trong gia công chế biến gỗ dừa chúng tôi nhận thấy gỗ dừa có độ xốp tương đối cao nên cần chọn lưỡi dao có độ bén cao, bề dày khoảng 1,2mm để không làm bể, vỡ phôi, cần chọn loại giấy nhám có độ nhám,

mịn loại từ N180 –N360 thì khi đánh nhẵn sẽ tạo ra sản phảm đạt chất lượng tốt nhất Việc lựa chọn máy móc thiết bị phù hợp không những làm tăng chất lượng sản phẩm

mà còn giúp tiết kiệm kinh phí cho sản xuất

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Nội dung nghiên cứu

Đặc trưng quan trọng nhất của mỗi loại ván là các tính chất cơ lý mà chúng có được như khối lượng thể tích, độ dãn nở…Với những tính chất và đặc trưng cơ bản mà

gỗ dừa có được ta có các phương pháp ghép sau:

Phương án 1: Ghép cùng lớp với nhau không nối đầu ghép ngược phía

Hình 3.7: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 1

Phương án 2: Ghép cùng lớp với nhau không nối đầu ghép cùng phía

Hình 3.8: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 2

Phương án 3: Ghép lộn xộn khác lớp với nhau không nối đầu

Hình 3.9: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 3

19

Phương án 4: Ghép nối đầu cùng lớp ngược phía

Hình 3.10: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 4

Phương án 5: Ghép nối đầu cùng lớp cùng phía

Hình 3.11 Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 5

Phương án 6: Ghép nối đầu khác lớp

Hình 3.12: Sơ đồ ghép thanh tạo ván phương án 6

Nhận xét: Tất cả các phương pháp cơ bản trên đều có những ưu nhược điểm riêng của

nó nhưng để áp dụng tạo ván ghép thanh từ dừa tôi chọn phương án 1 và 2 vì gỗ dừa

có kết cấu dọc theo chiều dài của cây là rất bền ( cây không có tia gỗ, dáng thẳng, độ thót ngọn ít)

Áp dụng phương pháp 1 hoặc 2 sẽ giúp chúng ta không cần có các thiết bị chuyên dụng như máy phay mộng và máy dập mộng, tiết kiệm thời gian ghép, giảm chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm hiện tượng co rút, cong vênh, mo trong

20

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu và nhận xét các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của ván ghép như:

- Ảnh hưởng của lượng keo dán (g/m2)

- Ảnh hưởng của thời gian ép (phút/ tấm)

- Ảnh hưởng của áp lực ép (kG/cm2)

- Ảnh hưởng của chế độ sấy

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu việc chọn các phương pháp nghiên cứu có ý nghĩa rất quan trọng nó ảnh hưởng đến quá trình thí nghiệm và kết quả thí nghiệm Vì vậy, chọn phương pháp nghiên cứu hợp lý là rất cần thiết

Hiện nay có nhiều phương pháp để chọn lựa cho quá trình nghiên cứu, nhưng

có hai phương pháp phổ biến đó là phương pháp cổ điển và phương pháp thực nghiệm

Phương pháp nghiên cứu cổ điển

Giả sử có n yếu tố cần nghiên cứu, ta cho yếu tố x1 thay đổi và cố định các yếu

tố x2, x3,…,xn, tiếp theo yếu tố x2 thay đổi và cố định các yếu tố x1, x3,…,xn cứ như thế cho đến yếu tố cuối cùng là yếu tố xn thì ta sẽ thu được nhiều giá trị độc lập tương ứng đây chính là những tính chất cơ bản của phương pháp cổ điển

Phương pháp nghiên cứu qui hoạch thực nghiệm

Qui hoạch thực nghiệm là cơ sở khoa học về kế hoạch và tổ chức thí nghiệm sao cho nhận được lượng thông tin đầy đủ nhất, với chi phí nhỏ nhất về thời gian, vật

tư và công sức