Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng dán dính giữa keo và gỗ trong sản xuất ván ghép thanh

Gỗ sẽ hút nước của dung dịch keo làm cho nồng độ của keo tăng lên khó trải màng keo trên bề mặtvật dán, dẫn đến chất lượng dán dính giảm.. Thực tế đòi hỏi về độ dán dính ở chỗ làm sao dư

Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả

năng dán dính giữa keo và gỗ trong sản xuất ván ghép thanh

Trong thực tế chất lượng ván ghép thanh còn

có nhiều mặt hạn chế, do có nhiều yếu tố tác động ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép Tuy nhiên có hai nhân tố cơ bản làm ảnh hưởng

đến chất lượng sản phẩm là yếu tố công nghệ

và chất lượng của nguyên liệu

* Ảnh hưởng nguyên liệu :

- Ảnh hưởng của độ ẩm gỗ khi ghép : Độ ẩm phôi là một trong những yếu tố quan trọng

nhất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván ghép Nếu độ ẩm phôi ghép lớn sẽ làm giảm độnhớt của keo do đó dễ tạo màng keo không liêntục và kéo dài thời gian đóng rắn của keo

Ngược lại, khi độ ẩm gỗ phôi ghép nhỏ Gỗ sẽ hút nước của dung dịch keo làm cho nồng độ của keo tăng lên khó trải màng keo trên bề mặtvật dán, dẫn đến chất lượng dán dính giảm

- Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt gỗ khi dán: Trong quá trình cưa, bào cạnh thanh (ghépcạnh thanh tạo ván) có thể lưỡi dao bị cùn do

đó bề mặt gỗ dán bị mấp mô Độ mấp mô cànglớn, khi tráng keo màng keo sẽ không đồng

đều, chỗ dày chỗ mỏng làm ảnh hưởng đến

chất lượng sản phẩm

* Ảnh hưởng các yếu tố công nghệ :

Chất lượng ván ghép phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố công nghệ như : lượng keo dán, chấtlượng keo và chế độ ép

- Ảnh hưởng của keo dán : Loại keo sử dụng

có ảnh hưởng nhất định đến độ bám dính Tuy nhiên keo ghép phải đảm bảo có hai yếu tố chocác sản phẩm hàng mộc như không làm biến màu gỗ và nhất là keo không độc

- Ảnh hưởng của nồng độ keo: Nồng độ keo

có ảnh hưởng đến chất lượng mối dán Nếu

nồng độ của keo thấp thì độ ẩm sản phẩm sẽ cao, dẫn đến độ nhớt của keo giảm đáng kể Khi nồng độ keo dán cao, dẫn đến độ nhớt keo dán cao do đó màng keo trải sẽ khó đồng đều trên bề mặt vật dán, vì vậy chất lượng mối dán

sẽ giảm

- Ảnh hưởng của 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 ướtcủa keo Khi độ nhớt keo phù hợp sẽ đảm bảo được màng keo liên tục và đủ mỏng, chất lượngdán dính sẽ tốt Độ nhớt của keo thấp chứng tỏchất lượng.trùng ngưng thấp, chất lượng dán dính giảm Độ nhớt của keo cao sẽ sản sinh nội lực của keo lớn dẫn đến khó trải đều màng keo,màng keo sẽ không liên tục.

- Ảnh hưởng của lượng keo tráng: Lượng keo tráng phải tạo thành màng keo liên tục và đủ mỏng Việc tráng keo phụ thuộc rất nhiều vào các thiết bị tráng keo, loại keo và còn phụ

thuộc vào bề mặt gỗ ghép

- Ảnh hưởng của thông số nhiệt độ ép: Đối vớiván ghép thanh nhiệt độ ép bằng với nhiệt độ môi trường, do dó thường dùng keo đóng rắn nguội

- Áp suất ép: Giữ một vai trò quan trọng trongsản xuất ván ghép thanh để có được sự tiếp xúc tốt giữa màng keo và gỗ, khả năng trải đềucủa màng keo thì áp suất ép phải phù hợp Áp suất ép phụ thuộc vào một số yếu tố như trạng thái gỗ (độ ẩm, độ nhẵn bề mặt gỗ ép ), trạngthái keo chủ yếu là độ nhớt Chọn áp suất ép nằm trong miền 0 < Pép < σentb (71,59

kg/cm2), thường chọn áp suất ép từ 2 đến 10 kg/cm2.

- Thời gian ép: Là khoảng thời gian cần thiết duy trì ván ghép trong máy sao cho thu được cường độ dán dính tốt nhất Ngoài ra thời gian

ép còn phụ thuộc vào thời gian đóng rắn của keo Hiện nay trong sản xuất ván ghép thanh thời gian ép phụ thuộc vào điều kiện thực tế của từng xí nghiệp sao cho chất lượng ván đạt tốt nhất

* Tóm lại:

Trong sản xuất ván ghép thanh có hai loại liên kết chính là nối đầu tạo thanh và ghép thanh tạo ván, trong đó nối đầu thanh là tổng hợp của hai loại liên kết (mộng và keo) Do vậy, chất lượng ván ghép thanh chủ yếu chỉ phụ thuộc vào liên kết ghép thanh tạo ván

Thực tế đòi hỏi về độ dán dính ở chỗ làm sao dưới tác dụng của ngoại lực mà điểm phá hoại ván ghép không xảy ra ở bề mặt tiếp xúc của ván với lớp keo, mà chí xáy ra ở phần gỗ

***

Tổng hợp các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng dán dính của keo :

* Tính chất của vật liệu :

Vật liệu chủ yếu trong sản xuất sản phẩm mộc

là gỗ và ván nhân tạo Loài gỗ khác nhau, tính chất gỗ khác nhau, cường độ dán dính của nó không giống nhau Hình 4.2 cho thấy, cường độdán dính của gỗ liên quan đến khối lượng thể tích của nó Gỗ có khối lượng thể tích thấp, vì cường độ của bản thân nó thấp thể hiện lực dán dính không vượt qua cường độ bản thân

nó Gỗ có lỗ mạch thô to, dễ gày ra hiện tượng thiếu keo, khó hình thành lớp keo liên tục, vì lớp keo dày mỏng không đều mà làm cho lực liên kết bên trong của lớp keo giảm đi, dẫn đếncường độ dán dính giảm Khi dán dính ván dăm

và ván sợi bề mặt có parafin, hoặc gỗ có nhựa, parafin và nhựa sẽ cản trở thấm ướt của keo, làm cho tính năng dán dính giảm, do đó cần tiến hành xử lý vật lý hoặc hoá học, trước khi dán dính như dùng dung dịch bazơ hoặc đánh nhẵn bề mặt

Độ ẩm gỗ quá cao, ngoài làm cho độ nhớt của keo dán giảm xuống, thẩm thấu quá nhiều gây

ra thiếu keo, trong quá trình dán dính gây ra phồng rộp, sau khi dán gỗ co rút, gây ra cong

vênh, nứt Ngược lại, gỗ quá khô, các chất cựctính bề mặt giảm, cản trở dung dịch keo thấm ướt, ảnh hưởng lực dán dính của lớp keo dán

Từ hình 4.3 có thể thấy, khi dùng keo UF dán dính, độ ẩm của gỗ từ 5 - 10%, cường độ dán dính cao nhất Độ ẩm của cụm chi tiết sau khi dán dính và cường độ gỗ cũng có quan hệ chặt chẽ, thông thường, độ ẩm của gỗ nên từ 8 - 10%

Gỗ là vật liệu không đồng nhất, theo các chiều tính chất khác nhau, chiều thớ gỗ, của bề mặt dán dính khác nhau, cường độ dán dính cũng khác nhau Dán dính mặt đầu khó hơn dán dínhmặt tiếp tuvến và xuyên tâm; khi dán dính mặtphẳng, khi chiều thớ của 2 miếng gỗ dán dính song song cường độ dán dính lớn hơn cường độdán dính theo mặt đầu với nhau; cường độ dán

dính mặt phải với mặt phải của ván mỏng bóc cao hơn cường độ dán dính với mặt trái.

Trên chiều mặt phẳng của ván dăm gần tiếp cận với tính chất của các hướng, tính chất mặt cạnh của nó không giống nhau, khe hở mặt

cạnh nhiều, tiêu tốn nhiều keo, ở điều kiện đủ keo, mới có thể đạt được cường độ dán dính tốt Khi dán dính ván dăm và gỗ, cường độ dán dính đầu mặt gỗ với nó thấp hơn cường độ dán dính mặt gỗ với nó

Độ nhấp nhô bề mặt dán dính trực tiếp liên

quan đến hình thành lớp keo của mặt dán dính

và cường độ dán dính, quan hệ giữa độ nhấp nhô bề mặt dán dính và cường độ dán dính rất phức tạp, nó liên quan chặt chẽ với tính năng của gỗ, phương pháp gia công, tính năng của keo dán và điều kiện công nghệ dán dính Bảng 4.3 là quan hệ giữa áp suất ép và cường

độ dán dính khi gia công bề mặt với các

phương pháp khác nhau

Từ thí nghiệm có được kết luận: Bề mặt dán dính phải qua gia công bào, bề mặt càng

phẳng nhẩn, lượng keo dùng cành ít; khi áp

suất ép tương đối thấp, hiệu quả càng tốt, bề mặt nhấp nhô, lượng keo dùng phải tăng lên, hoặc trong dung dịch keo cho thêm chất độn

Khi dán phủ bề mặt ván dăm, độ nhấp nhô

không được vượt quá 100 µm, độ nhấp nhô yêucầu liên quan đến vật liệu dán mặt Bề mặt vándăm nếu dùng bột và dăm rất mịn, có thể tạo được ván có bề mặt phẳng nhẵn, độ nhấp nhô

đều lên vật liệu được dán dính, liên quan đến năng lực thấm ướt và bám dính của keo đối với

bề mặt dán dính Nồng độ của keo lớn, hàm lượng khô cao, cường độ dán dính tốt Độ nhót của keo nhỏ, tính lưu động tốt, có lợi cho thấm ướt và bám dính Bề mặt dán dính không tuyệt đối phẳng nhẵn, cần phải dùng lực ép để làm cho độ thấm ướt đầy đủ, khuếch tán đều Độ nhớt của dung dịch keo quá thấp, dễ bị ép ra

bề mặt và thấm vào gỗ quá nhiều, gây ra thiếukeo; keo có độ nhớt quá lớn, tính thấm ướt

kém, dễ hình thành lớp keo dày, giảm lực dán dính

Khi dán phủ ván lạng, độ nhớt của keo cần cao hơn, đề phòng thấm keo Khi ép nguội, thời

gian ép dài, nên dùng keo có độ nhớt lớn hơn,

có thể cho chất độn khi pha keo

Trong quá trình dán dính, cần cố gắng làm cho keo hình thành 1 lớp keo mỏng, liên tục giữa các bề mặt dán dính Cường độ dán dính giảm theo mức tăng chiều dày lớp keo (hình 4.4) Lớp keo dày dễ có bọt không khí, làm cho lực liên kết bên trong lớp keo giảm đi Hệ số trương

nở của keo dán và vật liệu bị dán khác nhau, lớp keo dày dẫn đến ứng suất nhiệt lớn, làm cho cường độ dán dính giảm xuống Ngoài ra, lớp keo càng dày, rạn nứt càng nghiêm trọng, ởtrường hợp bình thường, chiều dày lớp keo

động vật từ 0,015 - 0,02 mm, chiều dày lớp keotổng hợp từ 0,04 - 0,05 mm

Pha keo, trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng dán dính Keo có các hình thức 1 thành phần, 2

thành phần và nhiều thành phần Keo 1

thành phần như dung dịch nhũ PVAc, khi độ nhớt đạt đến yêu cầu sử dụng, có thể không qua pha chế trực tiếp Đối với keo UF, PF, để tăng tốc độ đóng rắn, theo điều kiện sử dụng phải chọn chất đóng rắn phù hợp Hình 4.5 thể hiện quan hệ giữa lượng chất đóng rắn cho vàokeo UF và thời gian sống của dung dịch keo Thường dùng NH4C1 nồng độ từ 10 - 20% làm chất đóng rắn, lượng pha là 10% lượng dung dịch keo, làm cho giá trị pH giảm đến 4 - 5, để đảm bảo chất lượng dán dính Nhiệt độ cao, thời gian sống của keo ngắn lại, có thể giảm lượng chất đóng rắn; ở nhiệt độ mùa đông, cần tăng tỷ lệ chất đóng rắn

Khi nhiệt độ không khí cao, để tăng tốc độ

đóng rắn, giữ nhiệt độ, thời gian sống nhất

định, có thể dùng chất đóng rắn nhiều thành phần, tức là đồng thời với việc cho chất đóng rắn có chất ức chế và chất đóng rắn có tính ẩn nấp, làm cho giá trị pH của dung dịch keo khi ở nhiệt độ tương đối thấp thay đổi không nhiều, còn sau khi nhiệt độ tăng cao, giá trị pH giảm xuống nhanh chóng, làm cho dung dịch keo

mang tính axít, tăng nhanh tốc độ đóng rắn Điều cần chú ý là khi pha keo cần lấy nhiệt độ của phân xưởng sản xuất làm căn cứ Cho chất độn vào keo có thể giảm giá thành, tăng độ

nhớt ban đầu, giảm hệ số trương nở và ứng

suất co rút Để tăng tính năng chống lão hoá của lớp keo, có thể cho chất chống lão hoá

Để cải thiện tính năng dán dính, thường dùng phương pháp hỗn hợp một số loại keo, như sử dụng hỗn hợp dung dịch keo nhũ PVAc và keo

UF, có thể làm cho tính năng lão hoá được cải thiện, còn tính chịu nước lại tốt hơn lớp keo

PVAc Keo động vật thường pha tại hiện trường,đun cách thuỷ, nhiệt độ nước cho phép không vượt quá 80°c Khi pha chế dung dịch keo, cần

có tỷ lệ chính xác, xác định chính xác số lượng theo thời gian sống sau pha và điều kiện công nghệ dán dính.

Khi pha keo phải có người phụ trách và ghi

chép tỷ mỉ, ghi rõ đơn pha, nhiệt độ pha keo, cần đảm bảo độ nhớt và thời gian sống, để tiệnđối chiếu trước khi sử dụng dung dịch keo, căn

cứ vào tình huống thực tế của dung dịch keo, kết hợp chất pha loãng hoặc cho thêm chất độn để điều chỉnh độ nhớt Có công đoạn gia công dán dính yêu cầu màu sắc lớp keo giống với vật liệu, khi pha keo cần cho chất màu phù hợp, nhưng loại chất màu này không được gây phản ứng hoá học với keo Phải bắt màu tốt, chịu lão hoá, giá rẻ, không ảnh hưởng đến tính năng của keo Thông thường đều sử dụng chất màu vô cơ

* Điều kiện công nghệ dán dính :

- Lượng keo tráng

Lượng keo tráng biểu thị khối lượng keo trên đơn vị diện tích bề mặt dán dính Nó liên quan đến chủng loại keo, nồng độ, độ nhớt, độ nhấp nhô bề mặt dán dính và phương pháp dán

dính Lượng keo bôi tránh quá lớn, chiều dày lớp keo lớn, cường độ dán dính thấp, ngược lại, lượng keo bôi tráng quá nhỏ, không thể hình

thành lớp keo liên tục, cường độ dán dính

không cao Keo có độ nhớt cao dễ tráng, tránh quá mức Thường lượng keo tổng hợp tráng ít hơn keo albumin Lượng keo bôi tráng trên gỗ

có lỗ mạch lớn và vật liệu bề mặt nhấp nhô cầnlớn hơn bề mặt gỗ phẳng nhẵn, lỗ mạch nhỏ Bôi tráng keo phải đồng đều, không có bọt khí

và hiện tượng thiếu keo Lượng tráng keo ép nguội lớn hơn lượng ép nhiệt

- Thời gian để ráo trước lúc dán

Thời gian để ráo liên quan đến nhiệt độ phòng dán dính, độ nhớt và thời gian sống của keo

Để ráo là làm cho dung dịch keo thấm ướt triệt

để bề mặt, khử co rũt ở trạng thái tự do, giảm ứng suất bên trong Thời gian để ráo quá ngắn,dung dịch keo chưa thấm vào gỗ, khi ép sẽ tràn

ra ngoài, gây ra thiếu keo Nếu thời gian để ráoquá dài, vượt quá thời gian sống của keo, dung dịch keo sẽ mất tính di động, không thể tạo ra tác dụng dán dính Sau khi tráng để ráo ở điều kiện hở, dung dịch keo đặc nhanh; Nếu đem mặt phôi ván đã tráng keo chồng lên nhau,

không gia áp gọi là để ráo kín, dung dịch keo đặc chậm Nhiệt độ cao có thể rút ngắn thời gian để ráo, thời gian để ráo của keo dán tổng hợp ở nhiệt độ thường không vượt quá 30 phút.Khi

dán phủ ván lạng, để ngăn chặn thấm keo, để ráo hở làm cho dung dịch keo thấm vào bề mặtván lạng Khi sử dụng keo dán hệ cao su, phải

để ráo hở cho đến sau khi dung môi bay hoàn toàn mới có thể dán ép

- Điều kiện đóng rắn lớp keo

Dung dịch keo dán sau khi thấm ướt bề mặt vậtliệu được dán dính, phải được chuyển thành chất rắn, mới có cường độ dán dính Quá trình keo dán từ trạng thái lỏng biến thành trạng tháirắn gọi là đóng rắn Đóng rắn của keo dán có thể tiến hành bằng phương pháp vật lý thông qua bay hơi, dung dịch nhũ ngưng tụ, thể chảy lỏng nguội đi hoặc thông qua đa tụ cao phân

tử để tiến hành, tham số chủ yếu của đóng rắn

là lực ép, nhiệt độ và thời gian

Trong quá trình dán dính đều cần có lực ép để làm cho bề mặt bị dán dính tiếp xúc chặt chẽ, thuận lợi cho dung dịch keo thấm ướt triệt để, khống chế chiều dày lớp keo và loại bỏ chất bay hơi phân tử thấp tạo ra trong phản ứng

đóng rắn Áp suất ép liên quan đến chủng loại keo, nồng độ, độ nhớt, loài gỗ, độ ẩm, nhiệt độ

ép và chiều thớ gỗ Áp suất ép quá nhỏ, mặt tiếp xúc dán dính không thể tiếp xúc chặt, lớp

keo dày, cường độ dán dính thấp; Áp suất ép càng lớn, lớp keo càng mỏng, cường độ dán dính cao song sẽ gây ra thiếu keo, gỗ có khối lượng thể tích thấp thậm chí có thể bị hỏng

(hình 4.6)

Áp suất ép cần để dán dính trong sản xuất sản phẩm mộc từ 0,1 - 0,15 MPa, gỗ cứng áp suất cao hơn, gỗ mềm thấp hơn Áp suất phải đổng đều, thuận lợi cho hình thành lớp keo có chiều dày đồng đều

Trong quá trình dán dính gỗ, gia nhiệt phù hợp

có lợi cho khuếch tán và hình thành liên kết hoá học giữa lớp keo và phân tử vật liệu bị dán dính Nhiệt độ khi đóng rắn liên quan đến

chủng loại keo dán (bảng 4.1) Nhiệt độ quá thấp, chuyển động của chuỗi phân tử gốc khó khăn phải kéo dài thời gian ép mới có thể làm cho phản ứng đóng rắn hoàn thành, nhiệt độ quá cao, dễ dẫn đến dung dịch keo trôi mất hoặc làm cho keo dòn, cường độ dán dính giảmxuống

Keo đóng rắn ở nhiệt độ bình thường (như keo PVAc và keo UF ép nguội) ở điều kiện gia nhiệt thoả đáng, có thể tăng tốc độ phản ứng, lớp keo đóng rắn càng triệt để rút ngắn thời gian dán dính, nâng cao cường độ dán dính

Thời gian dán dính là thời gian cần thiết để chi tiết dán dính ở điều kiện ép tiếp tạt: đến khi lớpkeo đóng rắn, nó chủ yếu quyết định bởi chủngloại keo, độ ẩm và tốc độ bay hơi của dung

quá dài, thòfi gian thẩm thấu keo quá dài,

thấm vào trong gỗ quá nhiều gây ra hiện tượngthiếu keo, ảnh hưởng đến chất lượng dán dính

Khi ép nhiệt, thời gian ngắn, trong phạm vi

nhất định lực bám keo tăng lên theo thời gian

ép nhiệt kéo dài, cường độ dán dính sẽ giảm xuống

Ba tham số thời gian, nhiệt độ và áp suất dán dính liên quan với nhau Trong trường hợp sử dụng cùng loại keo, nhiệt độ dán dính thấp, cầnkéo dài thời gian dán dính; nhiệt độ dán dính cao, thời gian ép có thể rút ngắn Cường độ

dán dính của phương pháp ép nhiệt cao hơn phương pháp ép nguội (hình 4.7)