Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng finger joint từ gỗ mỡ

Những năm gần đây ở nước ta do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, sự gia tăng không ngừng của dân số, mức độ đô thị hoá ngày càng cao làm tăng nhanh nhu cầu về gỗ.Trong khi đó, diện tích r

Đề tàI nghiên cứu khoa học

Những năm gần đây ở nớc ta do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, sự gia

tăng không ngừng của dân số, mức độ đô thị hoá ngày càng cao làm tăng nhanh nhucầu về gỗ.Trong khi đó, diện tích rừng tự nhiên đang bị thu hẹp dần, trữ lợng gỗngày càng giảm Ngành công nghiệp Chế biến Lâm sản đứng trớc thực trạng bị thiếunguyên liệu trầm trọng Vì vậy, việc chuyển đổi sang sử dụng gỗ mọc nhanh rừngtrồng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất cộng với việc sử dụng gỗ hợp lí và cóhiệu quả là một trong những vấn đề đợc quan tâm hiện nay trong chế biến gỗ Cáchớng nghiên cứu phục vụ mục đích này là tìm kiếm nguồn nguyên liệu, tìm kiếmloại sản phẩm mới cũng nh nâng cao, đổi mới công nghệ, thiết bị để cho ra sảnphẩm mới phù hợp với yêu cầu sử dụng

Để thực hiện thành công mục tiêu chiến lợc phát triển của ngành đến năm 2010phấn đấu đạt 1 triệu m3 ván nhân tạo [10], ngay từ bây giờ chúng ta phải sử dụng

đồng bộ và kết hợp nhiều chơng trình, kế hoạch khác nhau nh:

+ Tăng nhanh diện tích rừng trồng các loại gỗ mọc nhanh, thích hợp vói điềukiện khí hậu, đất đai từng vùng của Việt Nam;

+ Đa dạng hoá nguồn nguyên liệu và các sản phẩm từ gỗ, không ngừng nâng caohiệu quả sử dụng đất, sử dụng nguyên liệu;

+ Tạo ra, duy trì và phát triển những loại cây gỗ có khả năng sinh trởng nhanh,cung cấp nguồn nguyên liệu có đặc điểm và tính chất phù hợp với các chỉ tiêu, yêucầu của công nghệ sản xuất ván nhân tạo;

Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới có khí hậu nóng, ẩm rất thích hợp cho sự sinhtrởng và phát triển của nhiều loại cây trong đó có cây Mỡ (Manglietia glauca anet).Việc nghiên cứu một cách kĩ lỡng, tỉ mỉ về đặc điểm sinh trởng, đặc điểm cấu tạo,các tính chất chủ yếu của cây Mỡ, từ đó có định hớng sử dụng đúng là việc làm cầnthiết

Một trong những hớng sử dụng gỗ hợp lí đó là dùng gỗ để sản xuất ván ghépthanh Đã có rất nhiều công trình, đề tài nghiên cứu về ván ghép thanh trên thế giớicũng nh ở Việt Nam đối với nhiều loài cây nhng cha có đề tài nào nghiên cứu một

cách ít nhiều về gỗ Mỡ Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Bớc đầu nghiên cứucông nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger joint từ gỗ Mỡ”, nhằm đóng gópmột phần cho việc mở đờng tiến hành những công trình nghiên cứu đầy đủ và toàndiện hơn về gỗ Mỡ cũng nh công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger joint từ

gỗ Mỡ sau này.Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi cũng sẽ cố gắng đa ra đợcnhững thông số công nghệ hợp lí để sản xuất loại ván này

Chơng 1

Tổng quan

1.1 Lịch sử quá trình nghiên cứu

Ván ghép thanh là một loại hình sản phẩm ván nhân tạo, nó xuất hiện từ tất sớmnhng nó chỉ đợc phát triển mạnh sau năm 1970 Khu vực có khối lợng lớn nhất làChâu Âu, tiếp theo là Châu Mỹ, ở Châu á thì Nhật Bản là nớc sản xuất ván ghépthanh nhiều nhất sau đó đến Hàn Quốc, Inđônêxia

ở Việt Nam ngành công nghệ sản xuất ván nhân tạo vói chung và ván ghép thanhnói riêng tuy đã đợc quan tâm, nhng sản xuất vẫn còn ở quy mô nhỏ Để có đợcnhững cơ sở khoa học đa vào sản xuất, nhằm nâng cao năng xuất và chất lợng sảnphẩm, từ đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nớc ngoài và trong nớc Góp phầnvào việc nghiên cứu, trờng Đại học Lâm nghiệp đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu về

ván nhân tạo, trong đó có một số lợng không nhỏ các đề tài nghiên cứu về côngnghệ sản xuất ván ghép thanh ví dụ : các đề tài nghiên cứu về công nghệ sản xuấtván ghép thanh từ gỗ Bồ Đề, từ gỗ Keo Lá Tràm, từ gỗ Bạch Đàn, Thông Trắng…Hơn nữa còn rất nhiều đề tài chuyên nghiên cứu một cách cụ thể những yếu tố côngnghệ ảnh hởng tới quá trình sản xuất ván ghép thanh nh : Bề rộng thanh ảnh hởngtới cờng độ ván, lợng keo ảnh hởng tới cờng độ ván… Sự ảnh hởng của các chất bảoquản tới cờng độ ván, tới khả năng trang sức ván…

1.2 Nguyên liệu và sản phẩm trong sản xuất ván ghép thanh

Để đảm bảo yêu cầu nguyên liệu ta cần quan tâm đến các chỉ tiêu về chất lợngthanh nh sau:

- Các thanh ghép thành phần phải cùng một loại cây hoặc các cây có tính chất gầngiống nhau, không cho phép ghép lẫn gỗ mềm với gỗ cứng;

- Các thanh ghép thành phần phải đợc sấy đến độ ẩm từ 6 - 12%;

- Vết nứt trên thanh ghép thành phần nhỏ hơn 200mm, không cho phép mục mọt;

- Nếu thanh ghép có đờng kính mắt lớn 10mm phải đợc cắt bỏ;

- Hai thanh ghép liền kề nhau không đợc trùng mạch ghép, khoảng cách các mạchghép theo chiều dài lớn hơn 50mm;

- Khe hở giữa các thanh ghép thành phần trên mặt chính nhỏ hơn 1mm, mặt cạnhnhỏ hơn 3mm;

1.2.2 Sản phẩm

Sản phẩm ván ghép thanh có rất nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau, nếu định

nghĩa theo tiêu chuẩn BS 6100-1984 ván ghép thanh chia thành một số dạng chủyếu sau:

- Ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt (Laminated board)

- Ván ghép thanh khung rỗng (Veneer spaced lumber)

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Core plywood/ Block board/ Laminboard)

a Ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt

Là loại sản phẩm thu đợc bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thớc nhỏ, ngắn lạivới nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định Loại sản phẩm này yêu cầu

nguyên liệu có chất lợng tơng đối cao, màu sắc đồng đều ở Việt Nam hiện nay ờng sản xuất từ gỗ Thông, Cao Su, Vạng Trứng, Pơ Mu Mục đích sử dụng thờngsản xuất ván sàn, các sản phẩm thủ công mĩ nghệ…

Hiện nay loại hình sản phẩm ván ghép thanh không dán phủ bề mặt sản xuất íthơn các loại hình sản phẩm ván ghép thanh khác bởi vì do yêu cầu chất lợng bề mặtthanh ghép nên tỉ lệ lợi dụng không cao, xu hớng trong những năm tới ván ghépthanh không dán phủ bề mặt mà chủ yếu là dạng ghép ngón (Finger joint) sẽ rất đ ợcphát triển

b Ván ghép thanh khung rỗng

Là loại sản phẩm thu đợc bằng cách dán ép các tấm ván mỏng hoặc tấm ván dán

có chiều dày nhỏ lên các khung gỗ rỗng, với sự tham gia của chất kết dính trongnhững điều kiện nhất định Do đặc điểm cấu tạo nên sản phẩm thờng có chiều dàylớn, khối lợng thể tích nhỏ, độ bền uốn tĩnh không cao đặc biệt khi chịu lực ở dạngtấm phẳng ở các nớc phát triển ván ghép thanh khung rỗng thờng đợc sử dụng chủyếu để làm cửa, vách ngăn ở dạng định hình, vì ngoài u điểm khối lợng thể tích nhỏ

đang phát triển cũng nh ở Việt Nam trong tơng lai không xa

c Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt

Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt là loại sản phẩm thu đợc bằng cách dán épcác tấm ván mỏng lên cả hai mặt của tấm gỗ ghép (ván lõi) với sự tham gia của chấtkết dính trong những điều kiện nhất định

Ván ghép thanh lõi đặc đợc chia thành hai loại “Block board” và “Lamin board”,hai loại này khác nhau chủ yếu về kích thớc chiều rộng của các thanh thành phần đểtạo nên ván lõi

“Block board” là sản phẩm thu đợc bằng cách phủ một hoặc hai lớp ván mỏng lênhai bề mặt ván lõi Ván lõi đợc làm từ các thanh gỗ xẻ có kích thớc nhỏ, ngắn, cáccạnh đợc gia công nhẵn và đợc liên kết với nhau theo chiều rộng và chiều dài thanh.Các thành lõi là các thanh gỗ xẻ có chiều rộng từ 7 – 30 mm, chiều dày phụ thuộcvào chiều dày sản phẩm, thông thờng chiều dàt sản phẩm : 16; 19; 22; 25; 30 mm

Loại sản phẩm của “Block board” hiện đang đợc sản xuất rất nhiều nó phù hợp vớinguyên liệu gỗ rừng trồng, tỉ lệ lợi dụng gỗ tơng đối cao và giá thành hợp lí.

Loại sản phẩm của “Lamin board” là sản phẩm có dạng tơng tự nh “Block board”nhng kích thớc thanh lõi của “Lamin board” cao hơn so với “Block board” Chính vìvậy mà loại hình sản phẩm này sản xuất rất ít, nó biến động từ 1.5-1.7mm [4] Giáthành chế tạo “Lamin board” cao hơn so với “Block board” Chính vì vậy mà loạihình sản phẩm này sản xuất rất ít, nó chỉ đợc sản xuất cho các công trình sử dụngtấm phẳng, có khả năng sử dụng lớn, sự co rút là rất nhỏ

Từ các đặc điểm và tính chất nêu trên của ván ghép thanh thấy rằng: công nghệsản xuất ván ghép thanh không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản,phạm vi sử dụng rộng Ngoài ra nó còn một số u điểm sau:

- Nguyên liệu để sẩn xuất chủ yếu từ gỗ có kích thớc nhỏ, độ bền cơ học thấp;

- Dễ nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ

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

- Linh động liên kết và lắp ghép;

- Giá thành (tính theo m3 sản phẩm) nhỏ hơn các loại ván nhân tạo khác nh: vándăm, ván dán, ván sợi;

Hiện nay, ở các nớc Bắc Âu ngời ta thờng sản xuất ván ghép thanh lõi đặc có phủ

bề mặt từ các thanh lõi với chiều rộng nhỏ hơn 25mm Cấu trúc của “Block board”

có thể làm khác nhau nó phụ thuộc vào số lớp ván mỏng dán mặt và chiều thớ củacác lớp ván mỏng so với lớp lõi Theo kết quả nghiên cứu của Kotka of Forestry andwood Technology, Finland hiện nay sản phẩm dạng “Block board” có 4 loại sau:

B có chiều thớ trùng với chiều dài sản phẩm

1.3 Mục tiêu đề tài

Bớc đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger joint từ

gỗ Mỡ, trên cơ sở đó đề xuất các thông số công nghệ sản xuất ván ghép thanhcho phù hợp

1.4 Phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Nguyên liệu

Trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) đợc khaithác ở Hoà Bình, với độ tuổi từ 8-10 tuổi để sản xuất ván ghép thanh thông dụngkhông phủ mặt

1.5 Phơng pháp nghiên cứu

Đề tài đợc nghiên cứu theo:

+ Phơng pháp thực nghiệm + Sử dụng các tiêu chuẩn hiện có để kiểm tra các thông

số của nguyên liệu và sản phẩm

1.6 Những điều tra ban đầu

1.6.1 Điều tra về nguyên liệu

Gỗ màu trắng hoặc vàng nhạt, nhẹ (tỉ trọng gỗ 0.422g/cm3), mềm, thơm, mịn, ít corút, nứt nẻ, tỉ lệ cellulo cao, chịu đợc ma nắng, dễ gia công, đợc dùng làm giấy, gỗdán lạng, bút chì, trụ mỏ, đồ mĩ nghệ, ván ghép thanh, các đồ gia dụng bền đẹp Làmột trong những loài cây trồng chủ yếu trên đất rừng thứ sinh nghèo kiệt ở vùngtrung tâm và một số tỉnh ở phía Bắc nớc ta

Cây thờng cao 15 - 20m, đờng kính có thể đạt 50-60cm Phân bố tự nhiên ở Lào,Thái Lan, miền Nam Trung Quốc, ở Việt Nam phân bố chủ yếu ở Hà Giang,Tuyên

Quang, Yên Bái, Vĩnh Phú, Thanh Hoá, Hoà Bình, rải rác gặp ở Hà Tĩnh, QuảngBình.

Mỡ là cây sinh trởng nhanh, đến tuổi 9 hầu hết cây cha có lõi, rừng Mỡ trồngthuần loài mật độ 2500 - 3300 cây/ha, sau 4 lần tỉa tha, mật độ còn giữ lại 350 - 500

cây/ha; ở tuổi 15, chiều cao bình quân đạt 17.4-20.2m, đờng kính 19.9-22.6cm, (Vũ

Đình Phơng -1980) Nhìn chung tăng trởng chiều cao trung bình năm là 0.7-1m,

đ-ờng kính 1cm, [11]

1.6.2 Điều tra về chất kết dính

Trong sản xuất ván nhân tạo ngời ta sử dụng rất nhiều loại chất kết dính, tùy thuộc

vào đặc điểm của từng loại chất kết dính mà ngời ta lựa chọn chất kết dính phù hợpvới mục đích sử dụng sản phẩm

- Theo trạng thái vật lí của chất kết dính chia thành các loại nh sau: chất kết dínhdạng lỏng, chất kết dính dạng bột, chất kết dính dạng tấm phiến, chất kết dính dạnghạt

- Theo tính chất của chất kết dính chia ra chất kết dính nhiệt rắn, chất kết dínhnhiệt dẻo

- Theo nguồn gốc chia ra chất kết dính có nguồn gốc tự nhiên, chất kết dính tổnghợp

Trên thực tế hiện nay chủ yếu sử dụng chất kết dính tổng hợp vào sản xuất nh chấtkết dính nhiệt rắn U-F, P-F và các loại chất kết dính biến tính nh: U-M-F, U-P-F.Ngoài ra còn có các loại chất kết dính PVAc, EPI có thể đóng rắn nguội hay đóngrắn nóng

Đối với ván ghép thanh thờng dùng chất kết dính PVAc, EPI để ghép dọc và ghépngang Đối với ghép dọc thờng dùng phơng pháp ép nguội, còn ép ngang thờngdùng phơng pháp ép nhiệt để tăng năng suất sản phẩm Do điều kiện cha cho phépnên tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng thuộc trờng Đại họcLâm Nghiệp dùng phơng pháp ép nguội cả ghép dọc và ghép ngang Loại chất kếtdính này cho chất lợng mối dán cao, trong chất kết dính lại không có hàm lợngFormaldehyde tự do, bởi vậy mà không gây độc hại đến môi trờng và con ngời Màusắc, độ pH của chất kết dính khi đóng rắn không ảnh hởng tới màu sắc, tính chất củavật dán Các thông số kĩ thuật của chất kết dính phải đảm bảo cho quá trình sản xuất

và nâng cao chất lợng sản phẩm Trên thực tế sử dụng chất kết dính lỏng với cácthông số kĩ thuật sau:

Bảng 1.1 : yêu cầu thông số kĩ thuật của chất kết dính

Màu sắc Trắng sữa hoặc nâu nhạtHàm lợng khô, (%) 40 - 60

Độ nhớt theo Bz4,ở 250C, (giây) 50 - 90

Độ pH bảo quản 7.5

1.6.3 Điều tra về khả năng sử dụng của sản phẩm ván ghép thanh

Một trong những nguyên tắc cơ bản của sản xuất ván nhân tạo là sản phẩm phải

ổn định về kích thớc theo các phơng Do vậy ván ghép thanh ra đời nó cũng đáp ứng

đợc các yêu cầu của ván nhân tạo Sản phẩm thu đợc từ ván ghép thanh cũng đápứng đợc các yêu cầu của ván nhân tạo Sản phẩm thu đợc từ ván ghép thanh cũngkhá đa dạng vì bản thân ván ghép thanh rất phong phú, chúng có thể ở dạng tấmrộng, dầm, xà và các sản phẩm định hình khác Trong các loại trên thì sản phẩm tấmtộng là phổ biến hơn, vì nó có thể phủ mặt hoặc không phủ mặt, Với loại phủ mặtthì lõi cũng có nhiều dạng: dạng lõi đặc, lõi rỗng Loại không phủ mặt cũng cónhiều kiểu liên kết nh liên kết mộng, đinh, chốt, chất kết dính, ngón

Sản phẩm từ các loại ván ghép thanh trên có thể dùng trong sản xuất đồ mộc xâydựng, tàu thuyền Ván ghép thanh dạng tấm tộng thờng đợc dùng trong sản xuất đồmộc thông dụng nh: Ván ốp tờng, ván ốp trần, các chi tiết dạng tấm phẳng trong sảnxuất đồ mộc

1.7.4 Điều tra về thiết bị

Đề tài này chúng tôi dùng phơng pháp thực nghiệm để nghiên cứu, chúng tôi tiếnhành sản xuất thử một số sản phẩm theo yêu cầu của đề tài Các thiết bị cần sử dụng

đơc điều tra tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng-trờng Đạihọc Lâm nghiệp

Số vòng quay 1450 v/ph

Động cơ phụ:

Công suất 0.75 Kw

Số vòng quay 1410 v/ph

Công suất 2.2 Kw

Số vòng quay 1460 v/ph

Động cơ kéo băng nhám

Công suất 1.5 Kw

Số vòng quay 1430 v/ph

Động cơ kéo rulo dới

Công suất 3.0 Kw

Số vòng quay 2870 v/phCos 0.88

Động cơ bào mặttrên = mặt dới

Công suất 4.0 Kw

Số vòng quay 2890 v/phCos 0.89

Động cơ kéo rulo

Công suất 1.1 Kw

Số vòng quay 940 v/phCos 0.76

Lò sấy

Kích thớc bao: L*B*H 720 *195 *195 cmCông suất động cơ 1.1*4 Kw

Số vòng quay 1410 v/ph Thể tích gỗ sấy cho một lò 36 m3

Máy ép dọc

Kích thớc bao: L*B*H 356 *170 *122 cmCông suất động cơ bơm dầu 5.5 Kw

Số vòng quay 1450 v/phCông suất động cơ cắt đầu 1.5 Kw

Số vòng quay 2870 v/ph

Đờng kính lỡi ca cắt đầu 31 cm

áp suất ép 250 kgf/cm2

Kích thớc bao: L*B*H 232 *165 *130 cm

Máy phay

ngón

Động cơ phay

Công suất độngcơ 5.5 Kw

Số vòng quay 2890 v/phCos 0.91

Động cơ cắt

đầu

Đờng kính lỡi

c-a 30.5 cmCông suất động

cơ 3.0 Kw

Số vòng quay 2870 v/phCos 0.88

Ván ghép thanh là loại ván đợc hình thành từ việc dán ghép các thanh (tre, gỗ) có

kích thớc nhỏ lại với nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định, tạo thànhnhững tấm ván có kích thớc lớn hơn, khả năng sử dụng cao hơn

Ván ghép thanh đợc sản xuất theo nhiều phơng pháp khác nhau dẫn đến ảnh hởng

đến chất lợng sản phẩm cũng khác nhau, ảnh hởng đến sự co rút giữa các thanhghép, sự liên kết của các thanh ghép, ảnh hởng đến khả năng ổn định của ván dẫn

đến hiện tợng cong vênh của ván ghép hay hiện tợng bong mối ghép do nội lực corút của thanh ghép sinh ra, để ván đợc ổn định thì vấn đề triệt tiêu nội lực là cầnthiết Phơng pháp ghép và việc quan tâm đến vị trí của thanh ghép trong thân cây gỗ

là một trong các giải pháp để khắc phục những nhợc điểm trên

Thờng có ba phơng pháp chủ yếu để tạo ván lõi đặc :

- Phơng pháp ghép khối

- Phơng pháp ghép thanh có keo

- Phơng pháp ghép thanh không keo.

Ta có sơ đồ phân loại ván sau :

Để ghép các thanh thành phần ngời ta có rất nhiều phơng pháp khác nhau TheoA.H.kИpΛΛOB có một số dạng ghép sau :

Ghép đối xứng vòng năm theo phơng tiếp tuyến

Ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm

Nền rỗng

Nhiều lớp Một lớpNhiều lớp

Nền đặc

Một lớp

ghép rộngVán ghép thanh

Có phủ mặt Không phủ mặt

ghép dài

Nhiều lớpMột lớp

Ghép các thanh thành phần theo liên kết ngón

ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm

Quy trình công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt

Để đảm bảo chất lợng sản phẩm, trong quy trình công nghệ sản xuất có một sốyêu cầu bắt buộc sau:

- Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách

- Đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép

- Xếp các thanh ghép liền nhau theo phơng pháp đối xứng vòng năm

- Hai thanh ghép liền kề nhau không đợc trùng mạch ghép

- Chiều dài thanh ghép không hạn chế tuỳ thuộcvào khả năng tận dụng của gỗ,thông thờng chiều dài từ 170-1200mm

Tráng keo

ép dọc Bào bốn mặt Tráng keo Xếp thanh

ép ngang

Xử lí sản phẩm

2.2.1 Đặc điểm và cấu tạo của gỗ Mỡ

Đặc điểm và cấu tạo gỗ là nhân tố chủ yếu nhất quyết định đến mọi tính chất của

gõ Cấu tạo đợc xem nh biểu hiện bên ngoài của tính chất, những biểu hiện về cấutạo là cơ sở khoa học để giải thích các hiện tợng sản sinh trong quá trình gia côngchế biến, lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp

Mỡ có thớ gỗ hơi nghiêng và tơng đối mịn

Căn cứ vào một số tính chất cơ học và vật lí của gỗ Mỡ thấy rằng đây là một loại

gỗ có độ cứng trung bình và nhẹ phù hợp nhiều loại sản phẩm

2.2.2 Chất lợng gia công thanh của máy móc thiết bị

Trình độ của máy móc thiết bị có ảnh hởng lớn đến chất lợng gia công bề mặt củacác thanh thành phần, nó có quan hệ với lợng chất kết dính cần tráng và áp suất épván

Căn cứ vào thực tế máy móc tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng, đây là dây chuyền ván ghép thanh của công ty SAFOMEC (ViệtNam) Qua khảo sát đánh giá của Trung tâm thì chất lợng máy ở đây còn mới100%

Căn cứ vào loại gỗ Mỡ có đặc điểm và cấu tạo nêu trên, ta thấy đây là loại gỗ tợng

đối mịn, từ đó chúng tôi chọn chất lợng gia công thanh thành phàn của thiết bị có độnhẵn từ ∇5 - ∇7

2.3 Những nhân tố ảnh hởng đến chất lợng ván ghép thanh

Trong sản xuất ván ghép thanh, chất lợng ván phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố,

chúng ta có thể biểu diễn quan hệ này theo một hàm phụ thuộc

δ = f(x,y,z) Trong đó: δ - Hàm mục tiêu chất lợng sản phẩm

vẫn đảm bảo mối dán Ngợc lại gỗ có khối lợng 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 mặtthanh kém dẫn đến lợng chất kết dính tráng lớn

- Căn cứ vào đặc điểm của Mỡ

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

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

c ảnh hởng của bề mặt thanh lõi

Theo thuyết dán dính, bề mặt vật dán càng phẳng và độ nhẵn bề mặt càng cao thìkhả năng bôi tráng chất kết dính càng dễ dàng, lợng chất kết dính tráng tiêu tốn ít,màng chất kết dính sẽ mỏng, đều, liên tục chất lợng mối dán tốt khả năng chịu lựctăng lên; ngợc lại, nếu chất lợng bề mặt các thanh thấp, độ mấp mô lớn, việc bôitráng khó, màng chất kết dính sẽ không mỏng, đều, liên tục, làm giảm sự tiếp xúcgiữa các thanh, do đó chất lợng mối dán giảm

Căn cứ vào điều kiện thực tế của máy móc thiết bị, chúng tôi chọn chất lợng bềmặt thanh ghép ở ∇6

d ảnh hởng của quan hệ kích thớc 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 đợc quan tâm nghiên cứu Sự thay đổi quan hệ kích

th-ớc này sẽ ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng sản phẩm và giá thành sản phẩm Sở dĩkhi thay đổi kích thớc thanh làm cho các tính chất vật lí, cơ học của ván thay đổi bởi

gỗ là vật liệu dị hớng có các tính chất khác nhau theo ba phơng dọc thớ, xuyên tâm,tiếp tuyến Chính vì sự khác nhau này đã làm cho gỗ dễ bị cong vênh, dẫn tới cáckhuyết tật của sản phẩm, do vậy đã có một số công trình nghiên cứu về ván ghépthanh, song việc xây dựng mối quan hệ kích thớc giữa chiều dày và chiều rộngthanh còn cha dợc nghiên cứu đầy đủ cho từng loại nguyên liệu cụ thể (mặc dù đã

có tài liệu tham khảo số [6]) tài liệu này chỉ mới nghiên cứu đối với keo tai tợng.Kích thớc chiều dày thanh thờng đợc quyết định bởi chiều dày sản phẩm, còn chiềurộng 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 lí thuyết.

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

- Căn cứ vào mục đích sử dụng sản phẩm và hiệu quả kinh tế;

- Căn cứ vào tài liệu tham khảo [6] Chúng tôi chọn chiều rộng thanh bằng hai lầnchiều dày (W = 2*t)

e ảnh hởng của phơng pháp ghép

- ảnh hởng của phơng pháp ghép thanh theo chiều rộng

Phơng pháp sắp xếp các thanh thành phàn có ảnh hởng lớn đến sự cong vênh củaván Khi tạo ván ghép thanh từ những thanh gỗ xẻ tiếp tuyến mà các vòng năm củachúng lại sắp xếp cùng một hớng sẽ tạo ra ván có bề mặt nhẵn, nhng rất dễ bị congvênh (theo một chều) Nếu mặt tiếp tuyến với đờng vòng năm của các thanh ghép đ-

ợc xếp đối xứng với nhau theo phơng chiều rộng ván thì ván tạo ra ít cong vênh hơn,nhng có nhợc điểm là bề mặt ván có dạng sóng do sự co rút của gỗ theo phơng tiếptuyến và phơng xuyên tâm là khác nhau Nếu mặt tiếp tuyến với đờng vòng năm củacác thanh ghép vuông góc với bề mặt ván ghép thì ván tạo thành sẽ có bề mặt nhẵn

và phẳng hơn Loại ván nh vậy chỉ có thể tạo ra từ các thanh ghép xẻ xuyên tâm.Tuy nhiên khi xẻ các thanh dạng xuyên tâm tỉ lệ lợi dụng gỗ nhỏ hơn rất nhiều sovới phơng pháp xẻ tiếp tuyến

- ảnh hởng của phơng pháp ghép theo chiều dài thanh thành phần

Để nâng cao tỉ lệ lợi dụng gỗ, trong đề tài này chúng tôi tiến hành loại bỏ khuyếttật thanh ghép bằng cách cắt ngắn Việc nối ghép các thanh ngắn này có thể thựchiện theo phơng pháp tiếp xúc hoặc phơng pháp ghép ngón, căn cứ vào mục tiêu của

đề tài, chúng tôi chọn phơng pháp nối ngón (Finger-joint)

rộng, vì khi tạo ngón theo phơng chiều dày là phay theo chiều tiếp tuyến của gỗ, nócho độ nhẵn bề mặt, khả năng liên kết bằng chất kết dính là tốt hơn khi tạo ngóntheo chiều rộng thanh Ngoài ra khi phay ngón theo chiều dày thanh còn có một số u

điểm sau:

- Bề mặt ngón phẳng, nhẵn nên tạo đợc màng chất kết dính đều, liên tục, do đó ợng chất kết dính tráng giảm, áp suất ép nhỏ vì lợng ma sát trên các ngón ít Nhngkhi phay ngón theo chiều dày thanh còn có một số nhợc điểm nh: Nếu cùng mộtkhối lợng 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 lợng lớn hơn so với ván có thanh ghéptheo chiều rọng khi cùng một kích thớc sản phẩm Phay ngón theo chiều dày khi giacông sản phảm dễ bị bóc mặt tại vị trí ngón Tuy nhiên, khi phay ngón theo chiềudày nó cho một sản phẩm đẹp và có chất lợng cao

Căn cứ vào mục tiêu đề tài chúng tôi chọn phơng pháp phay ngón theo chiều dàythanh

- ảnh hởng của chiều dài ngón (l)

Dựa vào kích thớc dao phay định hình ta có thể tạo đợc nhiều cấp chiều dài ngón.Chiều dài ngón ảnh hởng rất lớn đến chất lợng mối ghép và giá thành sản phẩm Nếu ngón ngắn l = 7.5-10 mm khi gia công xẻ tận dụng đợc gỗ, phế liệu ít, côngcắt gọt thấp

Nếu ngón có độ dài l = 50-60 mm, thì công cắt gọt lớn, phế liệu nhiều Loại ngónnày chỉ phù hợp với loại gỗ có khối lợng 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 tợng vỡ đầu Vìvậy chọn chiều dại ngón hợp lí là rất quan trọng Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu,trong đề tài này chúng tôi chọn chiều dài ngón l = 13 mm

Với cùng chiều dài ngón nếu ngón lớn (ngón thô) tổng diện tích tiếp xúc thanh sẽ giảm dẫn đến cờng độ dán dính của mối dán giảm Nếu bớc ngón nhỏ số l-ợng ngón trên một đơn vị chiều rộng thanh lớn, làm cho tổng diện tích tiếp xúc tănglên Độ lớn của bớc răng phụ thuộc vào loại gỗ và chiều dài ngón Các gỗ có khối l-ợng thể tích 0.3- 0.7g/cm3 thì sự phụ thuộc bớc ngón vào chiều dài ngón tuân theobảng sau:

thanh-Bảng 2.1 quan hệ chiều dài ngón và bớc ngón

Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, căn cứ vào chiều dài ngón chúng tôi chọn độ lớnbớc ngón p = 4.3 mm

- ảnh hởng của độ lớn đỉnh ngón (t)

Nh ta đã biết dạng ngón trong mối ghép đầu dạng ngón thờng rất mảnh, vì vậykhi phay hoặc vận chuyển rất dễ rỡ đầu ngón Để khắc phục hiện tợng này ngón đợcphay bao giờ cũng tồn tại độ rộng đỉnh ngón (t) Độ rộng đỉnh ngón chủ yếu phụthuộc vào loại gỗ Gỗ càng nhẹ, xốp, độ bền cơ học thấp thì độ rộng đỉnh ngón cànglớn và ngợc lại

Căn cứ vào loại gỗ chúng tôi chọn độ rộng đỉnh ngón cho thực nghiệm là: t =0.9mm

- ảnh hởng của góc đỉnh ngón

Góc đỉnh ngón là góc nhọn tạo bởi mặt phẳng cạnh ngón và mặt phẳng song songvới chiều dọc thanh Khi cố định dạng ngón thì góc ở đỉnh phụ thuộc vào chiều dàingón và bớc ngón  = 5 - 100 Trong đề tài này chúng tôi chọn góc ở đỉnh ngón 

= 70

2.3.2 ảnh hởng của chất kết dính

Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vật thể dới tác dụng của một vật thứ batrong những điều kiện nhất định, vật thứ ba đợc gọi là chất kết dính, vì vậy chất kếtdính sẽ ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng mối dán Sự ảnh hởng của chất kết dính tớichất lợng sản phẩm có thể đợc mô tả bằng hàm sau:

y = f(x1,x2,x3,x4,x5)

l (mm) p (mm) 7.5 < l ≤ 10

Trong đó: y - Là hàm mục tiêu chất lợng mối dán

x1- ảnh hởng của loại chất kết dính

x2- ảnh hởng của độ nhớt

x3- ảnh hởng của hàm lợng khô

x4- ảnh hởng của độ pH của chất kết dính

x5- ảnh hởng của lợng chất kết dính tráng

a ảnh hởng của loại chất kết dính

Mỗi loại chất kết dính có những thông số và đặc tính riêng của nó, từ đó kéo theocác yếu tố công nghệ khác cũng phải phù hợp Vì vậy lựa chọn chất kết dính phùhợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lợng sản phẩm Trong đề tàinày chúng tôi sử dụng chất kết dính là DYNOCOLL 1186 LV do hãng DYNEA sảnxuất

b ảnh hởng của hàm lợng khô của chất kết dính

Hàm lợng khô của chất kết dính có ảnh hởng lớn đến chất lợng mối dán vì trongquá trình dán ép dung môi của chất kết dính chủ yếu đợc gỗ hút thấm (trong điềukiện ép nguội) do đó làm cho độ ẩm tăng ảnh hởng đến chất lợng mối dán, dẫn tới

ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, đặc biệt là đối với ván ghép thanh tạo ván lõi đểphủ mặt, sẽ gây ra nổ ván hoặc có cờng độ dán thấp vì độ ẩm quá cao

Ngợc lại nếu hàm lợng khô của chất kết dính quá cao thì khả năng dàn trải đềugiữa chất kết dính và gỗ là khó do vậy tạo chất kết dính không đều, liên tục dẫn đếnchất lợng mối dán giảm Theo tài liệu số [12], trị số hàm lợng khô thích hợp nhất từ

40 – 60% Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là PVAc với hàm lợngkhô 40%

c ảnh hởng của độ nhớt của chất kết dính

Độ nhớt của chất kết dính là nội lực của dung dịch hình thành do tổng hợp các lựcsinh ra trong lòng dung dịch Nó biểu hiện qua khả năng thấm ớt của dung dịch chấtkết dính lên bề mặt vật dán Vì vậy độ nhớt của chất kết dính ảnh hởng rất lớn đếncông nghệ sản xuất, ảnh hởng đến khả năng tráng chất kết dính, chiều dày màngchất kết dính

Nếu độ nhớt của chất kết dính quá lớn quá trình bôi tráng lên bề mặt rất khó,màng chất kết dính khó dàn trải đều, liên tục do đó, chất lợng mối dán giảm, độ bềnkéo trợt màng chất kết dính thấp Nếu độ nhớt chất kết dính quá thấp tuy khả năngbôi tráng chất kết dính lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhng lợng chất kết dính tráng

thấm vào vật dán tăng lên làm nghèo lợng chất kết dính trên bề mặt vật dán, làm chochất lợng mối dán giảm Qua các công trình nghiên cứu trớc đây và tài liệu thamkhảo số [12] cho thấy độ nhớt của chất kết dính trong sản xuất ván nhân tạo thíchhợp nhất trong khoảng 50 – 90 giây (theo Bz4) ở 250C Trong đề tài này chúng tôi

sử dụng chất kết dính có độ nhớt 8 Pa.s ở 340C

d Độ acid-bazơ của chất kết dính

Độ acid-bazơ của chất kết dính là một trong những đại lợng đặc trng cho tính chất

hoá học, nó ảnh hởng trực tiếp đến độ bền mối dán Tính acid mạnh hay bazơ mạnh

đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, vì vậy độ pH của chất kết dính khi sử dụngphải đảm bảo không phá huỷ vật dán Độ pH của chất kết dính đóng rắn ở môi trờngacid khoảng 6 – 6.5 Đề tài chúng tôi sử dụng loại chất kết dính có pH = 6.5

e ảnh hởng của lợng chất kết dính

Độ bền mối dán phụ thuộc rất nhiều vào lợng chất kết dính khi thực hiện quá trìnhdán ép Nếu lợng chất kết dính tráng trên một diện tích bề mặt quá ít thì khả năngdàn trải màng chất kết dính không đều, không liên tục làm cho chất lợng mối dánkém Nếu lợng chất kết dính quá nhiều sẽ làm cho màng chất kết dính dày, sinh ranội ứng suất rrong màng chất kết dính khi đóng rắn Khi dán ép chất kết dính sẽ bịtràn ra ngoài, gây lãng phí chất kết dính làm tăng giá thành sản phẩm một cách đáng

kể Theo một số công trình nghiên cứu trớc đây và tài liêu tham khảo số [2] thì lợngchất kết dính tráng thích kợp cho ván ghép thanh từ 150-250g/m2

Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, chất lợng bề mặt của thanh ghép chúng tôi chọn lợngchất kết dính là 190g/m2 Các thông số kĩ thuật của chất kết dính PVAc

Giới thiệu sản phẩm của công ty DYNEA :

Dynocoll 1186 LV là một loại chất kết dính thích hợp cho việc liên kết các loại gỗcứng nh ash, elm,… hay gỗ mềm nh gỗ Cao Su, …

Dynocoll 1186 LV có thể đóng rắn ở nhiệt độ bình thờng hay đóng rắn nhờ nhiệt Dynocoll 1186 LV có độ pH trung tính, nên không ảnh hởng lên chất lợng, tínhchất của gỗ

Dynocoll 1186 LV không chứa các độc tố nh Formaldehyde, Phenol, kim loạinặng…

Dynocoll 1186 LV có khả năng kháng ẩm, nhiệt, dung môi

Điều kiện bảo quản – thời gian sử dụng :

ở nhiệt độ bình thờng, Dynocoll 1186 LV có thể sử dụng đợc trong khoảng thờigian 6 tháng

ở nhiệt độ cao hơn, thời gian sử dụng sẽ giảm đi

Thời gian để ngoài càng ngắn càng tốt

2.3.3 ảnh hởng của các thông số chế độ ép

a ảnh hởng của áp suất ép

Trong sản xuất ván nhân tạo, áp suất ép đóng vai trò định hình sản phẩm, làm tăngkhả năng tiếp xúc giữa bề mặt vật dán và tạo ra khối lợng thể tích theo yêu cầu.Theo lí thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đều củamàng chất kết dính lớn thì lực ép không dáng kể, trong thực tế gia công không thểthực hiện đợc độ phẳng lí tởng 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 pháhuỷ vật dán Nhng áp suất đó không đợc quá lớn sẽ gây nên hiện tợng tràn chất kếtdính ra ngoài làm mất tính liên tục của màng chất kết dính, lợng chất kết dính tránhkhông đảm bảo ảnh hởng đến chất lợng mối dán

Trong sản xuất ván ghép thanh cần phải có lực tác dụng theo hai phơng, lực éptheo phơng ngang (ghép ván theo chiều rộng) có vai trò tạo ra sự tiếp xúc tốt nhấtcho vật dán Lực ép theo phơng đứng có tác dụng ổn định bề mặt ván không cho nóbiến dạng trong quá trình ép ván Còn lực ép đợc kích thớc thanh dài công nghệ màvẫn đảm bảo cờng độ và thẩm mĩ

Nếu áp suất ép nhỏ thì sự tiếp xúc giữa vật dán kém, do đó cờng độ dán dính giảmdẫn tới ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm Vậy trị số áp suất là một hàm phụ thuộcvào rất nhiều yếu tố

Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, đặc điểm, cấu tạo gỗ Mỡ và chất lợng bề mặt thanhchúng tôi chọn áp suất ép là:

1) ghép thanh

áp suất ép dọc thanh (nối ngón) : Pmax = 50 kgf/cm2;

áp suất ép biên (ép mặt trên của thanh) : Pmax = 60 kgf/cm2;

2) ghép ván

áp suất ép mặt (khi ép ngang): P = 8 kgf/cm2;

áp suất ép cạnh : P = 50 kgf/cm2;

b ảnh hởng của thời gian ép

Đó là khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một tấm ván, nếu thời gian ép quá dàithì năng suất sản xuất thấp, nếu thời gian ép quá ngắn thì màng chất kết dính cha

đóng rắn làm cho mối dán không đảm bảo Vì vậy thời gian một chu kì dán ép đợcxác định theo công thức sau:





 4 1

k k

en 



Trong đó: τi1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng

τi2- Thời gian tạo áp suất ép max

τi3 - Thời gian giảm áp suất ép max

τi4 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng

τi2+ τi3- Thời gian duy trì áp suất ép phẳng

τk1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng

τk2 - Thời gian tạo áp suất ép max

τk3 - Thời gian duy trì áp suất ép max

τk4 - Thời giảm áp suất ép max

τk2+ τk3 + τk4 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng

τk5 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng Đối với ép dọc thì (τi1, ττi2, ττi4) nó là yếu tố cố định của máy và nó phụ thuộc vàocông nghệ sản xuất Vì vậy chúng tôi quan tâm đến τi2 nó đảm bảo cho độ kín khítcủa mối ghép và độ bền của màng chất kết dính Vì thời gian này quá ngắn sẽ gâytách tại mối ghép và chất kết dính tràn ra ngoài nhiều làm giảm lợng chất kết dínhtráng trên bề mặt ảnh hởng đến chất lợng mối nối Nếu τi2 quá dài sẽ gây lãng phíthời gian trong sản xuất và chất kết dính có thể bị đóng rắn trớc Vậy căn cứ vào loạichất kết dính, loại nguyên liệu chúng tôi chọn τi2= 15s

Đối với ghép ngang thì (τk1, ττk2, ττk3, ττk4, ττk5) nó phuộc vào công nghệ sảnxuất ván, vì vậy chúng tôi quan tâm đến, đây là khoảng thời gian đóng rắn chất kếtdính làm cho ván hình thành Do đây là ép nguội nên khoảng thời gian này quángắn, màng chất kết dính sẽ cha đóng rắn, ảnh hởng đến chất lợng mối dán và ảnhhởng đến chất lợng sản phẩm Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, lợng chất kết dính,chúng tôi chọn τk3=5 phút