Nghiên cứu giải pháp giảm độ cong vênh của ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp được sản xuất từ gỗ keo lá tràm và gỗ bồ đề

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CHẾ BIẾN LÂM SẢN ------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: "Nghiên cứu giải pháp giảm độ cong vênh của ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp được sản xuất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CHẾ BIẾN LÂM SẢN

- -

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên khóa luận:

"Nghiên cứu giải pháp giảm độ cong vênh của ván sàn

gỗ công nghiệp (dạng lớp) được sản xuất từ

Hà Nội, 2010

Lời cảm ơn Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu

sắc đến các thầy giáo, cô giáo và các cán bộ công nhân viên Trung tâm thực nghiệm và Chuyển giao công nghệ - Công nghiệp rừng, Trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp, Công ty TNHH Phú Đạt – Hòa Bình, cùng toàn thể các bạn bè đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn tới NGƯT.PGS.TS Phạm Văn Chương, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi về phương pháp nghiên cứu cũng như chuyên môn trong suốt thời gian tiến hành đề tài

Tôi vô cùng biết ơn những người thân trong gia đình tôi luôn tạo điều

kiện, động viên tôi hoàn thành tốt bản luận văn này

Hà Nội ngày 20 tháng 5 năm 2010

Sinh viên

Nguyễn Đình Toản

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất ván sàn công nghiệp dạng lớp 28

Hình 3.6 Biểu đồ quan hệ giữa phương pháp tạo ván và độ cong

Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ giữa phương pháp tạo ván và độ cong

Hình 3.8 Biểu đồ quan hệ giữa tỷ lệ kết cấu với độ bền dán dính 48 Hình 3.9 Sơ đồ đặt lực mẫu thử độ võng do uốn 49 Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ giữa tỷ lệ kết cấu với độ võng do uốn 50

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Một số thông số kỹ thuật chủ yếu của keo Synteko1980/1993 34 Bảng 3.2 Một số thông số chủ yếu của ván mỏng làm từ gỗ Bồ đề 40 Bảng 3.3 Độ cong vênh theo bề mặt ván của sản phẩm thí nghiệm, % 42 Bảng 3.4 Độ cong vênh theo chiều dài ván của sản phẩm thí nghiệm, % 43 Bảng 3.5 Độ cong vênh theo chiều rộng ván của sản phẩm thí nghiệm, % 44 Bảng 3.6 Khối lƣợng thể tích của sản phẩm, g/cm3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1.Khái niệm về ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp 3

1.2 Tình hình sản xuất ván sàn 4

1.2.1 Trên thế giới [17] 4

1.2.2 Tại Việt Nam [17] 5

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 8

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 8

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 9

1.4 Ưu điểm và hạn chế của sàn gỗ công nghiệp 10

1.5 Mục tiêu nghiên cứu 11

1.6 Nội dung nghiên cứu 11

1.7 Phương pháp nghiên cứu 11

1.7.1 Phương pháp kế thừa 11

1.7.2 Phương pháp thực nghiệm 11

1.7.3 Sử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học 11

1.8 Phạm vi nghiên cứu 13

1.9 Tiêu chuẩn kiểm tra 13

CHƯƠNG 2 14

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14

2.1 Nguyên nhân dẫn đến cong vênh của sản phẩm 14

2.1.1 Yếu tố vật dán 15

2.1.2 Chế độ ép 17

2.1.3 Yếu tố về giải pháp tạo ván 20

2.2 Ưu điểm, nhược điểm của các phương pháp tạo ván 21

2.3 Các ảnh hưởng khác tới chất lượng của sản phẩm 23

2.3.1 Ảnh hưởng đến khối lượng thể tích 23

2.3.2 Ảnh hưởng đến độ ẩm 24

2.3.3 Ảnh hưởng đến độ võng do uốn 24

2.3.4 Ảnh hưởng đến độ bền dán dính 26

CHƯƠNG 3 29

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29

3.1 Quy trình sản xuất ván sàn công nghiệp 29

3.2 Điều tra nguyên liệu gỗ, keo, thiết bị máy móc 30

3.2.1 Nguyên liệu gỗ 30

3.2.2 Giấy cân bằng lực 32

3.2.3 Chất kết dính [1] 33

3.2.4 Máy móc thiết bị tạo sản phẩm 35

3.3 Mô tả thực nghiệm 37

3.3.1 Tạo ván lõi 37

3.3.2 Tạo ván mặt 41

3.3.3 Ép phủ mặt ván lõi 42

3.4 Kết quả kiểm tra một số tính chất của vật liệu 43

3.4.1 Độ cong vênh 43

3.4.2 Khối lượng thể tích của sản phẩm 46

3.4.3 Độ ẩm của sản phẩm 47

3.4.4 Kiểm tra độ bong tách màng keo 48

3.4.5 Độ võng do uốn 50

3.5 Phân tích đánh giá kết quả nghiên cứu 51

CHƯƠNG 4 53

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 53

4.1 Kết luận 53

4.2 Đề xuất 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong cuộc sống hiện đại với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì máy móc đã giải phóng được sức lao động cho con người và tạo ra nhiều của cải vật chất hơn Từ việc dư thừa của cải mà con người ta sinh ra chuyện làm đẹp và chủ yếu ta làm đẹp nơi ở của mình Trước đây ta chỉ trang trí ngôi nhà đơn giản, nhưng nay đòi hỏi vừa đẹp vừa sang trọng lại không quá đắt tiền và gần gũi với thiên nhiên Chính vì vậy mà các sản phẩm từ gỗ bắt đầu được ưa chuộng Nhưng hiện nay gỗ rừng nguyên sinh rất hiếm và số lượng đang giảm dần thế nên các sản phẩm nhân tạo từ gỗ là một xu hướng phát triển Do đó ván sàn gỗ nhân tạo ngày càng được thúc đẩy phát triển và được sử dụng rỗng rãi trong nội thất gia đình, văn phòng, công sở Vì vậy việc chuyển hướng nghiên cứu sử dụng các sản phẩm từ gỗ tự nhiên sang các loại hình sản phẩm khác từ gỗ nhân tạo là hoàn toàn hợp lý

Cách đây khoảng 2 - 3 năm, một số người mà chủ yếu là dân biết nghề xây dựng, người giàu có đã bỏ qua thị hiếu đương thời là dùng gạch ceramic cao cấp hoặc granit để lát nền nhà, mà quay sang sử dụng gỗ lát sàn để tăng thêm vẻ sang trọng và khẳng định giá trị cho ngôi nhà đẹp của mình Theo thời gian, nhu cầu sử dụng gỗ làm sàn nhà đã trở nên phổ biến

Sàn gỗ công nghiệp là vật liệu lát sàn chất lượng cao, nó được dùng hữu dụng cho thiết kế nội thất Sàn gỗ công nghiệp được sản xuất từ phần lớn

gỗ tự nhiên và keo kết dính lành tính, thân thiện với môi trường Ngoài các đặc tính tích cực, sàn gỗ công nghiệp còn thể hiện là loại vật liệu thân thiện với sức khỏe và môi trường sống Sàn gỗ công nghiệp còn có đầy đủ các yếu

tố như vật liệu gỗ thiên nhiên

Bên cạnh những tính năng ưa việt, ván sàn công nghiệp cũng còn một

2

phẩm.Trong những trường hợp đó, việc bảo dưỡng hay sửa chữa cũng chỉ làm giảm bớt một phần hư hỏng chứ không thể khắc phục hoàn toàn

Để góp phần nâng cao chất lượng ván sàn công nghiệp, tôi tiến hành

thực hiện đề tài: "Nghiên cứu giải pháp giảm độ cong vênh của ván sàn gỗ

công nghiệp (dạng Engineering Flooring)"

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1Khái niệm về ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp

Ván sàn công nghiệp là loại ván sử dụng nguyên nền tảng là gỗ

xẻ, ván bóc, ván lạng, gỗ dán mỏng Ván được ứng dụng chủ yếu trong xây dựng và kỹ thuật Nói rõ hơn ván sàn công nghiệp có cấu tạo 3 lớp, lớp giữa được làm từ gỗ xẻ ghép lại và 2 lớp mặt là 2 lớp vật liệu mỏng Công nghệ sản xuất ván sàn công nghiệp chú trọng vào vật liệu dán phủ

bề mặt Một lớp vật liệu mỏng ở mặt bên trên có tác dụng bảo vệ và trang sức cho lớp lõi, một lớp vật liệu mỏng khác ở phía dưới có tác dụng chống hút ẩm và chống sự cong vênh Tổng chiều dày các lớp ván mặt không nhỏ hơn 1/3 chiều dày sản phẩm.[14]

Với những tính năng ưu việt của sàn gỗ công nghiệp, chống chịu được tác động của môi trường như chống ẩm, chống xước, nấm mốc, mối mọt, … đem lại sự ấm cúng và sang trọng cho mọi không gian nội thất Sàn nhà được lát ván sẽ tạo cảm giác sạch sẽ, êm ái cho đôi chân người sử dụng, có thể nằm ngủ trên sàn nhà mà không cần dùng giường

Nó dần thay thế sàn gỗ tự nhiên và các vật liệu lát sàn khác như gạch men

Trong đề tài này ván sàn công nghiệp dạng lớp (layer flooring) được sản xuất từ gỗ Bồ đề và gỗ Keo lá tràm Kết cấu của nó gồm 2 phần chính đó là ván mặt và ván lõi

Ván mặt bao gồm mặt trên và mặt dưới, mặt trên của ván gồm 2 lớp ván bóc, mặt dưới (lớp cân bằng lực) có từ 1 đến 2 lớp ván bóc tùy vào kết cấu sản phẩm Ván lõi sử dụng ván ghép thanh, và gỗ nguyên

4

Hình 1.1 Cấu tạo ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp

1.2 Tình hình sản xuất ván sàn

1.2.1 Trên thế giới [17]

Khi nguồn gỗ tự nhiên ngày càng cạn kiệt và khan hiếm thì thị

trường có đến hàng chục hãng sản xuất ván sàn nhân tạo "giả gỗ" - với

nhiều loại vân và màu sắc như gỗ thật Hơn nữa, gạch, đá lát sàn như đã

quá quen thuộc trong hoàn thiện nhà Ván sàn gỗ lại có sắc thái riêng,

gỗ còn là vật liệu thân thiện, ấm áp để ứng dụng ở nội, ngoại thất

Do các hoạt động tu sửa và cải thiện nhà ngày một tăng khiến nhu cầu

gỗ ván sàn cũng tăng tới 2 tỉ USD cuối năm nay Theo những nghiên cứu thị

trường của các chuyên gia Thông tin Kinh doanh (SBI) về mảng ván sàn gỗ ở

Mĩ đã cho thấy thị trường này sẽ tiếp tục tăng bình quân hàng năm là 7% từ

2006 đến 2010 và đẩy nhu cầu về ván sàn gỗ tăng hơn 3 tỉ USD vào cuối thập

kỉ này

Theo xu hướng này, hiện nay các nhà sản xuất của Mĩ đang tung ra các

mặt hàng về ván sàn mang màu sắc thô đầy cá tính nhằm thoả mãn nhu cầu

khách hàng trong nước Điều này cho thấy sự đa dạng hoá về mặt hàng ván

sàn tại Mĩ trong tương lai

Ván mỏng Ván nền Cân bằng lực

5

Ngoài ra, theo Hiệp hội các nhà sản xuất sàn gỗ công nghiệp châu Âu - EPLF, sàn gỗ công nghiệp trong vòng nhiều năm trở lại đây có doanh số bán hàng ngày càng tăng mạnh

Theo tổ chức EPLF, doanh thu bán hàng sàn gỗ công nghiệp tại Tây Âu

năm 2008 giảm đáng kể so với năm 2007 Nguyên nhân chính là do những

bất ổn từ cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu, sự suy giảm về nguồn vốn đầu

tư trong lĩnh vực xây dựng và lòng tin của người tiêu dùng Doanh thu bán

hàng sàn gỗ công nghiệp của Tây Âu năm 2008 khoảng 270 triệu m2, giảm 8,5% so với năm 2007 Các thị trường truyền thống có sự suy giảm mạnh so với dự báo Ví dụ, tại Tây Ban Nha, doanh thu bán hàng giảm 18% trong khi Đức và Anh giảm mạnh nếu xét trong điều kiện tuyệt đối, với mức giảm tương ứng là 13% và 15% so với năm 2007 Hà Lan là thị trường quan trọng nhất có sức tiêu thụ ổn định trong năm 2008

Ngược lại, các nước Trung và Đông Âu lại có triển vọng tăng trưởng khá lạc quan Năm 2008, các nhà sản xuất sàn gỗ công nghiệp châu Âu đã tiêu thụ được 130 triệu m2

tại các nước Đông Âu - tương ứng mức tăng trưởng hàng năm là 1,0% Doanh thu bán hàng mặt hàng này tại Ba Lan xấp xỉ khoảng 26 triệu m2, đưa nước này vượt qua Hà Lan nếu xét về tổng doanh thu bán hàng

1.2.2 Tại Việt Nam [17]

Hiện nay sản lượng ván sàn công nghiệp trong nước còn thấp chưa đáp ứng được nhu cầu nội địa mà chủ yếu là nhập khẩu từ nước ngoài.Ván sàn công nghiệp ở Việt Nam mới chỉ được sử dụng phổ biến vài năm gần đây Nhưng sản lượng tiêu thụ tăng nhanh mỗi năm vào khoảng 20– 30% Trong vòng hai năm lại đây, thị trường ván sàn gỗ phát triển nhanh chóng Trong khi, các nhãn hiệu gỗ công nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều và làm cho thị trường trở nên sôi động

Ván sàn công nghiệp có màu sắc, vân thớ phong phú đa dạng tạo được thẩm mỹ tốt cho căn phòng Bên cạnh việc tạo ra nhiều mẫu mã, sàn gỗ công nghiệp nay đã có những cải tiến kỹ thuật để phù hợp với khí hậu Việt Nam, có thể chịu được độ ẩm lên tới 80%, bề mặt được xử

lý nên có độ bền mầu, khả năng chịu va đập và khả năng chống xước rất cao Và việc lắp đặt cũng khá dễ dàng với kết cấu mộng kép không phải dùng keo, với kết cấu mộng khóa đặc biệt làm cho liên kết giữa các tấm kín khít và luôn bền vững với thời gian

Theo thống kê sơ bộ, có đến 80% các căn hộ chung cư cao cấp mới xây sử dụng sàn gỗ nhân tạo và có đến 50% các công trình nhà dân dụng mới xây lựa chọn ván sàn gỗ nhân tạo do có giá thành hợp lý, giá trị sử dụng cao Bên cạnh đó, cũng đã có rất nhiều công trình nhà dân dụng đang ở và chung cư cũ nâng cấp từ sàn gạch men lên sàn gỗ nhân tạo do giá trị sử dụng cao, giá thành hợp lý và quá trình sửa chữa nâng cấp đơn giản và thuận tiện

phẩm ván sàn gỗ đa dạng về chủng loại và kiểu cách, từ sản phẩm được sản xuất trong nước tới các sản phẩm nhập ngoại Sàn gỗ công nghiệp ngoại chủ yếu được nhập khẩu từ Châu Âu và Châu Á với khoảng trên

15 nhãn hiệu khác nhau Các loại sàn gỗ công nghiệp có giá từ 160.000 - 600.000 đồng/m2

sàn tùy loại, tùy hãng và công nghệ sản xuất sàn

Một số hình ảnh về sản phẩm sàn gỗ công nghiệp đã trở nên rất thông dụng

7

8

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Trong nước đã có một số công trình nghiên cứu về ván sàn như:

a Nghiên cứu về vật dán

- Nguyễn Đình Tuyến, Lý Tuấn Trường (2005), đã nghiên cứu khả năng biến tính tăng cương độ cứng cho gỗ Thông Mã Vĩ làm nguyên liệu sản xuất ván sàn

- Nguyễn Văn Đô, Phạm Văn Chương (2007), nghiên cứu tạo ván sàn dạng

three layer flooring từ nguyên liệu gỗ rừng trồng

b Nghiên cứư về chế độ ép

- Nguyễn Đình Hải (2009), nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chất lượng

ván sàn công nghiệp dạng lớp

c Nghiên cứu về keo

- Nguyễn Thanh Nghĩa, Phạm Văn Chương (2008), đánh giá khả năng sử dụng keo pvac và EPI trong sản xuất ván sàn công nghiệp

9

- Nguyễn Thị Cúc (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại keo tới chất lượng ván sàn công nghiệp dạng lớp

d Nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu

- Phạm Văn Chương (2001), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu tới chất lượng Block board làm từ gỗ Keo tai tượng Tỷ lệ kết cấu hợp lý R = 26 -

- Lại Thị Phượng (2009), nghiên cứu xác định tỷ lệ kết cấu hợp lý để sản xuất ván sàn công nghiệp

e Nghiên cứu về mài mòn

- TS Vũ Huy Đại (2008), đã nghiên cứu quy trình công nghệ xử lý ván phủ mặt từ gỗ keo lai bằng DMDHEU với xúc tác là Mgcl2 ở nhiệt độ 300 C và rút ra kết luận rằng sau khi được xử lý thì các tính chất vật lý, cơ học của ván mỏng được cải thiện Khả năng chịu mài mòn của ván mỏng được xử lý tốt

hơn ván mỏng không được xử lý

f Nghiên cứu về cong vênh

- Nguyễn Đại Bàng, Nguyễn Văn Thuận (2009), nghiên cứu một số giải pháp hạn chế cong vênh của ván ghép thanh tại công ty shinec (Hải Phòng)

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới cũng có một số công trình nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu:

- Carlos Amen-Chen, Ph.D Student, and Felisa Chan, Post-Doctoral Fellow, Dept of Chemical Engineering, Bernard Riedl, Professor, Dept of Wood Science, and Christian Roy, Professor, Dept of Chemical Engineering, Univ Laval, Ste-Foy, QC, Canada (2000), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến tính chất vật lý, cơ học của ván OSB sử dụng keo P-F

10

- Heiko Thoemen, Christian Ruf, Department of Wood Science, University of Hamburg, Leuschnerstrasse 91 21031 Hamburg, Germany (2002), đã nghiên cứu xây dựng mô hình tỷ lệ kết cấu của ván nhân tạo và khảo nghiệm cho ván MDF Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ kết cấu ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm; tổng chiều dày các lớp mặt phải lớn hơn 1/5 chiều dày sản phẩm

- Tiêu chuẩn JAS - SE - 7 (Japanese Agricultural Standards for Engineering flooring): Ván sàn công nghiệp dạng composite lớp, chiều dày các lớp phủ mặt không nhỏ 1/3 chiều dày sản phẩm

Qua đó ta thấy việc nghiên cứu để có được các giải pháp hạn chế cong vênh cho ván sàn còn hạn chế Với tính cấp thiết đó thì tôi dã di thực hiện đề tài

1.4 Ưu điểm và hạn chế của sàn gỗ công nghiệp

* Ưu điểm:

Về bản chất thì sàn gỗ công nghiệp cũng được làm từ gỗ, bao gồm bột

gỗ (chiếm khoảng 85%) và các chất phụ gia khác làm tăng độ cứng cho gỗ Tất cả các nguyên liệu được hoà trộn và ép dưới áp suất rất lớn tạo nên những tấm ván mỏng nhưng có độ cứng cao, chịu lực tốt, chịu được tác động của thời tiết

Giá thành phù hợp, so với gạch men chỉ đắt hơn một chút nhưng tính năng sử dụng, tính thẩm mỹ và độ sang trọng thì hơn nhiều So với gỗ tự nhiên thì rẻ hơn nhiều nhưng tính năng sử dụng, tính thẩm mỹ và độ sang trọng không những cũng tương đương mà còn đa dạng hơn về màu sắc và không bị biến dạng theo thời tiết

Các tấm sàn gỗ công nhiệp được sản xuất không hề có việc bổ xung các chất độc hại đến động vật cũng như các lại kim loại nặng độc hại.Việc thay đổi sàn đối với sàn gỗ công nghiệp là một việc rất đơn giản, dễ dàng Sàn được thay thế cũng dễ dàng tái sinh hay tiêu hủy bằng nhiệt Thêm vào đó, bề mặt sàn gỗ công nghiệp luôn bảo đảm cho sàn nhà bền đẹp, vệ sinh sạch sẽ

Chính và vậy độ bền của sàn gỗ phụ thuộc rất nhiều vào người sử dụng Chỉ nên dùng khăn hoặc rẻ ướt để vệ sinh sàn, không nên đổ cả xô nước lên sàn để rửa sàn, không nên để nước mưa hắt hoặc tràn vào sàn

1.5 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định ảnh hưởng của một số giải pháp tạo ván đến độ cong vênh của ván sàn gỗ công nghiệp Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp hợp lý khi sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp từ gỗ Keo lá tràm và gỗ Bồ đề

1.6 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập các thông tin, thông số về nguyên liệu, chất kết dính

- Nghiên cứu lý thuyết

- Thực nghiệm

- Đề xuất giải pháp tạo ván

- Kiểm tra, phân tích, xử lý số liệu và đánh giá kết quả

1.7 Phương pháp nghiên cứu

1.7.1 Phương pháp kế thừa

Sử dụng các tài liệu chuẩn, các tài liệu đã được nghiên cứu trước đó mà

đã được các tổ chức có thẩm quyền công nhận

1.7.2 Phương pháp thực nghiệm

Tiến hành tính toán thực nghiệm trên các đối tượng nghiên cứu

1.7.3 Sử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học

i i

Trong đó: x - sai quân phương;

i

x - giá trị của các phân tử;

x - trung bình cộng của các giá trị x i;

Trong đó: m- sai số trung bình cộng;

s - sai quân phương;

C(95%)- sai số tuyệt đối của ƣớc lƣợng;

ta/2 - mức tin cậy;

s - độ lệch tiêu chuẩn;

n - dung lƣợng mẫu

1.8 Phạm vi nghiên cứu

- Nguyên liệu dùng để sản xuất ván sàn dạng lớp cụ thể là:

+ Ván mặt đƣợc bóc từ gỗ Bồ đề ( Styrax tonkinensis Pierre)

+ Ván lõi từ gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)

- Khống chế chiều dày sản phẩm sau khi ép tsp = 16 mm

1.9 Tiêu chuẩn kiểm tra

Sử dụng tiêu chuẩn nông nghiệp Nhật Bản JAS–SE–7 (Japanese Agricultural Standard for Flooring) để kiểm tra

và tính thẩm mỹ của ván

2.1 Nguyên nhân dẫn đến cong vênh của sản phẩm

Độ cong vênh của sản phẩm phụ thuộc rất nhiều yếu tố như: Vật dán, chế độ ép, giải pháp tạo ván Tất cả các yếu tố trên nếu không được tính toán

và thực hiện cẩn thận đều dẫn đến hậu quả sản phẩm bị cong vênh, chất lượng sản phẩm thấp, độ đồng phẳng của sàn sau khi lắp đặt không đạt yêu cầu, quá trình lắp đặt khó khăn

Hình 2.1 Sơ đồ ảnh hưởng các yếu tố đến cong vênh sản phẩm

Bản chất của sự cong vênh ván sàn công nghiệp là không đối xứng về cấu trúc ván, mật độ, độ ẩm qua đường trung hoà

Cong vênh Vật dán

Giải pháp tạo ván

Chế độ ép

Trong đề tài sử dụng gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) và gỗ Bồ

đề (Styrax tonkinensi Pierre)

b Đồng đều cấu tạo

Là nói tới tỷ lệ gỗ giác, gỗ lõi, gỗ sớm, gỗ muộn trong gỗ Khi các tỷ lệ này không đều thì sản phẩm tạo thành rất dễ bị cong vênh

Độ nhẵn bề mặt cũng là một yếu tố cần chú ý Theo thuyết dán dính, độ nhẵn bề mặt càng cao thì cường độ dán dính càng lớn Cường độ dán dính ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền dán dính của màng keo Nếu bề mặt ván lõi và ván phủ mặt càng nhẵn thì quá trình tráng keo dễ dàng, màng keo và đều, lượng keo tiêu hao ít chất lượng mối dán đảm bảo Nếu độ nhẵn bề mặt ván lõi và ván phủ mặt không cao, độ nhấp nhô lớn thì quá trình tráng keo khó khăn, khó tráng được lớp keo đều, lượng keo tiêu hao lớn khả năng tiếp xúc giữa các lớp vật liệu giảm làm chất lượng mối dán không đảm bảo ảnh hưởng đến

độ cong vênh của ván

c Đồng đều độ ẩm

Độ ẩm của các lớp vật liệu trong sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến độ

co ngót, trương nở của sản phẩm Nếu độ ẩm của vật dán lớn dẫn tới hiện tượng làm giảm độ nhớt của keo do đó dễ tạo thành màng keo không liên tục

và kéo dài thời gian đóng rắn của keo, đồng thời trong điều kiện ép nhiệt, màng keo có thể bị phá vỡ ở giai đoạn cuối (nổ ván) do hơi nước không thoát

ra ngoài

Ngược lại, nếu độ ẩm nhỏ, lượng keo thấm vào gỗ nhiều làm cho lượng keo thực tế trên bề mặt ván giảm xuống do vậy làm cho màng keo khó trải đều hoặc phải tốn một lượng keo lớn hơn Mặt khác, khi độ ẩm nhỏ làm cho

Trong đề tài tôi chọn độ ẩm vật dán (ván lõi và ván mặt) MC = 8 – 12%

để đảm bảo cho chất lượng mối dán

d Mật độ

Đây là mật độ của vật chất khác nhau hay Density vật dán khác nhau dẫn đến sự chênh lệch về ứng suất giữa các mặt (mặt trên và mặt dưới của ván sàn) hay  = f( ) Density khác nhau hay tính chất của vật dán khác nhau như độ ẩm của 2 mặt khác nhau qua đường trung hoà làm cho ứng suất kéo, ứng suất nén giữa 2 mặt khác nhau tức là   > 0 nên ván bị cong vênh và nếu

0 <   <   dẫn đến ván sàn bị nứt nẻ, gãy (phá huỷ mẫu)

e Quan hệ kích thước

Quan hệ kích thước chiều dày và chiều rộng thanh ghép cũng là vấn đề cần chú ý Do sự khác nhau về sự co rút theo chiều dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến đã tạo nên khuyết tật cong vênh ở gỗ Sự cong vênh các thanh ghép thành phần đã dẫn tới sản phẩm ván lõi bị cong vênh, cũng như nó phá vỡ liên kết các thanh Các yếu tố này có thể khắc phục bằng cách lựa chọn quan hệ kích thước chiều dày và chiều rộng thanh ghép hợp lý Trong trường hợp mối quan hệ này không phù hợp sẽ dấn tới chất lượng ván lõi giảm xuống

Để xác định chiều dày và chiều rộng thanh ghép căn cứ theo tỷ lệ

Error!

Vì nguyên liệu của ván lõi là Keo lá tràm nên tỷ lệ đó là:

49 2 53 1

81 3

Nhiệt độ ép

Về nguyên lý ta có thể ép ván ở nhiệt độ bình thường hoặc ở nhiệt

độ cao Song thực tế ép ván ở nhiệt độ cao ván có các tính chất tốt hơn

ép ở nhiệt độ bình thường Do ép ván ở nhiệt độ cao gỗ được mềm hóa khả năng tiếp xúc giữa các lớp ván tốt hơn Đồng thời ép ở nhiệt độ cao

độ nhớt của keo giảm làm khả năng dàn trải đều của keo, màng keo được liên tục không gián đoạn

Tuy nhiên, nếu ép ở nhiệt độ quá cao thì độ nhớt của keo giảm rất nhanh, làm tăng khả năng thấm sâu của keo vào trong gỗ, màng keo dễ

bị gián đoạn, độ bền mối dán giảm

Trong trường hợp chiều dày sản phẩm lớn, nếu nhiệt độ ép quá cao, để đạt được mức độ đóng rắn cần thiết của màng keo trong cùng thì các màng keo phía ngoài thường bị phá hủy

Nhiệt độ ép quá cao thường có hiện tượng giòn màng keo, màng keo bị khô hoặc bị đóng rắn cục bộ, chất lượng mối gián giảm

Ngược lại nếu ép ở nhiệt độ thấp thì thời gian ép dài dẫn tới năng suất ép thấp, chất lượng mối dán không đảm bảo do độ dàn trải keo thấp, màng keo không liên tục

T = f( loại keo, gỗ, thông số keo, độ ẩm ván, thời gian ép)

Ngày nay với mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất cùng với công nghệ sản xuất keo dán có cường độ dán dính cao, không độc hại, ván ghép thanh chủ yếu được sản xuất bằng phương

18

pháp ép nguội, với keo chuyên dùng, nhiệt độ ép thường là nhiệt độ môi trường

Trong đề tài tôi chọn ép nguội cho ván lõi

Trong dán phủ bề mặt do diện tích tiếp xúc của vật dán lớn 800 x

800 mm; để tăng khả năng dàn trải màng keo cần chọn ép nguội cho dán phủ ván mặt

Khi độ ẩm vật dán cao cần ép ở nhiệt độ thấp tránh hiện tượng nổ ván Ngược lại khi độ ẩm vật dán thấp cần ép ở nhiệt độ cao để giảm thời gian ép tăng khả năng dàn trải màng keo

Với Wlõi = 12%, Wmặt = 8% tôi chọn nhiệt độ ép là T = 28oC

Áp suất ép

Áp suất ép có vai trò

Theo nguyên lý dán dính, khi bề mặt vật dán phẳng và nhẵn, khả năng dàn trải đều của keo lớn thì lực ép không đáng kể Trong thực tế các tấm ván không đáp ứng được các yêu cầu trên do vậy, để tạo ra khả năng tiếp xúc tốt giữa keo và gỗ, tạo màng keo mỏng đều liên tục phải

có một áp lực ép nhất định

Nếu áp suất ép lớn keo dễ bị đẩy ra khỏi bề mặt vật dán hoặc tăng khả năng thấm keo lên bề mặt vật liệu, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Áp suất ép nhỏ thì cường độ dán dính sẽ không đảm bảo Ngoài

ra, áp suất ép cũng ảnh hưởng đến khối lượng thể tích của sản phẩm, song sự ảnh hưởng này cũng nằm trong giới hạn nhất định Nếu áp suất tăng thì khối lượng thể tích tăng, nhưng nếu áp suất tăng quá cao vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu thì khối lượng thể tích không tăng nữa Nếu tiếp tục tăng áp suất thì kết cấu của các vật liệu thành phần sẽ

bị phá huỷ, chất lượng sản phẩm sẽ thấp

19

Thời gian ép

Thời gian ép là thời gian duy trì vật liệu trong máy ép để thu được cường độ dán dính tốt nhất Thời gian ép có tác dụng làm cho keo đóng rắn triệt để và tạo điều kiện để nhiệt lượng từ bên ngoài vào trong vật liệu mang hơi nước từ bên trong ra Vì vây, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm, nếu thời gian ép phù hợp thì cường độ dán dính cao, hiệu quả kinh tế cao, thời gian ép ngắn không đủ thời gian cho màng keo đóng rắn dẫn đến chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu Nhưng thời gian ép quá dài thì sự đóng rắn của keo là quá mức, màng keo trở nên giòn, làm cho cường độ của sản phẩm giảm xuống

Đối với ván lõi:

Đối với ghép ngang thì  1,  2,  4,  5 phụ thuộc vào công nghệ sản

xuất ván vì vậy cần quan tâm tới  3 là thời gian đóng rắn keo làm cho ván hình thành Do đây là ép nguội nên  3 = 10 phút

Dựa vào đặc điểm loại hình sản phẩm, loại hình nguyên liệu, loại keo và

độ ẩm vật dán chúng tôi lựa chọn các thông số chế độ ép như sau:

2.1.3 Yếu tố về giải pháp tạo ván

a Tạo nên sự đối xứng

Trong sản xuất ván sàn người ta tạo nên sự đối xứng cho ván bằng cách thay đổi tỷ lệ kết cấu của ván

Kết cấu sản phẩm có ảnh hưởng và ảnh hưởng rất lớn đến độ cong vênh của ván, vì kết cấu sản phẩm phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dày ván lớp mặt

và ván lớp lõi, nếu trong cùng một chiều dày sản phẩm, tỷ lệ chiều dày ván lớp mặt càng lớn thì sản phẩm càng vững chắc, kết cấu sản phẩm càng cao, độ cong vênh giảm

Kết cấu sản phẩm gồm hai loại kết cấu cơ bản: Kết cấu đối xứng và kết cấu không đối xứng Kết cấu đối xứng là loại kết cấu mà lớp mặt trên và lớp mặt dưới của sản phẩm có cùng số lượng, cùng kích thước, cùng loại nguyên liệu Khi đó ứng suất kéo và nén của các lớp mặt sẽ bị triệt tiêu nhau tạo nên

sự cân bằng về lực cho sản phẩm, hạn chế sự cong vênh Ngược lại, kết cấu không đối xứng có lớp mặt trên và lớp mặt dưới hoặc không cùng số lượng,

- Chủng loại nguyên liệu khác nhau nên sự co rút, giãn nở khác nhau làm cho ván dễ bị cong vênh

b Giảm hoặc triệt tiêu ứng suất của ván

Để giảm bớt độ cong vênh của ván thì chúng ta phải triệt tiêu nội lực trong ván bằng cách làm nhỏ vật liệu tạo ván, giải phóng nội lực trong ván

Để triệt tiêu được nội ứng suất thì chúng ta sử dụng phương pháp xẻ rãnh và tạo mộng ghép cho ván lõi

Trong khi tiến hành ghép các thanh lõi bởi các thanh ván nhỏ đã tạo mộng thì cách sắp xếp các thanh ghép thành phần cũng ảnh hưởng lớn đến sự cong vênh của ván Khi tạo thành ván từ các thanh gỗ xẻ tiếp tuyến mà các vòng năm của chúng sắp xếp cùng hướng thì sẽ tạo ra ván có độ nhẵn nhưng rất rễ cong vênh Người ta có thế hạn chế khuyết điểm này bằng cách xếp các thanh ghép đối xứng vòng năm

22

Thanh ván lõi được ghép bởi các thanh nhỏ được tạo mộng ghép như hinh vẽ Ưu điểm của phương án nay là hạn chế tối đa độ cong vênh của ván

và vẫn giữ được độ bền cơ học cho ván

Tuy nhiên nhược điểm của phương án tạo mộng là quy trình công nghệ phức tạp hơn, tốn nhiều nguyên liệu hơn

Hình 2.2 Tạo mộng ghép cho ván lõi

* Phương pháp xẻ rãnh

Với phương pháp xẻ rãnh tức là với mỗi thanh ván lõi sẽ được xẻ 3 rãnh Chiều sâu rãnh xẻ bằng 1/3 chiều dày ván lõi,chiều rông mỗi rãnh là 3mm Phương pháp này chiều rộng của ván được thu nhỏ nên cong vênh theo chiều rộng ván sẽ được hạn chế Nhưng độ bền cơ học của ván giảm tức là độ võng do uốn tăng Sản phẩm tạo ra không có được nhưng thông số cơ học tốt nhất

Hình 2.3 Xẻ rãnh cho ván lõi

* Phương pháp sử dụng giấy cân bằng lực

23

Phương pháp sử dụng giấy cân bằng lực cho mặt dưới của ván thì chủ yếu hạn chế sự hút ẩm của ván Vì chỉ sử dụng cân bằng lực một mặt nên sự trao đổi ẩm theo 2 mặt của ván sẽ không đều nhau Vì thế ván vẫn bị cong vênh Mặt khác giá thành giấy cân bằng lực đắt hơn ván mỏng nên trong thực

tế nếu sản xuất bằng phương pháp này thì giá thành sản phẩm sẽ cao lên

C©n b»ng lùc V¸n máng

Hình 2.4 Sử dụng giấy cân bằng lực

2.3 Các ảnh hưởng khác tới chất lượng của sản phẩm

Khi đánh giá sự ảnh hưởng của các phương pháp tạo ván và để đưa ra một phương pháp hợp lý thì ngoài ảnh hưởng tới cong vênh của ván thì các tính chất khác của ván cũng phải thoã mãn các chỉ tiêu.chất lượng sản phẩm

Vì thế trong đề tài tôi tiến hành kiểm tra một số tính chất khác của ván như: Khối lượng thể tích, độ ẩm, độ võng do uốn và bong tách màng keo

2.3.1 Ảnh hưởng đến khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố:

γ = f(chủng loại nguyên liệu, độ tuổi, áp suất ép) Bởi vì theo công thức xác định khối lượng thể tích:

24

Như vậy  chỉ phụ thuộc vào m và V, mà hai giá trị này phụ thuộc chủ yếu những yếu tố kể trên Loại nguyên liệu khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau, khai thác độ tuổi thành thục khác với thời kỳ cây đang phát triển

vì độ tuổi thành thục cấu trúc gỗ ổn định hay khối lượng thể tích là lớn nhất,

áp suất ép tăng thì khối lượng thể tích cũng tăng và ngược lại

Do đó khẳng định với phương pháp tạo ván của đề tài thì không ảnh hưởng đến khối lượng thể tích

2.3.2 Ảnh hưởng đến độ ẩm

Độ ẩm sản phẩm chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo của nguyên liệu tạo ván hay chính là khả năng hút nhả ẩm của nguyên liệu, đồng thời độ ẩm phụ thuộc vào độ ẩm môi trường Ngoài ra độ ẩm sản phẩm còn phụ thuộc vào nhiệt độ ép, nhiệt độ ép cao thì độ ẩm sản phẩm thấp và ngược lại

Vì theo công thức tính độ ẩm ta có

MC = 100 ,%

0

0 1

m

m

(2.2) Trong đó : MC - độ ẩm mẫu thử, %;

m1 - khối lượng mẫu trước khi sấy, g;

m0 - khối lượng mẫu sau khi sấy, g

Do vậy cũng khẳng định rằng các phương pháp tạo ván không ảnh hưởng đến độ ẩm ván

2.3.3 Ảnh hưởng đến độ võng do uốn

Độ võng do uốn là một hàm phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, được xác định theo biểu thức sau:

f wt

p l

3

4