NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHỦ MẶT VÁN SỢI (MDF GIA LAI) BẰNG VÁN LẠNG GỖ TỰ NHIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHỦ MẶT VÁN SỢI (MDF GIA LAI) BẰNG VÁN LẠNG GỖ TỰ NHIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH o0o NGUYỄN HOÀNG VĂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHỦ MẶT VÁN SỢI (MDF GIA LAI) BẰNG VÁN LẠNG GỖ TỰ NHIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 102009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH o0o NGUYỄN HOÀNG VĂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHỦ MẶT VÁN SỢI (MDF GIA LAI) BẰNG VÁN LẠNG GỖ TỰ NHIÊN Chuyên ngành : Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy Mã số : 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Hướng dẫn khoa học: TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 102009 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHỦ MẶT VÁN SỢI (MDF GIA LAI) BẰNG VÁN LẠNG GỖ TỰ NHIÊN NGUYỄN HOÀNG VĂN Hội đồng chấm luận văn: 1. Chủ tịch: PGS.TS. ĐẶNG ĐÌNH BÔI Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh 2. Thư ký: TS. PHẠM NGỌC NAM Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh 3. Phản biện 1: PGS.TS. H Ồ XUÂN CÁC Hội khoa học lâm nghiệp 4. Phản biện 2: TS. HOÀNG XUÂN NIÊN Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh 5. Ủy viên: TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH HIỆU TRƯỞNG LÝ LỊCH CÁC NHÂN Tôi tên: Nguyễn Hoàng Văn, sinh ngày 18 tháng 01 năm 1981, tại xã An Phú, Tỉnh Gia Lai. Thường trú tại: Quận 12, Tp Hồ Chí Minh. Tốt nghiệp tú tài năm 1999 tại Trường phổ thông trung học Pleiku, Tp Pleiku, Tỉnh Gia Lai. Tốt nghiệp ngành Chế biến Lâm sản hệ chính quy năm 2004 tại Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh. Sau đó làm việc tại: Công ty cổ phần Nam Việt từ năm 2004 đến năm 2006 Công ty cổ phần Phát Triển Sài Gòn từ năm 2008 đến nay Tháng 8 năm 2006 theo học Cao Học ngành Chế biến Lâm sản tại Trường Đại học Nông Lâm, Tp Hồ Chí Minh Tình trạng gia đình: độc thân Địa chỉ liên lạc: 477D2 tổ 47, khu phố 4, đường Nguyễn Ảnh Thủ, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 0985141465 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Hoàng Văn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành công trình nghiên cứu này tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của:  Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh  Phòng Đào tạo sau Đại Học, Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh  Ban Chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh  Tiến sĩ. Hoàng Thị Thanh Hương đã tận tình hướng dẫn và có những đóng góp quý báu cho luận án Tác giả xin trân thành cảm ơn những nhận xét và góp ý của PGS. TS. Đặng Đình Bôi, TS. Phạm Ngọc Nam và quý thầy cô trong ngành Chế biến Lâm sản để luận án được hoàn thiện hơn. Tác giả cũng xin cảm ơn sự ủng hộ nhiệt tình của các bạn đồng nghiệp và sự giúp đở nhiệt tình của Trung tâm công nghệ Chế biến Lâm sản – Giấy, Bột giấy. Tp HCM, ngày tháng năm 2010 Tác giả Nguyễn Hoàng Văn TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu xác định một số thông số công nghệ phủ mặt ván sợi (MDF Gia Lai) bằng ván lạng gỗ tự nhiên” được thực hiện tại phòng thí nghiệm Chế biến Lâm sản Khoa Lâm Nghiệp trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 2 đến tháng 10 năm 2009. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên và đạt được những kết quả nghiên cứu như sau: 1. Xác định được các thông số công nghệ (áp suất ép (P), độ nhớt của dung dịch keo và chiều dày ván lạng gỗ) ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt ván thông qua phân tích các yếu tố ảnh hưởng của ván nền, keo dán, thông số kỹ thuật dán và ván lạng. 2. Thực nghiệm cho thấy áp suất ép, độ nhớt dung dịch keo và chiều dày ván lạng có ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt ván với giới hạn bền kéo vuông góc bề mặt ván, giới hạn bền uốn và tỷ lệ thấm keo trên bề mặt. Mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ với chất lượng bề mặt ván được thể hiện qua các phương trình hồi qui sau: Với ván lạng gỗ Tràm bông vàng Giới hạn bền kéo vuông góc bề mặt ván Y1 = 4,387 + 0,174 x1 + 0,157x2 + 0,546x3 – 0,287x1x2 + 0,163x1x3 + 0,152x1 2 + 0,117x3 2 σkvg = 5,46 – 11,327S + 0,637P – 0,047η – 1,15SP + 0,065Sη + 15,19S2 + 1,865 η2 Đối với giới hạn bền uốn tĩnh Y2 = 327,687 + 4,996x1 + 2,978x2 + 6,334x3 – 2,088x1x2 + 2,937x1x3 1,887x2x3 + 4,747x1 2 – 1,652x2 2 σut = 377,029 – 479,62S + 12,35P – 0,107 η – 8,35SP + 1,175S η – 0,03P η + 474,706S2 – 0,26P2 Đối với tỷ lệ thấm keo Y3 = 3,184 0,768x1 – 1,297x2 – 0,722x3 + 0,673x1x2 + 0,808x1 2 + 1,059x2 2 + 0,546x3 2 Ytltk = 62,378 – 108,699S 4,408P – 0,203 η + 2,69SP + 80,824S2 + 0,169P2 + 8,73 η2  Với ván lạng gỗ Xoan ta Đối với giới hạn bền kéo Y1x = 4,178 + 0,103x1 + 0,191x2 + 0,446x3 – 0,251x1x2 + 0,151x1x3 + 0,193x1 2 + 0,154x3 2 σkvgx = 7,83 – 16,737S + 0,579P – 0,06 η – 1,005SP + 0,061S η + 19,257S2 + 2,458 η2 Đối với giới hạn bền uốn tĩnh Y2x = 314,672 + 4,578x1 + 2,442x2 + 6,474x3 – 1,612x1x2 + 2,413x1x3 – 2,487x2x3 + 4,689x1 2 – 1,463x2 2 σutx = 356,83 – 471,256S +11,692P +0,074 η – 6,45SP + 0,965S η 0,039P η + 468,914S2 – 0,234P2 Đối với tỷ lệ thấm keo Y3x = 4,040 0,925x1 – 1,586x2 – 0,869x3 + 0,781x1x2 + 0,978x1 2 + 1,293x2 2 + 0,649x3 2 Ytltk = 75,089 – 130,486S – 5,299P – 0,243 η + 3,125SP + 97,79S2 + 0,206P2 + 0,001 η2 Bài toán tối ưu được thiết lập trên cơ sở của hai hàm độ bền kéo vuông góc và tỷ lệ thấm keo trong điều kiện ràng buộc của các yếu tố đầu vào và thông số đầu ra độ bền uốn tĩnh, Thiết lập hai hàm này , kết quả tối ưu đạt được đối với ván lạng gỗ Tràm bông vàng khi (315,8 < yut< 370,57) và α = 0,5 như sau: σut = 336,22kGcm2, σk = 5,135 kGcm2 và Υtltk = 2,54% khi chiều dày ván lạng là S = 0,5 mm, áp suất ép P = 8,8 kGcm2 và độ nhớt dung dịch keo là η = 123 giây. Với ván lạng gỗ Xoan ta khi (303, 2 < yut< 356, 74 kGcm2) khi α = 0, 5 như sau: σutx = 322,78kGcm2, σkvgx = 4,89 kGcm2 và Υtltkx = 3,26% khi chiều dày ván lạng là S = 0,5 mm, áp suất ép P = 8,9 kGcm2 và độ nhớt dung dịch keo là η = 124 giây. 3. Từ những thông số tối ưu tìm được, tiến hành xây dựng qui trình công nghệ dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Tràm bông vàng và gỗ Xoan ta với các công đoạn như sau: chuẩn bị nguyên vât liệu, tráng keo, xếp phôi, ép nhiệt, tái chế bề mặt và chuyển sang công đoạn kế tiếp trong qui trình sản xuất. SUMMARY The thesis “Reseasrch some parameters at technologies cover the surface of fiber boards (MDF GiaLai) by veneer of natural wood” was done at wood process laboratory of Agriculture and Forestry University from February to October 2009. The experiments were desgned in complete random with the following result: 1. To determine input factor: pressure (P), the viscosity of glue and thickness of veneer affect the quality of board surface includes: board, glue, specifications and veneer. 2. Experiments showed that pressure, viscosity and thickness of veneer affect quality of surface with perpendicular enduring training on surface and bending trength and seepage glue rate on the surface. The relative was showed between the elements of technology with quality surface that was displayed by the regression equation as follows:  For veneer of Acasia wood Perpendicular endurance on surface Y1 = 4,387 + 0,174 x1 + 0,157x2 + 0,546x3 – 0,287x1x2 + 0,163x1x3 + 0,152x1 2 + 0,117x3 2 σP = 5,46 – 11,327S + 0,637P – 0,047η – 1,15SP + 0,065Sη + 15,19S2 + 1,865 η2 Bending strength static Y2 = 327,687 + 4,996x1 + 2,978x2 + 6,334x3 – 2,088x1x2 + 2,937x1x3 1,887x2x3 + 4,747x1 2 – 1,652x2 2 σbending = 377,029 – 479,62S + 12,35P – 0,107 η – 8,35SP + 1,175S η – 0,03P η + 474,706S2 – 0,26P2 Glue seepage rate Y3 = 3,184 0,768x1 – 1,297x2 – 0,722x3 + 0,673x1x2 + 0,808x1 2 + 1,059x2 2 + 0,546x3 2 YGSR = 62,378 – 108,699S 4,408P – 0,203 η + 2,69SP + 80,824S2 + 0,169P2 + 8,73 η2  For veneer of Azadirafitta – India wood Perpendicular endurance on surface Y1x = 4,178 + 0,103x1 + 0,191x2 + 0,446x3 – 0,251x1x2 + 0,151x1x3 + 0,193x1 2 + 0,154x3 2 σpai = 7,83 – 16,737S + 0,579P – 0,06 η – 1,005SP + 0,061S η + 19,257S2 + 2,458 η2 Bending strength static Y2x = 314,672 + 4,578x1 + 2,442x2 + 6,474x3 – 1,612x1x2 + 2,413x1x3 – 2,487x2x3 + 4,689x1 2 – 1,463x2 2 σbendingai = 356,83 – 471,256S +11,692P +0,074 η – 6,45SP + 0,965S η 0,039P η + 468,914S2 – 0,234P2 Glue seepage rate Y3x = 4,040 0,925x1 – 1,586x2 – 0,869x3 + 0,781x1x2 + 0,978x1 2 + 1,293x2 2 + 0,649x3 2 YGSRai = 75,089 – 130,486S – 5,299P – 0,243 η + 3,125SP + 97,79S2 +0,206P2 +0,001 η2 The optimal problem was established based on the two regression in the constraints of the experimental range and Bending strength static we solved this optimal problem and the results was dislayed for veneer of Acasia wood when (315,8 < ybending< 370,57 kGcm2) and α = 0,5 as follow: σbending = 336,22 kGcm2, σP = 5,135 kGcm2 và ΥGSR = 2,54% when the thickness of veneer is S = 0,5 mm, the pressure is P = 8,81 kGcm2 and solution viscosity glue is η = 123 seconds. For veneer of Azadirafitta – India wood when (303,2 < yut< 356,74 kGcm2) and α = 0,5 as follow: σbending = 322,78 kGcm2, σP = 4,89 kGcm2 và ΥGSR = 3,26% when the thickness of veneer is S = 0,5 mm, the pressure is P = 8,85 kGcm2 and solution viscosity glue is η = 124 seconds. 3. From the optimal parameters are found, we set up technology process in board covered pasting by Acasia wood and Azadirafitta – India wood with the following stages: preparation of materials, coating of glue, arrangment of embryos, pressing by heat, recycling surface and transfer to the next stages in the manufacturing process. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu ý nghĩa Thứ nguyên ANOVA Phân tích phương sai b Chiều rộng mẫu thí nghiệm cm Fb Giá trị F tra bảng theo tiêu chuẩn Fisher Ft Giá trị F tính theo tiêu chuẩn Fisher k Số lần lặp lại mỗi thí nghiệm s Chiều dày mẫu thí nghiệm cm l Chiều dài mẫu thí nghiệm cm L Khoảng cách hai gối đỡ cm N Số thí nghiệm n0 Số thí nghiệp lặp lại ở tâm n Số lượng mẫu thí nghiệm P Áp suất ép kGcm2 Pmax Lực phá huỷ mẫu kG R Hệ số tương quan R2 Hệ số tương quan bình phương điều chỉnh U – F Urea Formaldehyde S Chiều dày ván lạng mm η Độ nhớt của dung dịch keo giây σut Độ bền uốn tĩnh kGcm2 σkvg Độ bền kéo vuông góc bề mặt ván kGcm2 Υtltk Tỷ lệ thấm keo bề mặt % MỤC LỤC Trang chuẩn y.........................................................................................................i Lý lịch cá nhân ..................................................................................................... ii Lời cam đoan....................................................................................................... iii Lời cảm ơn ...........................................................................................................iv Tóm tắt..................................................................................................................v Danh sách các chữ tắt ...........................................................................................ix Mục lục .................................................................................................................x Danh sách các bảng ........................................................................................... xiii Danh sách các hình.............................................................................................xiv Chương 1 MỞ ĐẦU.............................................................................................16 1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................16 1.2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................17 1.3. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................17 1.4. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................17 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.........................................................................18 Chương 2 TỔNG QUAN.....................................................................................19 2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ..............................19 2.1.1. Các nghiên cứu ở ngoài nước.......................................................................19 2.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam .........................................................................21 2.1.3. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu ......................................................21 2.2. Tổng quan về công nghệ dán ván nhân tạo bằng ván lạng ...............................22 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ và chất lượng dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ............................................................................................................28 2.3.1. Những yếu tố ảnh hưởng của ván nền ..........................................................28 2.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng của keo.................................................................29 2.3.3. Những yếu tố ảnh hưởng từ thông số kỹ thuật dán .......................................31 2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng của ván lạng .........................................................32 2.4. Đặc điểm và tiêu chuẩn kỹ thuật của ván sợi (MDF Gialai) ............................33 2.4.1. Đặc điểm của ván sợi ...................................................................................33 2.4.2. Yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật .........................................................................33 2.5. Đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ lý và hóa học của Tràm bông vàng..................34 2.5.1. Giới thiệu về cây Tràm bông vàng ...............................................................34 2.5.2. Đặc điểm cấu tạo của gỗ Tràm bông vàng....................................................35 2.5.3. Tính chất cơ, lý và hóa học của gỗ ...............................................................36 2.6. Đặc điểm, cấu tạo và tính chất cơ lý gỗ Xoan ta..............................................37 2.6.1. Giới thiệu về cây gỗ Xoan ta........................................................................37 2.6.2. Đặc điểm cấu tạo gỗ Xoan ta .......................................................................37 2.6.3. Tính chất cơ, lý của gỗ Xoan ta....................................................................38 2.7. Đặc điểm và đặc tính của keo U – F................................................................39 2.7.1. Đặc điểm của keo U – F...............................................................................39 2.7.2. Đặc tính liên kết của keo U – F ....................................................................39 2.8. Sự hình thành liên kết giữa ván nền – keo – ván lạng......................................40 Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................42 3.1. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................42 3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................42 3.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...............................................................42 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .........................................................42 3.2.2.1 Phương tiện thực nghiệm ...........................................................................42 3.2.2.2. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm .......................................................43 3.2.2.3. Phương pháp xác định các thông số nghiên cứu ........................................52 3.2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ....................................................54 3.2.2.5. Bài toán tối ưu hóa....................................................................................56 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................59 4.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Tràm bông vàng..............................................................................................................59 4.1.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra giới hạn độ bền kéo vuông góc bề mặt ván sau khi dán Y1 ....................................................................59 4.1.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra giới hạn độ bền uốn tĩnh ván sợi sau khi dán Y2 ............................................................................................. 63 4.1.3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra là tỷ lệ thấm keo trên bề mặt ván sau khi dán Y3 ..........................................................................................67 4.1.4 Xác định các thông số tối ưu.........................................................................71 4.1.4.1 Xác định các thông số tối ưu hàm một mục tiêu.........................................71 4.1.4.2 Xác định các thông số tối ưu hàm đa mục tiêu ...........................................73 4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Xoan ta ..............................................................................................................................74 4.2.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra giới hạn độ bền kéo vuông góc bề mặt ván sau khi dán Y1x ...................................................................74 4.2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra giới hạn độ bền uốn tĩnh ván sợi sau khi dán Y2x ..........................................................................................77 4.2.3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra là tỷ lệ thấm keo trên bề mặt ván sau khi dán Y3x.........................................................................................82 4.2.4 Xác định thông số tối ưu ...............................................................................86 4.2.4.1 Xác định các thông số tối ưu hàm một mục tiêu.........................................86 4.1.4.2 Xác định các thông số tối ưu hàm đa mục tiêu ...........................................88 4.3 Đề xuất sơ đồ quy trình công nghệ dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Tràm bông vàng và Xoan ta ............................................................................................89 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................91 5.1. Kết luận ..........................................................................................................91 5.2. Kiến nghị........................................................................................................94 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................95 PHỤ LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG BảNG 2.1 ĐIềU KIệN CÔNG NGHệ DÁN ÉP VÁN LạNG BằNG KEO U – F BÌNH THƯờNG VÀ KEO ĐÓNG RắN NHANH.................................................................................27 BảNG 2.2 TÍNH CHấT CƠ, LÝ CủA VÁN SợI ............................................................34 BảNG 2.3 TÍNH CHấT CƠ HọC, VậT LÝ VÀ HÓA HọC CủA Gỗ TRÀM BÔNG VÀNG ......36 BảNG 2.4 TÍNH CHấT CƠ HọC VÀ VậT LÝ CủA Gỗ XOAN TA....................................38 BảNG 2.5 TIÊU CHUẩN Kỹ THUậT KEO .................................................................24 BảNG 3.1 MứC VÀ KHOảNG BIếN THIÊN CủA CÁC YếU Tố NGHIÊN CứU THEO PHƯƠNG ÁN BậC NHấT .......................................................................................................49 BảNG 3.2 MứC VÀ KHOảNG BIếN THIÊN CủA CÁC YếU Tố NGHIÊN CứU THEO PHƯƠNG ÁN BậC HAI BấC BIếN QUAY..................................................................................51 BảNG 4.1 MA TRậN THI NGHIệM VA KếT QUả THI NGHIệM .....................................59 BảNG 4.3 MA TRậN THÍ NGHIệM VÀ KếT QUả THÍ NGHIệM Tỷ Lệ THấM KEO.............68 BảNG 4.4. MA TRậN THÍ NGHIệM VÀ KếT QUả THÍ NGHIệM ....................................74 BảNG 4.6 MA TRậN THÍ NGHIệM VÀ KếT QUả THÍ NGHIệM Tỷ Lệ THấM KEO.............83 BảNG 5.1 KếT QUả NGHIÊN CứU CÔNG NGHệ DÁN MặT VÁN SợI BằNG VÁN LạNG Gỗ TRÀM BÔNG VÀNG .............................................................................................83 BảNG 5.2 KếT QUả NGHIÊN CứU CÔNG NGHệ DÁN MặT VÁN SợI BằNG VÁN LạNG Gỗ XOAN TA ............................................................................................................77 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Ảnh hưởng của áp suất đến độ bền dán dính...........................................25 Hình 2.2 Quan hệ giữa thời gian ép và áp suất ép..................................................26 Hình 2.3 Sơ đồ liên kết hóa học của gỗ với nhựa ure formaldehyde ......................41 Hình 3.1 Mô hình nghiên cứu công nghệ dán mặt ván sợi .....................................48 Hình 3.2 Biểu đồ dán mặt ván sợi .........................................................................50 Hình 3.3 Sơ đồ lấy mẫu thí nghiệm trên tấm ván sợi dán mặt................................52 Hình 3.4 Sơ đồ mẫu thử độ bền kéo vuông góc mặt ván sợi phủ mặt ván lạng ......53 Hình 3.5 Sơ đồ mẫu thử độ bền uốn tĩnh ván sợi phủ mặt ván lạng .......................54 Hình 3.6 Phương pháp xác định tỷ lệ thấm keo trên bề mặt ván ............................54 Hình 4.1 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết.................................62 Hình 4.2 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y1 dạng mã hoá ..............................................................................................................................62 Hình 4.3 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết.................................67 Hình 4.4 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y2 dạng mã hoá ..............................................................................................................................67 Hình 4.5 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết.................................70 Hình 4.6 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y3 dạng mã hoá. ..............................................................................................................................70 Hình 4.7 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết.................................76 Hình 4.8 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y3 dạng mã hoá ..............................................................................................................................77 Hình 4.9 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết.................................81 Hình 4.10 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y2x dạng mã hoá ..............................................................................................................................81 Hình 4.11 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với lý thuyết ...............................85 Hình 4.12 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy y3 dạng mã hoá ..............................................................................................................................85 Hình 4.13 Sơ đồ công nghệ dán mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ tự nhiên......................89 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay gỗ và sản phẩm từ gỗ ngày càng được người tiêu dùng ưa chuộng, gia tăng về số lượng và chất lượng. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng, vấn đề chuyển hướng mục tiêu sử dụng gỗ rừng tự nhiên sang gỗ rừng trồng mọc nhanh và các loại vật liệu tổng hợp khác đang được nhiều nhà nghiên cứu, sản xuất kinh doanh gỗ quan tâm. Lợi dụng triệt để tài nguyên rừng hiện có là một trong những hướng quan trọng để giải quyết mâu thuẫn cung cầu về gỗ. Phát triển sản xuất ván nhân tạo như ván dăm, ván sợi và ván dán…v.v. là vấn đề quan trọng của việc tiết kiệm gỗ. Cùng với việc đẩy mạnh sản xuất ván nhân tạo, người ta cũng không ngừng đưa ra những yêu cầu mới đối với tính chất của ván nhân tạo. Để mở rộng phạm vi sử dụng của ván nhân tạo, làm cơ sở có thể thay thế gỗ tự nhiên có hiệu quả phải căn cứ vào mục đích sử dụng của sản phẩm, nâng cao một bước tính chất cơ, lý, tính chất ổn định hóa học, tính năng sử dụng, chất lượng bề mặt và hiệu quả trang sức của ván nhân tạo. Vì thế ngoài việc tiếp tục nghiên cứu cải tiến công nghệ và thiết bị sản xuất ván nhân tạo còn cần phải tiến hành gia công lần thứ hai ván nhân tạo và sản phẩm chế tạo từ ván nhân tạo. Nội dung gia công lần hai tương đối rộng, nhưng từ thực tiễn trong và ngoài nước cho thấy chủ yếu của gia công lần hai là xử lý trang sức bề mặt ván nhân tạo. Công nghệ sản xuất ván nhân tạo luôn luôn đổi mới, luôn xuất hiện các loại keo mới, những chất liệu, vật liệu phủ mặt mới nhằm nâng cao giá trị của sản phẩm, đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu. Các phương pháp phủ mặt ván nhân tạo rất đa dạng phong phú, nhiều loại hình nhiều chủng loại vật liệu khác nhau như dán phủ bằng ván lạng gỗ, giấy tẩm keo, tấm melamine cốt giấy, ván lạng tổng hợp, phủ màng sơn mỏng, in vân, phun trang sức…Nhưng các công trình nghiên cứu có hệ thống và cụ thể về nghiên cứu công nghệ trang sức bề mặt ván sợi còn nhiều vấn đề cần được giải quyết. Chính vì những lý do trên mà tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định một số thông số công nghệ phủ mặt ván sợi (MDF Gia Lai) bằng ván lạng gỗ tự nhiên”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xác định các giá trị tối ưu như độ nhớt dung dịch keo (η), chiều dày ván lạng (S) và áp suất ép (P) trong dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Tràm bông vàng và gỗ Xoan ta ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt ván sau khi dán, qua đó đề xuất qui trình công nghệ dán phủ mặt ván sợi với hai loại ván lạng gỗ Tràm bông vàng và gỗ Xoan ta. 1.3. Đối tượng nghiên cứu Hiện nay có nhiều loại ván lạng với các chủng loại gỗ và chất lượng khác nhau, trong đề tài này chúng tôi chọn ván lạng từ gỗ Tràm bông vàng (Acacia auriculiformis A. Cunn et Bench), gỗ Xoan ta (Azadirafita – Indica) được lạng từ Công ty kỹ nghệ Long việt và loại ván nền là ván MDF (Medium Density Fiberboard) Gia Lai được sản xuất tại nhà máy MDF Gia Lai. 1.4. Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài chúng tôi nghiên cứu 2 loại gỗ chủ yếu để dán mặt ván sợi hiện nay đang được sử dụng rộng rãi. Mỗi loại gỗ chúng tôi xây dựng một chế độ công nghệ dán mặt thích hợp. Khi nghiên cứu xây dựng các thông số công nghệ cho loại gỗ để dán mặt ván sợi có nhiều yếu tố tác động đến quá trình dán mặt. Tuy nhiên do thời gian và điều kiện có hạn nên chúng tôi chỉ chọn những yếu tố có ảnh hưởng nhiều đến quá trình nghiên cứu và cố định những yếu tố ít ảnh hưởng tới quá trình dán mặt ván sợi. Các yếu tố biến đổi : áp suất ép, độ nhớt keo dán và chiều dày của ván lạng Các yếu tố cố định : loại gỗ tạo ván (gỗ Tràm bông vàng và gỗ Xoan ta), thời gian ép, loại keo, lượng keo tráng, chất độn trong keo, tốc độ đóng rắn của dung dịch keo, phần trăm lượng đóng rắn, độ ẩm của ván nền, độ nhẵn bề mặt ván nền và sai số chiều dày ván nền. 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố như nhiệt độ, áp suất ép, chiều dày ván lạng và độ nhớt của keo ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt ván thể hiện qua các chỉ tiêu công nghệ độ bền uốn, độ bám dính bề mặt và tỷ lệ thấm keo. Với nghiên cứu này các tổ chức hay doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp chế biến gỗ có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo và ứng dụng vào thực tiễn dán mặt ván sợi và các sản phẩm cùng loại. Chương 2 TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài 2.1.1. Các nghiên cứu ở ngoài nước Nghiên cứu về lĩnh vực phủ mặt ván nhân tạo được bắt đầu những thập niên 60, hiện nay phương pháp phủ mặt đã và đang được ứng dụng rộng rãi, đã có nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu về lĩnh vực này và tương đối đầy đủ. Borne (1962), đã đưa ra các yêu cầu khi lợp mặt ván dăm như: Ván nền phải có độ nhẵn tốt và chiều dày đồng đều. Ván mỏng phải cắt đúng kích thước, độ nhẵn bề mặt cao, không khuyết tật, mỏng đều, có xử lý bề mặt và độ ẩm phù hợp…phải sử dụng keo với chủng loại, định mức và chất đóng rắn phù hợp (Bome, 1962) Mikhailov (1965), bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhiều yếu tố đã tính được với keo Cacbonic nồng độ 60% thì chi phí cho 1 m2 khi phủ mặt ván dăm bằng ván lạng là 95 – 105 gm2 (Sevando, 1977) Sevando (1977), cho rằng độ bền ván dán cũng quyết định bởi chiều dày lớp keo, chiều dày trung bình của lớp keo được tính như sau: htb = hmin + Hmax2 Trong đó: Hmax là độ nhấp nhô (độ nhẵn) là bề mặt cực đại của ván nền và ván lạng phủ mặt; hmin là chiều dày lớp keo tối thiểu nó phụ thuộc vào lượng keo tráng và áp lực ép (Sevando, 1977). Svarchman (1973), cho rằng khi lợp mặt ván dăm bằng ván lạng sẽ làm tăng sức bền uốn tĩnh của ván và sẽ tăng tỷ lệ với chiều dày ván mỏng phủ mặt Muzin và cộng tác viên (1979) đã tiến hành hàng loạt các thí nghiệm nhằm áp dụng sản xuất ván lạng làm từ gỗ Dẻ mỏng 0.4 mm và phủ mặt ván dăm. Do điều kiện máy móc và kỹ thuật lúc bấy giờ nên ván mỏng này còn nhiều khuyết tật do đó có nhiều nguy cơ thấm keo lên bề mặt khi phủ mặt ván dăm. Cho nên khi sản xuất ván lạng mỏng 0.4 mm cần có những công nghệ ép với chế độ được theo dõi kỹ (Kirilov; Glotov, 1985). Theo Kirilov và Glotov (1985), khi giảm chiều dày ván phủ mặt thì nguy cơ tràn keo lên bề mặt tăng, vì vậy nên hạn chế sử dụng ván quá mỏng, tuy nhiên để hạn chế làm tràn keo thì phải nghiên cứu cơ chế làm tràn keo lên mặt ván phủ. Đại học Lâm Nghiệp Varonhet đã nghiên cứu sử dụng ván phủ mặt với chiều dày 0.4 mm phủ mặt ván dăm khối lượng riêng 700kgm3 và ép trong máy ép 1 tầng, nhiệt độ ép 1250C giữ trong 1 phút. Ván lạng là loại ván từ gỗ Dẻ, độ nhớt keo 80250 giây (BZ.4), khối lượng keo tráng dao động từ 80250 gm2, áp lực 0,1 đến 1,5 Mpa. Nghiên cứu này nhằm tìm chế độ công nghệ để lượng keo tràn lên bề mặt là ít nhất, kết quả nghiên cứu chứng tỏ rằng để hạn chế lượng keo tràn thì nên sử dụng ván mỏng có gia cố bề mặt bằng biện pháp cán, giữ cho ván lạng không nên vượt quá độ ẩm 10%. Kết hợp các điều kiện khác về keo và áp lực có thể đảm bảo hạn chế lượng keo tráng đủ để không ảnh hưởng đến sản phẩm (Kirilov; Glotov, 1985). Theo Chubov và Chubinski (1986), khi phủ mặt ván dăm thì khuyết tật hay gặp là bong lớp ván phủ mặt cục bộ. Khuyết tật này xuất hiện trong quá trình giảm áp suất ép, làm một phần hơi nước bị thất thoát ra quá nhanh. Có thể để hạn chế khuyết tật này người ta làm giảm nhiệt độ bàn ép, tuy nhiên nếu dùng chất đóng rắn là NH4Cl với keo Cacbonic thì giảm nhiệt độ sẽ dẫn tới làm giảm năng suất thiết bị ép (Chubov; Chubinski et al, 1986). Đặng Đình Bôi (1989), đã nghiên cứu cơ chế đóng rắn của keo trong gỗ theo thời gian, áp lực và nhiệt độ (có sử dụng chất đóng rắn) để đưa ra quy luật đóng rắn và giải thích quy luật cũng như áp dụng nó vào thực tế phủ mặt ván dăm bằng ván lạng cực mỏng. Tác giả sử dụng ván mỏng có chiều dày 0,3 mm trở lên để phủ mặt ván dăm (Loại gỗ Dầu) với lượng keo tráng và lượng chất đóng rắn phù hợp (Đặng Đình Bôi, 1989). 2.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam Trong những năm gần đây trên thực tế sản xuất một số nhà máy chế biến gỗ đã áp dụng phương pháp dán mặt ván lạng gỗ tự nhiên lên bề mặt ván nhân tạo, tuy nhiên việc nghiên cứu hoàn thiện qui trình công nghệ, lựa chọn các thông số công nghệ hợp lý nhằm giảm tỷ lệ khuyết tật và tiết kiệm gỗ tự nhiên chưa được đầu tư nghiên cứu nhiều. Một số công trình nghiên cứu có liên quan điển hình như: Phạm Văn Chương (2002) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian dán lớp mặt đến chất lượng sản phẩm ván ghép thanh. Tác giả đã kết luận, với ván mỏng gỗ Trám trắng phủ lên ván ghép thanh từ keo tai tượng thì chế độ ép hợp lý là nhiệt độ (120 – 125) 0C và thời gian ép 2,8 – 3,2 phút tương đương 0,84 – 0,96 phútmm chiều dày ván mặt (Phạm Văn Chương, 2000). Hoàng Thị Thanh Hương (2002) đã nghiên cứu công nghệ dán mặt ván dăm tre gỗ kết hợp và ván ghép thanh tre bằng ván mỏng từ gỗ cao su. Tác giả đã kết luận chế độ ép hợp lý là nhiệt độ 105 0C, Áp suất ép 6,5 kGcm2 lượng keo tráng 160 gm2 với η = 55giây (Hoàng Thị Thanh Hương, 2002). 2.1.3. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu Trên thế giới việc nghiên cứu và ứng dụng dán phủ mặt ván nhân tạo đã và đang được ứng dụng rộng rãi, đã có nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu về lĩnh vực này và tương đối đầy đủ. Tuy nhiên ở Việt Nam công nghệ phủ mặt ván nhân tạo mới được quan tâm và nghiên cứu trong những năm gần đây. Đã có một số đề tài nghiên cứu về lĩnh vực này tuy nhiên mới nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian ép trong phủ mặt ván ghép thanh hoặc là ván dăm tre gỗ kết hợp bằng ván lạng. Nhưng những đề tài đi sâu vào nghiên cứu công nghệ phủ mặt ván sợi (MDF) bằng ván lạng gỗ tự nhiên thì rất ít và chưa có hệ thống. Chính vì vậy việc nghiên cứu xác định một thông số công nghệ phủ mặt ván sợi (MDF Gia Lai) bằng ván lạng gỗ tự nhiên để tìm ra một số thông số công nghệ tối ưu nhằm giảm tối đa các khuyết tật thường gặp như phồng dộp cục bộ bề mặt, thấm keo lên bề mặt ván lạng…, nâng cao chất lượng ván MDF dán mặt đang còn là chổ trống mà cần đầu tư nghiên cứu. 2.2. Tổng quan về công nghệ dán ván nhân tạo bằng ván lạng  Gỗ là vật liệu có rất nhiều đặc tính tốt như gia công dễ dàng có thể hút ẩm và nhả ẩm, có thể hấp thụ tia cực tím, không kích thích mắt người, có tính đàn hồi nhất định, hoa văn, màu sắc rất phong phú và đa dạng. Với ván nhân tạo khi được dán phủ mặt thì cũng có những đặc tính tốt của gỗ đó chính là ván lạng mỏng đây cũng là loại dán mặt trang sức mà được mọi người ưa chuộng. Có rất nhiều chủng loại gỗ phù hợp để sản xuất ván lạng, thông thường chủng loại gỗ dùng để sản xuất ván lạng có những yêu cầu sau: Gỗ sớm muộn phải rõ ràng, tổ chức tia gỗ thô hoặc dày đặc mà trên mặt cắt xuyên tâm hay tiếp tuyến hình thành nên vân thớ gỗ đẹp Phải dễ dàng trong khi tiến hành bóc lạng, dán dính và gia công quét phủ Đường kính lỗ mạch của gỗ cây lá rộng không nên quá lớn nếu không khi sản xuất ván mỏng rất dể bị khuyết tật và dán phủ dể bị thấm keo.  Độ dày ván mỏng trang sức thông thường 0,2 – 1,0mm. Âu – Mỹ thường dùng chiều dày ván mỏng khỏang 0,7 ~ 0,8mm, còn Nhật Bản thường 0,2 ~ 0,3mm còn ở nước ta chiều dày ván mỏng thông thường khỏang 0,5mm. Gỗ quý hiếm ngày càng khan hiếm do đó chiều dày ván mỏng có xu thế ngày càng giảm dần, nhưng khi giảm bớt chiều dày ván mỏng cũng đem lại rất nhiều khó khăn trong trang sức ván lạng và đồng thời cũng có yêu cầu rất cao đối với gỗ nền.  Quy trình công nghệ dán mặt ván nhân tạo bằng ván lạng gỗ Phương pháp dán phủ ván lạng gỗ lên bề mặt ván nhân tạo chia làm 2 loại: dán nguội và dán nóng. Dán nóng theo phương pháp ép nhiệt có: phương pháp khô và phương pháp ướt. Đặc điểm của công nghệ dán khô là ván lạng sau khi sấy khô mới tiến hành dán. Đặc điểm của phương pháp dán ướt là sử dụng loại keo đặc biệt, dán ván lạng có độ ẩm tương đối cao lên mặt ván nhân tạo. Đây là một loại công nghệ mới. Tráng keo và tổ hợp xếp phôi Để đảm bảo chất lượng của ván lạng dán mặt ván nhân tạo và tính ổn định hình dạng của sản phẩm, khi xếp phôi phải tuân thủ theo nguyên tắc đối xứng, tức là ván lạng dán cả hai mặt ván nhân tạo phải cùng một loại gỗ, cùng chiều dày, cùng độ ẩm và cùng chiều thớ gỗ. Loại gỗ có thể thay thế nhưng chiều dày, độ ẩm và chiều thớ của ván lạng phải đối xứng cân bằng. Ván nhân tạo thường dùng phương pháp dán một lớp tức là mỗi mặt của ván dán một tấm ván lạng, nếu bề mặt ván nền không nhẵn hoặc ván lạng quá mỏng hoặc bề mặt dán lớn thì thường phải dùng phương pháp dán 2 lớp, tức là mỗi mặt của ván dán 1 tấm ván bóc có chiều dày từ 0,6 ÷ 1,5 mm và 1 tấm ván lạng. Khi xếp phôi chiều thớ ván lạng phải vuông góc với chiều thớ của ván nền, khi dán 2 lớp chiều thớ của ván bóc dán trên bề mặt ván nền phải vuông góc với chiều thớ của ván nền, chiều của thớ ván lạng trên ván bóc về nguyên tắc phải vuông góc với chiều thớ của ván bóc, nếu ván lạng quá mỏng thì chiều thớ của nó cũng có thể song song với chiều thớ của ván bóc. Keo thường dùng để dán ván lạng là keo U – F đóng rắn nhanh và chất đóng rắn NH4Cl hoặc hỗn hợp dung dịch NH4Cl và uotropin (CH2)6N4. Keo U – F có nhiều tính năng tốt, nhưng dễ gây khuyết tật thấm keo. Vì thế khi pha keo cần cho thêm một lượng chất độn thích hợp (cao lanh, bột mì công nghiệp…) để tăng độ nhớt của keo, giảm bớt khuyết tật thấm kéo khi dán. Keo U – F hình thành một lớp keo giòn làm ảnh hưởng đến chất lượng dán dính, để nâng cao khả năng đàn hồi của keo U – F những năm gần đây người ta bắt đầu dùng keo dạng sữa PVAc (polyaxetat etyl) đến... tính keo U F. Keo PVAc dạng sữa là loại keo nhiệt dẻo, khả năng dán dính tốt, sử dụng dễ dàng, cơ bản không độc hại nhưng keo PVAc khả năng chịu nước kém nên thường được dùng với keo U – F để nâng cao khả năng chịu nước. Lượng keo dùng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mặt dán, có quan hệ với loại keo và ván nền. Nồng độ và độ nhớt của keo càng thấp thì càng tốn keo, ván nền càng chặt chẽ thì khả năng thấm keo càng kém, lượng keo dùng càng ít. Lượng keo dùng nên lấy điều kiện hình thành một lớp keo nhất định làm tiêu chuẩn. Khi chiều dày lớp keo không đủ, có thể xuất hiện những chỗ không dính. Nhưng nếu lớp keo quá dày, độ bền dán dính sẽ giảm và có nguy cơ thấm keo lớp mặt, chiều dày lớp keo là 0,08 ÷ 0,15 mm là thích hợp nhất. Khi dùng ván dán làm ván nền thì lượng keo tráng trên mỗi mặt từ 110 ÷ 120 gm2 (chiều dày ván lạng nhỏ hơn 0,4 mm) hoặc 145 ÷ 170 gm2 (chiều dày ván lạng trên 0,4 mm). Khi dùng ván dăm làm ván nền thì lượng keo tráng thích hợp là 150 ÷ 160 gm2. Sau khi tráng keo lên ván nền (dán mặt một lớp) hoặc ván bóc (dán mặt hai lớp) nên để một thời gian trong công nghệ gọi là thời gian ổn định. Thời gian ổn định là khoảng thời gian từ sau khi ván nền được tráng keo đến trước khi ép nhiệt. Thời gian ổn định còn được chia ra thời gian ổn định kín và ổn định mở. Ổn định mở là khoảng thời gian từ sau khi ván nền hoặc ván bóc tráng keo đến khi xếp phôi. Mục đích chủ yếu là loại trừ một phần nước, phòng tránh thấm keo lớp mặt. Ổn định kín là khoảng thời gian sau khi xếp phôi đến trước khi ép nhiệt. Mục đích chủ yếu là nhằm cho dung dịch keo trải đều trên mặt tấm ván nhằm nâng cao độ bền dán dính. Khi sử dụng keo U F thông thường (thời gian sấy của dung dịch keo từ 6 ÷ 10 giờ), tổng thời gian kể từ sau khi ván nền hoặc ván bóc tráng keo đến trước khi ép nhiệt, thường không vượt quá 30 ÷ 60 phút. Khi sử dụng keo U – F đóng rắn nhanh, tổng thời gian trên không vượt quá 20 phút. Để đảm bảo chất lượng dán dính, ván nền và ván phủ mặt nên để ổn định một thời gian trước khi tráng keo nhằm làm cho độ ẩm và nhiệt độ phù hợp với điều kiện tráng keo. Công nghệ dán Máy ép nhiệt một tầng hoặc nhiều tầng dùng để dán mặt ván nhân tạo phải đảm bảo cho vật liệu dán chịu ép và chịu nhiệt đồng đều. Khi phôi dán mặt đưa vào máy ép nhiệt, phía bên dưới và bên trên của phôi phải có tấm lớp kim loại có bề mặt phải phẳng nhẵn. Để lực ép phân phối đều, có thể dùng lớp đệm hoãn xung, ví dụ trên tấm lót kim loại dùng một lớp cao su chịu nhiệt dày từ 3 ÷ 4mm. Ba yếu tố chủ yếu khi ép nhiệt dán ván lạng lên ván nhân tạo: áp suất, nhiệt độ và thời gian ép. Lực ép mà vật liệu dán chịu phải đảm bảo đồng đều trên toàn bộ bề mặt dán có như vậy mới làm cho một số chỗ không phẳng của bề mặt dán tiếp xúc với nhau và dung dịch keo mới dễ dàng chui vào các khe hở của gỗ. Trạng thái chịu ép của lớp mặt dán phải duy trì cho đến khi dung dịch keo hoàn toàn đóng rắn. Khi dán ván lạng áp suất ép có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính giữa vật liệu dán mặt và ván nền, khả năng chịu nước của lớp keo hình 2.1 (Trần Văn Chứ, 1998). Khi thời gian ép từ 5 ÷ 7 phút, áp suất ép 0,8 ÷ 1,0 (MPa) khi dùng ván dăm làm ván nền thì tỷ lệ co rút của vật liệu dán mặt tăng lên rõ rệt làm ảnh hưởng đến chất lượng mặt dán. Để giảm tỷ lệ co rút của vật liệu dán và nâng cao chất lượng lớp dán mặt khi ép phải tiến hành giảm áp từ từ (hình 2.1 đường không liên tục). Hình 2.1 Ảnh hưởng của áp suất đến độ bền dán dính Trong đó: ooo Ván ép khô; xx ván sau khi ngâm nước 2 giờ ở 180C ÷ 200C; Ván sau khi ngâm nước 3 giờ ở 650C. Gia nhiệt khi dán, một mặt làm tăng tốc độ dán dính (hình 2.2), nâng cao hiệu suất ép mặt khác lại làm tăng tính dẻo của vật liệu dán, làm cho chúng tiếp xúc đều, có lợi cho việc nâng cao độ bền dán dính. Nhiệt độ ép có quan hệ với loại keo, khi dùng keo U – F, nhiệt độ ép từ 100 ÷ 150 0C, khi dùng keo dạng màng áp suất ép từ 1,2 ÷ 1,5 (MPa). Hình 2.2 Quan hệ giữa thời gian ép và áp suất ép Thời gian ép là thời gian cần thiết kể từ khi lực ép đạt trị số yêu cầu đến khi bắt đầu nhả bàn ép hay cũng còn gọi là thời gian duy trì ép. Căn cứ chủ yếu xác định thời gian ép là dung dịch keo đóng rắn đầy đủ. Giới hạn cường độ cắt dọc của lớp keo ở trạng thái khô không nhỏ hơn 1 MPa, nếu điều kiện cho phép nên cố gắng thời gian ép như thế sẽ nâng cao hiệu suất của thiết bị, giảm nhiệt lượng tiêu hao và giảm ứng suất bên trong. Thời gian ép có quan hệ với loại keo, loại gỗ và nhiệt ép khi nhiệt độ là 100 ÷ 1200C và 130 ÷ 1400C thời gian ép nhiệt của keo U – F bình thường là 3 ÷ 5 phút và 2 ÷ 5 phút. Khi nhiệt độ ép là 130 ÷ 1500C và 145 ÷ 1500C thời gian ép nhiệt của keo đóng rắn nhanh là 30 ÷ 35 giây và 25 ÷ 30 giây. Từ đó cho thấy 3 yếu tố của quá trình ép nhiệt có quan hệ chặt chẽ với nhau. Còn một yếu tố không thể bỏ qua đó là thời gian đóng bàn ép và tăng lực ép. Khi thời gian này càng ngắn càng tốt nếu thời gian quá dài một phần dung dịch keo có thể đóng rắn sớm ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm. Đồng thời ván lạng sát bàn ép có thể co rút quá sớm sau khi dán mặt ván bị cong vênh biến dạng. Để tránh những khuyết tật trên, một mặt phải tìm biện pháp cố gắng rút ngắn thời gian đóng bàn ép và tăng áp, mặt khác có thể dùng biện pháp phun nước lên bề mặt ván lạng…Khi sử dụng keo U – F bình thường, thời gian đóng bàn ép và tăng áp không vượt quá 1,5 phút, nên dùng keo U F đóng rắn nhanh thì thời gian phải nhỏ hơn 30 giây. Ngoài ra, khi kết thúc quá trình ép nên giảm áp từ từ nếu giảm áp đột ngột nước trong ván nền sẽ thoát ra tạo nên hiện tượng phồng dộp làm cho ván lạng tách khỏi lớp keo dẫn đến xuất hiện khuyết tật bong keo, phân lớp… Ván nhân tạo dán mặt bằng ván lạng gỗ sau khi lấy ra khỏi bàn ép nhiệt, trước khi tiến hành gia công phải xếp đóng một thời gian gọi là thời gian xếp đóng công nghệ sau khi dán mặt. Mục đích chủ yếu là lợi dụng nhiệt dư trong ván làm cho keo đóng rắn thêm để nâng cao độ bền dán dính và độ ẩm phân bố đều gây tăng tính ổn định kích thước ván. Điều kiện công nghệ dán ép ván lạng bằng keo U – F bình thường và keo đóng rắn nhanh được trình bày ở bảng 2.1 (Trần Văn Chứ, 1998). Bảng 2.1 Điều kiện công nghệ dán ép ván lạng bằng keo U – F bình thường và keo đóng rắn nhanh Điều kiện công nghệ Keo U – F thông dụng U – F đóng rắn nhanh Nhiệt độ không khí trong xưởng(0C) không nhỏ hơn 13 13 Độ ẩm không khí trong xưởng (%) không nhỏ hơn 65 65 Khi xếp phôi, nhiệt độ tấm lót ( oC) không cao hơn 30 Độ nhớt của dung dịch keo (giây) (cốc BZ4. 20±20C) 40 ÷120 125 ÷ 180 Thời gian sống của keo (20±20C) (giờ) không nhỏ hơn 6 ÷ 10 Thời gian chờ (phút) không lớn hơn 30 ÷ 60 20 Thời gian cần thiết từ khi đóng bàn ép đến khi áp lực đạt trị số cao nhất (giây) không lớn hơn 90 30 Thời gian ép (giây) Nhiệt độ ép 110 ÷ 120130÷135 0C Nhiệt độ ép 130÷140140÷1500C 180 ÷ 300 120 ÷ 240 30 ÷ 35 25 ÷ 30 Áp suất ép (MPa) 0,5 ÷ 1,0 0,4 ÷ 1,0 Thời gian xếp đóng công nghệ (giờ) không nhỏ hơn 24 2 Thời gian xếp đống công nghệ sau dán và thời gian ép nhiệt có quan hệ với nhiệt độ trong phân xưởng, khi dùng keo U – F bình thường thời gian xếp đống công nghệ sau dán lấy mặt dán hoàn toàn nguội làm chuẩn nhưng thời gian không nhỏ hơn 24 giờ. Khi sử dụng keo đóng rắn nhanh thì thời gian xếp đống công nghệ không ít hơn 2 giờ. 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ và chất lượng dán phủ mặt ván sợi bằng ván lạng gỗ Các yếu tổ ảnh hưởng được chia thành các nhóm: nhóm yếu tố đặc trưng cho nguyên liệu như chủng loại nguyên liệu, độ ẩm nguyên liệu, độ nhẵn bề mặt…Nhóm yếu tố đặc trưng cho vật liệu dán dính như loại keo, độ nhớt, lượng keo, hàm lượng khô…Nhóm yếu tố đặc trưng cho chế độ ép như áp suất ép, nhiệt độ ép, thời gian ép. 2.3.1. Những yếu tố ảnh hưởng của ván nền Độ nhẵn bề mặt Để đảm bảo chất lượng phủ mặt, độ nhấp nhô lớn nhất của bề mặt ván sợi không nhỏ hơn 60μm, sai số chiều dày không quá ± 0,2 mm. Yêu cầu trên đạt được sau khi qua khâu đánh nhẵn. Đánh nhẵn bề mặt còn có thể loại trừ lớp mặt có nhiều paraffin. Điều này rất quan trọng vì paraffin không những ảnh hưởng đến độ bền dán dính giữa ván lạng và ván sợi, mà còn làm giảm bớt độ đóng rắn của keo. Độ ẩm ván sợi Độ ẩm của ván sợi không chỉ ảnh hưởng đến độ bền dán dính của ván lạng và ván sợi mà còn quan hệ đến thấm keo lên bề mặt. Độ ẩm của ván sợi quá cao ngoài ảnh hưởng đến tốc độ đa tụ keo, ngăn cản quá trình đóng rắn của keo dẫn đến làm giảm độ bền dán dính, còn dẫn đến thấm keo lớp mặt vật dán. Vì thế độ ẩm của vật liệu dán cao, độ nhớt của keo tất nhiên giảm xuống, từ đó tăng nhanh quá trình khuếch tán của dung dịch keo vào bên trong vật liệu dán, quá trình đóng rắn của keo chậm lại thường độ ẩm của vật liệu dán không nên lớn hơn 10 ± 2%. 2.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng của keo Đối với mỗi loại keo dán, thông số kỹ thuật của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dán dính, chất lượng sản phẩm… Tỷ lệ phân tử gam và cấu tạo hóa học của nguyên liệu sản xuất keo Chất lượng của keo dán phụ thuộc vào chất lượng của nhựa cũng như phụ thuộc vào tỷ lệ phân tử gam trong quá trình điều chế nhựa. Đối với keo UF tỷ lệ phân tử gam quyết định sản phẩm ban đầu của nhựa, hàm lượng rắn, màu sắc cũng như độ nhớt của nhựa. Đối với keo UF thời gian đóng rắn phụ thuộc vào độ pH và nhiệt độ đóng rắn trong quá trình phản ứng khi cho chất xúc tác NH4Cl một lượng nhỏ cũng đủ thúc đẩy tốc độ phẩn ứng xảy ra nhanh. Độ pH của môi trường phản ứng Độ pH của môi trường phản ứng thể hiện tính xúc tác và ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cũng như chất lượng của nhựa. Khi điều chế nhựa UF ở giai đọan đầu nếu pH = 7÷8 (trung tính hoặc kiềm yếu) sẽ tạo ra sản phẩm nhựa methyl với hàm lượng lớn, quá trình ngưng tụ sẽ xảy ra từ từ. Ngược lại trong môi trường acid, xảy ra nhanh không hoàn toàn, quá trình tạo nhựa xảy ra khó khăn, tất nhiên sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nhựa sau này, nhựa sẽ bị lão hóa… Độ dày màng keo và lượng keo tráng Chất lượng dán dính cũng phụ thuộc vào quá trình tạo màng keo, lượng keo trên một đơn vị bề mặt dán. Màng keo liên tục, đều, mỏng đủ để kết dính sẽ cho giá trị liên kết đạt trị số ứng suất cao. Nhiều nhà nghiên cứu cho biết, màng keo dày sẽ nhiều khuyết tật hơn màng keo mỏng. Lượng tráng keo ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính của ván lạng và khả năng thấm keo lớp mặt dán. Lượng keo càng lớn khả năng thấm keo lớp mặt dán càng nghiêm trọng. Lượng keo dán có thể ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính và khả năng thấm keo lớp mặt. Khi lượng keo lớn, tráng keo không đều, khi ép nhiệt phần dày của keo chịu lực ép lớn dễ tạo thấm keo lớp mặt. Lớp keo càng mỏng, tráng keo đều thì độ bền dán dính lớn. Do đó khống chế lượng keo tráng và tráng keo đều là điều kiện chủ yếu để loại trừ khuyết tật thấm keo lớp mặt và nâng cao độ bền dán dính. Độ nhớt của keo dán Keo dán phải có khả năng thấm ướt trên bền mặt ván sợi và ván lạng sự thấm ướt này thể hiện lực hút mao dẫn giữa các phân tử chất lỏng với bề mặt ván sợi và ván lạng, nếu nội lực của dung dịch keo lớn hơn nhiều so với lực hút dẫn thì không xảy ra hiện tượng thấm ướt. Nếu như độ nhớt của keo quá thấp sẽ tạo ra hiện tượng thấm ướt thông thường dẫn đến màng keo không liên tục (hiện tượng đói keo) và tất cả những nguyên nhân đó đều ảnh hưởng đến chất lượng dán dính của keo. Độ nhớt của dung dịch keo ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính giữa ván sợi và ván lạng, đến khả năng thấm keo lớp mặt. Tốc độ đóng rắn của dung dịch keo Tốc độ đóng rắn của dung dịch keo cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Khi dùng loại keo đóng rắn nhanh, tỷ lệ thấm keo lớp mặt ít, vì trong quá trình dán ép quá trình phản ứng đóng rắn của keo đồng thời với quá trình thẩm thấu, khuyếch tán của dung dịch keo. Cũng có nghĩa là tỷ lệ thấm keo lên lớp mặt dán do tốc độ đóng rắn và tốc độ thẩm thấu của dung dịch keo quyết định. Khi sử dụng keo đóng rắn nhanh, dung dịch keo có thể đã được đóng rắn trước khi thấm đến bề mặt. Vì thế khả năng thấm keo lớp mặt nhỏ. Căn cứ vào điều đó, khi dùng ván lạng có chiều dày 0,4 ÷ 0,5 mm để dán ván nhân tạo, nên dùng keo đóng rắn nhanh. Thời gian sống của loại keo này tương đối ngắn, trong quá trình sử dụng phải thường xuyên quan sát trạng thái của dung dịch keo. Chất độn Cho chất độn vào dung dịch keo có thể làm cho lớp keo tăng tính đàn hồi và giảm giá thành sản phẩm. Hiện nay chất độn có làm giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt hay không còn có nhiều quan điểm không thống nhất. Có quan điểm cho rằng cho chất độn vào dung dịch keo (ví dụ 20% bột mì) có thể giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Quan điểm khác cho rằng chất độn không phải là giải pháp có hiệu quả để đề phòng hiện tượng thấm keo lớp mặt. Nguyên nhân là cho chất độn vào sẽ làm tăng độ nhớt của dung dịch keo và dẫn đến phải tăng lượng keo tráng. Kết quả là lại tăng tỷ lệ thấm keo lớp mặt. 2.3.3. Những yếu tố ảnh hưởng từ thông số kỹ thuật dán Các thông số kỹ thuật dán như: lực ép, nhiệt độ ép, thời gian ép là những yếu tố quyết định đến chất lượng mối dán. Áp suất Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy áp suất ép phải bảo đảm để màng keo dán đồng đều, màng keo mỏng và đảm bảo bền chắc. Áp suất ép cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo lớp mặt và độ bền dán dính của mối dán khi ép với một áp suất nhỏ ván lạng và ván sợi tiếp xúc nhau không tốt, các điểm dán ít và hiện tượng thấm keo cũng ít. Áp suất lớn làm tăng quá trình thẩm thấu của keo và tăng khả năng thấm keo lớp mặt. Nhiệt độ ép Nâng cao nhiệt độ ép có tác dụng rút ngắn thời gian ép và giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Khi nhiệt độ ép 1001200C, tỷ lệ thấm keo lớp mặt giảm xuống rõ rệt. Tuy nhiên khi nhiệt độ ép quá cao, tốc độ co rút của ván lạng lớn hơn tốc độ đóng rắn của keo, kết quả là các mối dán của ván lạng, đặc biệt là ván lạng loại mỏng sẽ tách ra, lớp keo giòn, ảnh hưởng đến chất lượng dán. Có rất nhiều quan điểm cho rằng, nhiệt độ ép đạt 900C thì thu được độ bền tương đối cao. Nhưng thời gian ép dài, lại tăng khả năng thấm keo lớp mặt. Dán mặt ván nhân tạo bằng ván lạng gỗ nên chọn nhiệt độ 1001500C. Làm se lớp keo trước Làm se lớp keo trước là thời gian xử lý chờ sau khi ván nền được tráng keo. Như vậy, có thể làm giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt ván lạng. Thời gian chờ, tức là thời gian làm se keo từ sau khi ván nền đã được tráng keo đến trước khi ép nhiệt chủ yếu do loại keo quyết định. Thời gian chờ quá dài có thể bộ phận keo đã đóng rắn, làm giảm độ bền dán dính xử lý chờ chia làm hai giai đoạn: chờ ở nhiệt độ thường và chờ có gia nhiệt. Khi xử lý chờ ở nhiệt độ thường (18 – 200C), tổng thời gian từ sau khi pha chế keo đến trước khi ép nhiệt không quá 60 – 70% thời gian sống của keo là thích hợp.Trong phạm vi cho phép, thời gian chờ dài sẽ giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Có hai nguyên nhân chủ yếu: một là thời gian do keo và chất đóng rắn tiếp xúc lâu làm tăng tốc độ đóng rắn của dung dịch keo; hai là do nước bay hơi và nước thẩm thấu vào bên trong ván nền làm lượng nước trong keo giảm, gây tăng độ nhớt của dung dịch keo sử dụng công nghệ se keo trước là giải pháp để giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. 2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng của ván lạng Chiều dày ván lạng Chiều dày ván lạng ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thấm keo lớp mặt, thực tiễn cho thấy khi dán ván lạng thì khả năng thấm keo lớp mặt giảm theo tỷ lệ nghịch với chiều dày của ván. Nếu lớp keo để ráo trước, khi dùng ván lạng có chiều dày 0,4mm dán ván dăm, không những cho độ bền mối dán cao mà bề mặt không có khuyết tật thấm keo. Loại gỗ tạo ván lạng Loại gỗ cũng có ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo lớp mặt cấu tạo gỗ khác nhau gỗ sớm và gỗ muộn đều ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo. Ván lạng dán mặt ván sợi có các thông số đặc trưng của chủng loại gỗ, độ nhẵn bề mặt, độ ẩm ván, chiều dày, sai số chiều dày, khuyết tật ván…Trong quá trình gia công lạng ván mỏng, do chế độ lạng và công cụ lạng chưa đảm bảo chính xác tuyệt đối nên thường xảy ra hiện tượng bề mặt ván mỏng bị nhấp nhô. Độ nhấp nhô ván mỏng càng cao thì tráng keo, màng keo sẽ không đều chỗ dày chỗ mỏng, do đó khi ép nóng thường