Đề tài Nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lượng sản phẩm ván block board từ nguyên liệu gỗ bồ đề (styrax tonkinensis – pierre)

h. Các loại gỗ khác nhau cho ta các độ rỗng khác nhau. Qua phân tích và thực nghiệm người ta đưa ra yêu cầu chung đối với gỗ tròn: γgỗ: 0.4 – 0.6(g/cm3). Đường kính đầu nhỏ: d ≥18 (cm). Độ thót ngọn: c ≤2 (cm/m). Độ tròn đầu: k ≥0.7 Độ cong: f ≤2% Gỗ phải tươi không nứt đầu, không rỗng ruột, không mục, mọt, thẳng thớ, mắt sống ít, dễ bóc, không ảnh hưởng đến khả năng dán dính. 2.2.2. ảnh hưởng của keo dán Keo dán đóng vai trò tác nhân liên kết các tấm ván mỏng vói nhau. Mối liên kết này tốt hay xấu phụ thuộc vào chất lượng của keo dán khi các điều kiện khác cố định. Keo dán tốt tức là hàm lượng khô đạt tiêu chuẩn, độ pH, độ nhớt phù hợp, thời gian sống, geltime và các thông số khác phù họp với công nghệ sản xuất. Một trong những thông số này không thoã mãn nó sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Loại keo: với cùng một loại sản phẩm khi ta sử dụng các loại keo khác nhau thì chất lượng mối dán khác nhau. Trong sản xuất ván Blockboard người ta sử dụng 2 loại keo: keo Urê – Formaldehyde (U-F) và keo Penon – Formaldehyde ( P – F). Tuỳ thuộc vào yêu cầu sản phẩm mà người ta sử dụng loại keo nào cho hợp lý. Keo U – F thường có màu trắng đục hàm lượng formaldehyde nhỏ ít độc hại đến con người, giá thành rẻ, cường độ bám dính cao, khoảng nhiệt độ đóng rắn lớn. Keo P-F có khả năng chịu được điều kiện môi trường khắc nhiệt. Hàm lượng khô: là hàm lượng keo thực tế có trong dung dịch keo. Khi hàm lượng keo quá thấp tức là lượng keo khô thực tế có trong dung dịch nhỏ, mức độ liên kết của màng keo yếu làm cho chất lượng mối dán giảm. Mặt khác khi hàm lượng khô (HLK) trong keo nhỏ, độ nhớt của keo thấp, khi tráng keo làm tăng độ ẩm của phôi. Khi ép nhiệt, lượng ẩm quá lớn dễ gây nổ ván. Thông thường keo dùng để sản xuất ván Blockboard có hàm lượng khô từ 55 – 65%. Đặc biệt trong sản xuất ván Blockboard do bản chất mối liên kết là liên kết mặt nên hàm lượng khô đòi hỏi không cao như trong sản xuất ván dăm, nhưng nó yêu cầu keo phải có khả năng dàn trải tốt. Độ nhớt của keo: nếu độ nhớt của keo quá lớn thì quá trình bôi tráng keo rất khó khăn, màng keo khó chạy đều liên tục do đó chất lượng mối dán giảm. Ngược lại nếu độ nhớt keo quá thấp thì khả năng bôI tráng dễ dàng song lượng keo thấm vào vật dán tăng lên, khi dán ép dễ bị tràn ra ngoài làm giảm chất lượng của ván. Hơn nữa, nó làm cho độ ẩm tăng khi ép dễ dẫn tới hiện tượng nổ ván. Độ nhớt của keo đặc trưng cho nội lực sinh ra trong keo khi các phân tử chuyển động, nó quyết định khả năng thấm ướt của keo lên bề mặt gỗ. Muốn có màng keo mỏng, đều và liên tục thì yêu cầu keo phải có độ nhớt phù hợp. Độ pH của keo khi sử dụng phải đảm bảo không phá huỷ vật dán. Độ pH của keo nhiệt rắn đóng rắn ở môi trường axít từ 6 – 6.5. Thời gian đóng rắn của keo là một hàm phụ thuộc vào nhiệt độ, và độ pH khi đóng rắn. t = f (T0, pH) Khi nhiệt độ dán ép cao thì thời gian đóng ván sẽ giảm và ngược lại. Ảnh hưởng của sai số chiều dài: Trong quá trình bóc ván mỏng do quan hệ động học giữa dao bóc và gỗ hoặc do lắp dao bóc và thước nén không phù hợp thường tạo ra các tấm ván mỏng có chiều dày không đều tại một tiết diện nào đó của tấm ván. Sự sai số chiều dày của ván mỏng sẽ dẫn đến: chiều dày màng keo không đều, chất lượng mối dán giảm. Vì vậy sai số chiều dày của ván mỏng không được vượt quá giới hạn cho phép. Sai số chiều dày cho phép của ván mỏng Chiều dày ván mỏng (mm) Mức sai số cho phép (mm) 1 – 1.5 1.5 – 2 2 – 3 >3 ± 0.05 ± 0.08 ± 0.1 ± 0.12 2.3. Các thông số thuộc về công nghệ 2.3.1. ảnh hưởng của ván mỏng Độ ẩm ván mỏng: Độ ẩm ván mỏng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì trong quá trình tráng keo độ ẩm ván tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu và khuyếch tán dễ dàng. Còn quá trình ép độ ẩm đóng vai trò chất trung gian dẫn truyền nhiệt từ mặt bàn ép tới màng keo trong cùng thực hiện quá trình đóng rắn. Độ ẩm của ván là một thông số phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Wván mỏng = f (wNL, lượng keo, loại keo…) Nếu W ván mỏng (wvm) quá cao dẫn đến 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. Trong điều kiện ép nhiệt màng keo có thể bị vỡ ở giai đoạn cuối ( nổ ván) do lượng hơi nước trong ván lớn không bốc ra ngoài được. Trong điều kiện ép nguội độ ẩm ván mỏng lớn nghĩa là độ ẩm sản phẩm cao, do vậy phảI sấy ván sau khi ép tạo thành nội ứng suất trong sản phẩm. Ngược lại, nếu độ ẩm ván mỏng nhỏ hơn độ ẩm quy định gỗ sẽ hút dung môi của keo làm cho nồng độ keo tăng dần tới khi có khả năng trải đều keo trên bề mặt ván. Khi ván mỏng có độ ẩm nhỏ thì độ đàn hồi kém dẫn tới khả năng tiếp xúc giữa hai lóp ván mỏng khó. Hiện nay xu thế độ ẩm ván mỏng ngày càng thấp đi nhằm rút ngắn thời gian ép, nâng cao năng suất. Trong khoá luận này tôi chọn Wván mỏng = 6 – 8%. Độ nhẵn bề mặt: chúng ta biết rằng do cấu tạo gỗ, chất lượng lưỡi dao bóc nên trên bề mặt ván mỏng bao giờ cũng tồn tại một độ nhấp nhô đặc biệt ở mặt trái của ván mỏng. Do quá trình bóc mặt trái của ván chịu ứng suất kéo còn mặt phải chịu ứng suất nén. Mỗi loại gỗ khác nhau thì chất lượng bề mặt ván mỏng cũng khác nhau. Gỗ có khối lượng thể tích lớn có chất lượng bề mặt tốt hơn nhưng nếu xử lý không tốt thì tần số vết nứt và chiều sâu vết nứt lớn hơn gỗ có khối lượng thể tích nhỏ. Qua công trình nghiên cứu và thực nghiệm cho thấy rằng ở một mức độ nào đó khi độ nhấp nhô bề mặt tăng thì chất lượng mói dán cao nhưng đến một giai đoạn nhất định thì ảnh hưởng theo chiều ngược lại. Vì khi độ nhấp nhô quá lớn có nghĩa là màng keo lớn để đảm bảo điều kiện trải đều và liên tục trên bề mặt ván mỏng. Điều đó dẫn đến là nội ứng suất sinh ra trong màng keo khi đóng rắn lớn, làm chất lượng mối dán giảm. 2.3.2. ảnh hưởng của điều kiện dán ép ảnh hưởng của áp suất ép. Đây là thông số nghiên cứu chính trong đề tài. Trong thực tế, tất cả các mối dán đều cần có áp lực ép. Nó chính là điều kiện cần khi dán ép các vật lại với nhau. Theo thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn tuyệt đối thì áp lực ép không đáng kể, then chí bằng không. Nhưng trong thực tế bề mặt vật dán không đáp ứng được những yêu cầu trên, nên cần phải có áp lực để thực hiện quá trình dán dính. Vai trò của áp suất ép trong sản xuất ván dán là nhằm tạo ra sự tiếp xúc cần thiết giữa các lớp ván mỏng để thu được mối dán phù hợp. Để xấc định trị số áp suất ép hợp lý phải căn cứ vào nhiều yếu tố. Giữa chúng mối liên hệ thúc đẩy và hạn chế lẫn nhau làm cho chất lượng sản phẩm thay đổi. Khi áp suất ép cao, độ ẩm của phôi lớn, nhiệt độ ép cao làm cho quá trình truyền nhiệt từ mặt bàn ép vào phôi lớn, gỗ được hoá dẻo tốt tạo khả năng tiếp xúc giữa các tấm ván lớn. Do khi áp suất cao nó làm cho khoảng cách của ván nhanh chóng đạt được chiều dày cần thiết, các tấm ván mỏng được hoá dẻo dẫn đến lực đàn hồi của phôi giảm, tăng khả năng nén ván. Chúng ta biết rằng ngoài các yếu tố công nghệ khác thì một trong những yếu tố để tạo ra chiều dày màng keo là áp suất ép. Người ta xác định trị số áp suất dán ép phải tính đến các thông số của ván mỏng và của keo như sau: Độ ẩm của ván mỏng; Trạng thái bề mặt của ván mỏng; Loại gỗ; Độ đàn hồi và độ nhớt của keo; Nồng độ keo. áp suất dán ép cần phải lớn khi khối lượng thể tích sản phẩm lớn và độ ẩm của ván nhỏ. ấp suất dán ép phải lớn khi độ nhấp nhô bề mặt ván mỏng lớn, độ nhớt và nồng độ của keo cao. Xác định trị số áp suất ép còn đặc biệt lưu ý tới sự sai số về chiều dày của ván mỏng và mức độ đồng phẳng của bàn ép. Bằng thực nghiệm cho thấy trị số áp suất ép phổ biến: ép bằng phương pháp khô, lạnh: P = 0,6 ữ 1,4 MPa. ép bằng phương pháp khô nhiệt: P = 1,4 ữ 2,2 MPa Chiều dày màng keo thích hợp: Sk = 40 ữ 100 μk Điều quan trọng hơn cả là kết cấu sản phẩm phức tạp, độ đàn hồi cao khi ép với áp suất thấp sẽ có hiện tượng đàn hồi của vật dán, trong khi màng keo đã đóng rắn, hiện tượng đàn hồi của vật dán sẽ dẫn tới sự rung động màng keo ở các lớp, phá vỡ kết cấu dẫn tới chất lượng ván không tốt. áp suất ép ảnh hưởng tơí chiều dày sản phẩm , khối lượng thể tích sản phẩm. Nêú ta thay đổi Pmax thì chiều dày cũng thay đổi theo. Có nghĩa khi tăng áp suất, độ ẩm phôi lớn thì chiều dày sản phẩm giảm, khối lượng thể tích sản phẩm tăng. Nhưng đến một chừng mực nào đó nếu cứ tăng áp thì khối lượng thê tích sản phẩm không tăng nó có thể phá vỡ kết cấu ván. Vì áp suất ép còn phụ thuộc vào giới hạn bền khi kéo ngang thớ gỗ hay áp suất ép phải nhỏ hơn giới hạn đàn hồi của ván mỏng 0 < P < [δu]. Đối với những loại gỗ để sản xuất ván Blockboard thì tỷ suất nén từ 10 ữ 14%. Trị số áp suất ép max có thể duy trì trong toàn bộ thời gian dán ép hoặc chỉ bằng 0,5 ữ 0,65 của thời gian duy trì trong máy ép, nghĩa là khi các mối liên kết keo được định hình, thời gian còn lại có thể giảm áp suất ép một cách từ từ. Ngoài ra, điều này còn cho phép làm giảm biến dạng dư trong vật liệu dán, giảm chi phí nguyên liệu. Khi xét ảnh hưởng của áp suất ép có hai đặc điểm quan trọng nhất cần lưu ý: + Sự xung đột áp suất ép trong quá trình ép làm tăng khả năng thấm keo vào gỗ và đặc biệt nguy hiểm khi mối dán đã được tạo thành. + Màng keo có thể bị phá huỷ trong điều kiện giảm áp tức thời vì nước quá nhiệt trong các tấm ván khi bỏ áp lực ngoài sẽ bị chuyển từ trạng thái pha này sang trạng thái pha khác, tăng thể tích và làm cho tách các tấm ván (nổ ván). Trong sản xuất người ta mong muốn tạo ra một màng keo thật mỏng nhờ áp suất ép. Qua các công trình nghiên cứu cho thấy rằng: Độ bền mối dán tăng khi chiều dày màng keo giảm (theo thuyết phân tử thì chiều dày màng keo bằng một phân tử là tốt nhất). Điều đó là vì: + Tăng số lượng phân tử hướng ở lớp ngoài của màng keo; + Độ co ngót và nội ứng suất là nhỏ nhất khi màng keo đóng rắn; + Xác suất sinh ra khuyết tật trong màng keo nhỏ. Trong đề tài này dựa vào những đặc điểm của những loại gỗ, nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lượng sản phẩm ván Blocboard, tôi đã chọn áp suất ép là Pmax = 1,1 MPa ữ 1,3 MPa ữ 1,5 MPa để khảo sát. Ảnh hưởng nhiệt độ Trong sản xuất về nguyên lý dán dính ta có thể ép ván ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao. Song thực tế cho thấy ép ván ở nhiệt độ cao thì tất cả các tính chất cơ, lý tốt hơn nhiều so với ép thường. Vì khi ép ván ở nhiệt độ cao, nhiệt độ truyền từ bàn ép vào ván nó có tác dụng làm dẻo hoá gố, các lớp ván tiếp xúc với nhau tốt, độ nhớt của keo giảm làm tăng khả năng dàn trải đều màng keo trên bề mặt ván. Đồng thời nhiệt độ cao nó làm lượng hơi nước trong ván thoát nhanh ra ngoài, rút ngắn thời gian đóng rắn của keo và giúp chất lượng mối dán đảm bảo. Tuy ép ván ở nhiệt độ cao có nhiều ưu điểm, có các tính năng tốt, nhưng chúng ta cần xem xét nó trong các mối quan hệ giữa các thông số khác để thấy được những ưu điểm và những vấn đề cần lưu ý khi ép ván ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ cao: khi chiều dày ván lớn thì trong thời gian duy trì áp suất màng keo bên ngoài có thể bị phá huỷ trước khi màng keo trong cùng đóng rắn hoặc màng keo bên ngoài đóng rắn ngay khi vừa mới đóng khoan mà ép và chưa giảm áp, do đó độ bền mối gián sẽ thấp Độ nhớt của keo giảm nhanh đặc biệt (khi dùng P – F) làm tăng khả năng thấm keo vào ván mỏng hoặc làm tràn keo ra ngoài. Khi áp suất ép lớn, điều đó dẫn đến màng keo dễ bị dán đoạn, độ bền mối dán giảm. Khi nhiệt độ ép quá thấp, thời gian ép ngắn thì chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu. Vì khi nhiệt độ thấp dẫn đến khả năng hoá dẻo gỗ kém làm cho các lớp ván mỏng tiếp xúc với nhau không tốt. Đồng thời khi nhiệt độ ép quá nhỏ, thời gian ép quá ngắn thì màng keo trong cùng không đạt được đóng rắn cần thiết làm chất lượng mối dán giảm, thậm chí nếu nhiệt độ ép quá nhỏ không đủ làm cho lượng ẩm trong ván thoát ra ngoài thì ván dễ bị phồng rộp, nổ ván. Nhiệt độ ép còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác: loại keo, độ ẩm, phôi, loại gỗ,… Nếu độ ẩm của phôi quá nhỏ, nhiệt độ ép thấp thì tốc độ truyền nhiệt từ mặt bàn ép vào trong ván nhỏ, thời gian cần thiết để màng keo trong cùng đạt nhiệt độ đóng rắn dài làm giảm năng suất máy ép. Nếu thời gian ép không đủ sẽ làm chất lượng mối dán giảm, cường độ kéo trượt màng keo kém. Ngoài ra còn phải kể đến loại keo dùng để sản xuất ván. Mỗi loại keo khác nhau thì nhiệt độ ép cũng khác nhau. Nhiệt độ ép còn phụ thuộc vào từng loại gỗ, mỗi loại gỗ khác nhau thì hệ số truyển nhiệt cũng khác nhau. Nhiệt độ ép là một thông số công nghệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố được biểu diễn: T0 = f (loại keo, số lớp ván, kết cấu ván…) Để tạo ván Blockboard với chất kết dính là keo U – F, dựa vào các đặc điểm của nguyên liệu, yêu cầu, kết cấu, chiều dày ván, cơ sở lý luận và các yếu tố công nghệ khác tôi chọn nhiệt độ ép là từ 110 – 1250C. Ảnh hưởng của thời gian ép Thòi gian ép là khoảng thời gian cần thiết phải duy trì ván trong máy ép để thu được cường độ dán dính tốt nhất. Dựa vào thiết bị, nhiệt độ ép, áp suất ép ta có thể chia thời gian ép thành nhiều giai đoạn khác nhau. Thời gian một chu kỳ thời gian ép: Trong đó: τ1 – thời gian nạp ván τ2 - thời gian đóng khoang máy ép τ3 – thời gian tạo áp suất max τ4 – thòi gian duy trì áp suất max τ5 – thời gian giảm áp suất τ6 – thời gian mở khoang máy ép τ7 – thời gian dỡ ván ở đây ta chỉ xét tới thời gian τ3 và τ4. Khi thời gian tăng áp suất τ3 quá ngắn tức là tốc độ tăng áp quá nhanh dễ gây ra hiện tượng tràn keo ra bề mặt ván. Khi thời gian tăng áp quá nhanh thì lớp ván trong sẽ lâu đạt đến nhiệt độ ép cần thiết. Vì vậy, tốc độ tăng áp phải rất hợp lý. Tốc độ tăng áp phụ thuộc vào chiều sâu vết nứt của ván mỏng và độ nhớt của keo. Thời gian duy trì áp suất ép max τ4 có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng ván. Khi ép ván trong thời gian ngắn và nhiệt độ thấp thì dễ xảy ra hiện tượng màng keo phía trong chưa đạt mức độ đóng rắn cần thiết và ván chưa được dẻo hoá dẫn đến chất lượng ván không cao, ván dễ bị bóc tách. Khi ép trong khoảng thời gian dài và nhiệt độ cao thì không những làm chất lượng mối dán giảm xuống mà còn ảnh hưởng đến năng suất và màu sắc của ván, đồng thời gây tốn kém năng lượng trong việc cung cấp nhiệt để đạt tới nhiệt độ dó. Như vậy, để có mối dán tốt thì phải có khoảng thời gian ép và nhiệt độ ép hợp lý. Việc lựa chọn thời gian ép phải dựa trên cơ sở: Chiều dày của sản phẩm ; Tỷ lệ kết cấu; Khả năng truyền nhiệt của ván; Thời gian gel hoá của keo; Loại keo; Loại gỗ. Chương III: Thực nghiệm Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất Blockboard: Xử lý nguyên liệu: Bóc vỏ Cắt khúc Xử lý nhiệt Bóc ván mỏng Nguyên liệu gỗ sản xuất vấn lõi Nguyên liệu sản xuất ván mặt Xử lý nguyên liệu: Bóc vỏ Cắt khúc Sấy ván mỏng Phay ngón Tráng keo Gia công thanh: cắt ngắn Gia công ván mỏng Xẻ thanh Bào bốn mặt Xếp ván Đánh nhẵn Ghép dọc Xử lý ván ép ván Rọc cạnh Xẻ ván Sấy ván ép ngang 3.1. Chuẩn bị nguyên liệu Nguyên liệu làm ván lõi là gỗ Bồ Đề. Cấu tạo gỗ Bồ Đề: Bồ Đề là loại cây gỗ có màu trắng phớt hồng, gỗ giác, gỗ lõi không phân biệt, vòng năm rõ, gỗ sớm gỗ muộn không phân biệt, mạch phân tán tụ hợp đơn kép. Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây, tia gỗ sắp xếp đồng nhất không có tạo lớp và ống dẫn nhựa. Tia gỗ, lỗ mạch, vùng gỗ sớm gỗ muộn, tuỷ, chiều thớ, độ rỗng của gỗ ảnh hưởng đến chất lượng ván, trong đó độ rỗng của gỗ ảnh hưởng lớn nhất vì nó ảnh hưởng đến sự dàn trải và thấm của màng keo. Mạch gỗ, tia gỗ, các bó sợi gỗ gồm các thành phần chủ yếu: Xellulose, hêmixellulose, lignin, trong đó nhóm –OH của Xellulose, hêmixellulose tham gia liên kết với các nhóm chức của keo qua các cầu nối cơ bản là -CH2-. Vì vậy, hàm lượng Xellulose, hêmixenllulose càng lớn càng tốt. Lignin nếu trong điều kiện dán ép thuận lợi sẽ có tác dụng như chất kết dính, còn không thuận lợi sẽ làm cho độ cứng của gõ tăng lên, ảnh hưởng trực tiếp tới lực ép. Xuất phát từ đặc điểm cấu tạo, tính chất của cơ vật lý của gỗ Bồ Đề cho thấy chúng đều có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới quá trình dán dính. Gỗ Bồ Đề 8 năm tuổi, số cây 1. Thông số kích thước của gỗ Bồ Đề trong đề tài là: Thông số Ký hiệu Đơn vị Trị số đo Đường kính D Cm 27 Độ cong C % ≤ 2 Độ tròn đều K % ≥ 70 Độ thót ngọn F Cm/m ≤ 2 3.1.1 Vật liệu ván mặt Gỗ sử dụng làm ván mỏng thường có khối lượng thể tích trung bình γ = 0,4 – 0,6 g/cm3 mềm, thường những loại cây gỗ này có công cắt bé. độ dẻo dai cao, đồng thơì về mặt hình học gỗ phải tương đối tròn đều và thẳng như: Trám, Xoan, Ràng ràng, Vên vên, Sồi trắng… Trong đề tài này ván mỏng dùng phủ mặt được sử dụng là gỗ Sồi trắng thuộc nhóm VII có tên khoa học là Pasania hemisphaerica – Hickel et Camus sản xuất theo phương pháp bóc. Sau khi sấy ván mỏng đạt độ ẩm 8 -10%. Với các thông số được nêu ở bảng sau: Bảng 3.1: Một số thông số chủ yếu của ván mặt Chiều dày ván mỏng (mm) Tần số vết nứt (vết/cm) Chiều sâu vết nứt (%) 1 4.08 48 2 4.26 50 3.1.2. Chất kết dính Chất kết dính: sử dụng keo Urea –formalđehyde (U-F) của hãng DYNEA dùng cho ép ván lõi và keo Dynokoll WG 211 là loại keo PVAc (Polivinyl acetate) ép phủ bề mặt. Bảng 3.2 Một số thông số kỹ thuật chủ yếu của chất kết dính Dynokoll WG 211 Stt Thông số kỹ thuật của keo PVAc Đơn vị Trị số, đặc điểm 1 Dạng tồn tại Chất lỏng nhớt 2 Màu sắc Trắng ngà 3 Hàm lượng chất rắn % 48- 50 4 Độ nhớt ở 200C cps 110 - 150 5 Độ pH ở 250C 7,5 – 8,5 6 Khối lượng thể tích tại 200C g/ml 1,18 – 1,20 7 Thời gian sử dụng Năm 1 8 Độc tính Không 9 Tính dễ cháy Không 10 Màng keo dẻo và trong 11 Pha loãng Có thể thêm nước tối đa 5% Bảng 3.3. Một số thông số kỹ thuật chủ yếu của chất kết dính U-F Stt Thông số kỹ thuật của keo Đơn vị Trị số, đặc điểm 1 Dạng tồn tại Dạng bột 2 Màu sắc Trắng 3 độ nhớt mPas 4000 – 4500 4 Hàm lượng khô % ≥ 60 5 Độ pH 5 – 6 6 Geltime (1000C) Giây 75 7 Thời hạn sử dụng Năm 1 8 tính dễ cháy Không 3.2.Sơ lựoc các bước công nghệ Tính toán kích thước thanh xẻ Việc tính toán kích thước thanh trước khi xẻ là công vệc rất quan trọng vì nó quyết định đến kích thước chiều rộng và chiều dày của thanh và tỷ lệ lợi dụng của gỗ. Theo cơ sở lý thuyết kích thước thanh cơ sở chuẩn như sau: R(%) 40 35 30 25 20 Chiều dày ()mm 15 16 18 19 20 Chiều rộng (mm) 28 32 34 36 38 Để tính toán kích thước thanh khi xẻ cần tính toán thêm lượng dư do sấy và quá trình gia công. Vậy kích thước thực tế của thanh: wth= w1 + Δw1 + Δw2 tth= t1 + Δt2 Trong đó: w1, t1 – kích thước chuẩn của thanh, mm; Δw1 - lượng hao hụt do sấy, mm; Δw2, Δt2 – lượng hao hụt do gia công, mm. Tính lượng dư do sấy: ; mm Tính lượng dư do gia công: Căn cứ vào độ nhô của lưỡi dao, độ phồng phẳng của mạch xẻ, qua thực nghiêm tôi nhận thấy có một lượng dư cho mỗi bề mặt gia công: Lượng dư gia công theo chiều rộng thanh: Bào 4 mặt: 3 mm Lượng dư gia công theo chiều dày thanh: Bào 4 mặt: 3 mm Lượng dư gia công theo chiều dày thanh: Đánh nhẵn: 1.0 mm Kích thước thanh xẻ là: R (%) 40 35 30 25 20 Chiều dầy (mm) 20 21 23 24 25 Chiều rộng (mm) 32 36 38 40 42 3.3. Các bước tiến hành thực nghiệm Căn cứ vào cơ sở lý luận và sơ đồ dây truyền công nghệ sản xuất Blockboard, tôi tiến hành thực hiện các bước thực nghiệm tạo ván như sau: Cắt khúc: Gỗ cây được cắt thành cac khúc có chiều dài phù hợp với chiều dài sản phẩm. Xẻ ván theo chiều rộng thanh. Gỗ sau khi cắt khúc được xẻ ván có chiều dày theo phương pháp chiều rộng của thanh ghép. Quá trình xẻ được thực hiện theo phương pháp xẻ suốt trên cưa vòng nằm. Sơ đồ xẻ ván theo phương pháp xẻ suốt được thể hiện trên hình vẽ 3.1. W mm Hình 3.1. Sơ đồ xẻ ván theo phương pháp xẻ suốt Rọc rìa: Ván sau khi xẻ được rọc rìa loại bỏ bìa bắp. Việc loại bỏ bìa bắp là cong việc bắt buộc trước khi đưa gỗ vào sấy. Loại bỏ bìa bắp làm cho quá trình sấy được dễ dàng, gỗ nhanh khô hơn và tiết kiệm được diện tích trong lò sấy. Rọc rìa loại bỏ bìa bắp được tiến hành trên cưa đĩa xẻ dọc. Ván được sấy bằng lò sấy hơi đốt gián tiếp tại Trung tâm thực nghiệm và chuyển giao công nghệ rừng Trường Đại học Lâm Nghiệp. Với chế độ sấy như sau: - Nhiệt độ sấy 50 – 700C; - Thời gian sấy 15 ngày; Sau khi sấy đạt độ ẩm cuối cùng là 8 – 12%. Xẻ thanh theo chiều dày thanh Ván sau khi rọc rìa được tiến hành xẻ thanh trên cưa đĩa xẻ dọc theo chiều dày thanh. Sơ đồ xẻ thanh được thể hiện như trên hình 3.2. t mm Hình 3.2. Sơ đồ xẻ thanh (theo chiều dày thanh) Cắt ngắn: Cắt ngắn là công đoạn bắt buộc trong sản xuất ván ghép thanh. Cắt ngắn nhằm loại bỏ các mắt chết, mục, cong… Việc cắt ngắn làm giảm lệ lợi dụng gỗ, nhưng nó nâng cao chất lượng sản phẩm. Cắt ngắn cần phải theo kích thước nhất định. Quá trình cắt ngắn được thực hiện trên cưa đĩa cắt ngắn. Chiều dài thanh sau khi cắt ngắn phải đảm bảo chiều dài 200 – 800 mm. Bào 4 mặt: Để co chất lượng mối dán tốt tôi tiến hành gia công tạo bề mặt phẳng nhẵn, không lẹm cạnh nhờ máy bào 4 mặt chuyên dùng. Tráng keo cho lớp ván lõi: Để có chất lượng mối dán tôt tôi tráng keo mỏng, đều và liên tục trên một mặt của thanh bằng phương pháp quét thủ công với lượng keo tráng dùng trong đề tài là: 250 g/m2. Xếp thanh theo chiều rộng và chiều dài ván. Sau khi tráng keo tôi tiến hành xếp thanh làm sao cho các thanh ghép được xếp theo nguyên tắc ghép đối xứng vòng năm theo phương pháp tiếp tuyến. Trong đề tài này được thực hiện bằng phương pháp thủ công. Phưong pháp xếp thanh được thể hiện trên hình 3.3. Hình 3.3. Ghép đối xứng vòng năm ép ván lõi. Các thanh ghép sau khi được tráng keo và xếp thanh được đưa đến máy ép ngang. Với điều kiện hiện có về thiết bị, trong quá trình thí nghiệm tôi thực hiện phương pháp ép ván lõi ở nhiệt độ thường (ép nguội) bằng máy ép chuyên dùng. Một số thông số chủ yếu của chế độ ép ván lõi: Nhiệt độ ép: 250C. áp suất ép biên: 0,45 Mpa. áp suất ép phẳng: 0,6 Mpa. Thời gian ép = f (chiều dày thanh, thông số kỹ thuật của keo). Biểu đồ ép thể hiện trên hình 3.4 0,35 0,45 0,6 P (MPa) τ(phút) τ6 τ1 τ5 τ4 τ3 τ2 Hình 3.4. Biểu đồ ép ván lõi Trong đó: áp suất ép biên; áp suất ép phẳng; τ1- thời gian tạo áp suất ép max; τ2- thời gian tăng áp suất ép phẳng; τ2 + τ3- thời gian duy trì áp suất biên; τ3 + τ4- thời gian duy trì áp suất phẳng; τ4- thời gian giảm áp suất ép biên; τ5- thời gian giảm áp suất ép phẳng. Rọc cạnh và đánh nhẵn. Rọc cạnh và đánh nhẵn tạo ra kích thước chuẩn về bề mặt nhẵn trước khi thực hiện viện dán phủ bề mặt. Việc đánh nhẵn bề mặt ván lõi được thực hiện trên máy đánh nhẵn chuyên dùng. Tráng keo và xếp ván mặt. Ván mỏng sau khi sấy đạt độ ẩm 8 – 10%, được tráng keo một mặt và xếp lên ván lõi theo quy luật xếp ván dán. Lượng keo tráng cho ván mặt là 200 g/m2. ép phủ bề mặt. Ván mặt sau khi tráng keo và xếp ván lõi được đưa đến máy ép. Với điều kiện máy và thiết bị của trung tâm, tôi chọn phương pháp áp suất ép cao. Thông số chế độ ép ván mặt lên ván lõi: áp suất ép max: 1,3 Mpa; Nhiệt độ ép: 1250C; Thời gian ép: 5 – 7 phút. Biểu đồ ép nhiệt được thể hiện hình 3.5 0,5 1,3 P (MPa) τ, phút τ3 τ4 τ5 Hình 3.5. Biểu đồ ép ván mặt Trong đó: τ3- thời gian tạo áp suất max; τ4- thời gian duy trì áp suất max; τ5- thời gian giảm áp. Sản phẩm sau khi phủ mặt bằng ván mỏng có kích thước cuối cùng là: 800 ì 800 ì 25 mm. 3.4. Thiết bị. 3.4.1. Máy bóc ván mỏng Máy bóc nhằm tạo ra kích thước chiều dày của ván mỏng theo yêu cầu công nghệ. ở đây chúng tôi sử dụng máy bóc có các thông số công nghệ sau: - chiều dài khúc gỗ có thể bóc được: 600 – 1300 (mm) - đường kính gỗ bóc được 180 – 800 (mm) - chiều dài dao bóc: 1350 (mm) - tốc độ trục true: 20 -180 (vòng/phút) - công suất động cơ quay trục true kẹp gỗ: 11Kw - công suất của động cơ tiến lùi dao: 1,5Kw - tốc độ động cơ chính: 1450vòng/phút - tốc độ động cơ tiến lùi dao: 1500vòng/phút - các cấp chiều dày máy bóc có thể bóc được: 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,7; 2,0. Chiều dày ván mỏng: Khi bóc ván mỏng ta phải kiểm tra các thông số về máy bóc và đặt cấp chiều dày ván mỏng cần bóc là 2 mm. Sau khi bóc thu được các băng ván mỏng nên phải cắt ngắn thành các tấm ván mỏng có kích thước là 65 ì 65 cm. Xử lý ván mỏng: Ván mỏng sau khi cắt ngắn được cho vào sấy để làm giảm độ ẩm của ván tới độ ẩm phù hợp với yêu cầu công nghệ. Độ ẩm cuối cùng đạt được sau khi sấy là 8 – 10%. Xác định tính chất ván mỏng: chất lượng ván mỏng sau khi bóc được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau: Tần số vết nứt, chiếu sâu vết nứt, sai số chiều dày, độ ẩm… 3.4. Phương pháp ép Trong ép phủ bề mặt, vì khoảng cách đến màng keo trong cùng nhỏ và số lớp ván ít nên ta chỉ sử dụng phương pháp ép một lần. ép một lần (Single step) là các tấm ván mỏng sau khi tráng keo được sắp xếp theo đúng quy luật, nguyên tắc chọn trước và được ép cùng lúc. Phương pháp ép này thường được sử dung cho các loại ván có số lớp ván mỏng nhỏ, độ ẩm của ván mỏng nhỏ (dưới 5%), nhiệt độ ép thấp, thời gian ép dài. Biểu đồ ép tương tự như của ván dán thông thường, chỉ khác nhau về chỉ số. Ưu điểm của phương pháp này là thao tác đơn giản, tính ổn định của ván cao. Bên cạnh đó còn một số nhược điểm là do số lớp ván mỏng và chiều dày sản