Và một số đề tài nghiên cứu khác.
Với yếu tố nhiệt độ ép nó ảnh hởng tới rất nhiều yếu tố qua nhiều giai đoạn
tạo ván LVL một cách rất khác nhau nh:
- Nó ảnh hởng trực tiếp tới tính chất của ván mỏng
- ảnh hởng chất kết dính
- ảnh hởng tới việc lựa chọn thời gian ép
Từ đó các yếu tố đó nó dẫn đến sự ảnh hởng của nhiệt độ tới tính chất của
ván LVL. Vì vậy đề tài đã đề cập đến vấn đề nhiệt độ một cách sâu sắc để cho quá
trình tạo ván một cách thuận lợi và hạn chế một cách tối đa của sự ảnh hởng về
nhiệt độ tới các tính chất của loại ván này.
2. Mục tiêu của đề tài.
Xác định đợc sự ảnh hởng của nhiệt độ ép tới chất lợng sản phẩm LVL, để
từ đó đa ra đợc thông số công nghệ: nhiệt độ ép một cách hợp lý nhất. Ngoài ra ta
có thể căn cứ vào đó để chọn nhiệt độ ép cho ván LVL với các dạng sản phẩm có
các cấp chiều dầy ván mỏng và chiều dầy sản phẩm khác nhau.
3. Nội dung nghiên cứu.
Nghiên cứu sự ảnh hởng của nhiệt độ ép đến một số tính chất của ván LVL
sản xuất từ gỗ Keo lai, vơi phơng pháp ép nhiệt nhiều bớc Step by step.
4. Phạm vi nghiên cứu.
4.1. Những yếu tố cố định.
- Phơng pháp ép.
- áp suất ép.
- Thời gian ép.
- Nguyên liệu.
- Lợng keo tráng.
4.2. Yếu tố khảo sát.
Đề tài lựa chọn yếu tố nhiệt độ ép là thông số khảo sát với 3 cấp nhiệt độ là
110
0
C, 120
0
C, 130
0
C.
4. Phơng pháp nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu bằng phơng pháp thực nghiệm.
Chơng 2
Cơ sở lý thuyết
1. Nguyên liệu.
1.1. Những vấn đề chung về nguyên liệu gỗ keo lai ( acacia mangium x
auriculiformis).[2]
1.1.1. Cấu tạo của gỗ Keo Lai.
Cấu tạo thô đại.
Keo lai ở độ tuổi (8 9) tuổi vỏ có mầu nâu xám, sần sùi, trên phần vỏ
ngoài có rãnh nứt chạy dọc thân cây. Phần thân cây từ 1,3m trở lên vỏ nhẵn dần và
có mầu nâu, phần vỏ ngoài khô mủ, phần trong xốp. Gỗ mới khi chặt hạ phần gỗ
giác và gỗ lõi không phân biệt nhng sau khi một thờ gian phần gỗ lõi trở nên sẫm
mầu làm cho gỗ giác và gỗ lõi phân biệt rõ hơn. Vòng năm của gỗ không rõ, chiều
rộng vòng năm từ 1,2 1,7 cm, thớ gỗ thẳng và khá thô.
Cấu tạo hiển vi.
Mạch gỗ có kích thớc trung bình từ 0,1 - 0,2mm, số lợng ít, mạch gỗ xế
phân tán hình thức tụ hợp đơn và kép với số lợng 2 3 lỗ/ mm
2
, trong mạch gỗ
không có thể bít, quan sát trên mặt cắt ngang thấy rõ tia gỗ, kích thớc tia gỗ nhỏ
hơn 0,1mm, số lợng tia trung bình từ 5 10 tia/ 1mm.Tế bào mô mềm của gỗ keo
lai có hình thức phân bố phân tán, hình thức tụ hợp vây quanh mạch hình kín.
Trong gỗ Keo lai, lỗ thông ngang xếp so le kích thớc nhỏ, đờng kính 0,6 0,8
àm, ngoài các thành phần trên gỗ Keo lai không có cấu tạo lớp và không có ống
dẫn nhựa dọc.
1.1.2. Một số tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo lai.
Tính chất Trị số Đơn vị
Tỷ lệ cenlulose
49 ữ 51
%
Tỷ lệ co rút
Dọc thớ
Xuyên tâm
Tiếp tuyến
0,59
3,73
7,61
%
%
%
Tỷ lệ dãn nở
Dọc thớ
Xuyên tâm
Y
L
: 0,37
Y
XT
: 3,71
%
%
ứng suất uấn tĩnh
UT
: 88,60
MPa
Modul đàn hồi E : 14000 MPa
Cờng độ kéo dọc thớ
KD
: 104,84
MPa
Cờng độ kéo ngang thớ
KNXT
: 3,83
KNTT
: 3,66
MPa
MPa
ứng suất tách
TXT
: 1,22
TT
: 1,50
MPa
MPa
Độ cứng tĩnh
Xuyên tâm
Tiếp tuyến
Mặt cắt ngang
H
XT
: 43,20
H
TT
: 46,00
H
MCN
: 58,67
MPa
MPa
MPa
1.2. Sự ảnh hởng của nguyên liệu đến công nghệ ép và chất lợng sản phẩm.
1.2.1. ảnh hởng của loài gỗ.
Đối với mỗi loại gỗ khác nhau xẽ có sự ảnh hởng tới công nghệ ép và chất l-
ợng sản phẩm là khác nhau, vì chúng có cấu tạo, tổ thành hoá học khác nhau. Nh
chúng ta đã biết trong sản xuất ván dán nói chung và LVL nói riêng. Với loại gỗ:
> 0,6g/cm
3
khi sử dụng vào sản xuất LVL trong thực tế gặp nhiều khó khăn. Nếu
quá lớn sẽ làm ảnh hởng nhiều đến quá trình tạo ván mỏng, chất lợng ván mỏng
giảm đặc biệt là sai số chiều dầy và độ nhấp nhô bề mặt lớn dẫn đến việc lựa chọn
áp suất là khó khăn, chất lợng sản phẩm không đảm bảo đặc biệt là của sản phẩm
không đều dẫn đến các tính chất của ván bị ảnh hởng theo xu hớng giảm chất lợng.
Khi sử dụng gỗ có quá nhỏ để sản xuất thì yếu tố đầu tiên phải kể đến là
sản phẩm. Điều này khồg thể tránh khỏi là tiêu hao nguyên liệu và nghiêm trọng
hơn là quá trính ép ván, nó ảnh hởng trực tiếp đến quá trình chuyền nhiệt từ mặt
bàn ép tới màng keo trong cùng của ván. Vì khi gỗ quá nhỏ dấn đến khả năng
chuyền nhiệt của gỗ kém, khi đó nhiệt ép phải giảm và thời gian ép quá dài để đảm
bảo cho màng keo trong cùng đóng rắn mà màng keo ngoài cùng không bị phá huỷ
và bề mặt sản phẩm không bị cacbon. Nếu khắc phục nhợc điểm này bằng cách
tăng độ ẩm cho ván mỏng thì nó hoàn toàn trái ngợc khi sản xuất ván LVL vì yêu
cầu của ván mỏng là chiều dầy lớn, độ ẩm < 6% và chiều dầy sản phẩm lớn. Ngoài
yếu tố của gỗ và cần phải xét đến tổ thành hoá học của gỗ. Đó chính là các chất
chiết suất có trong gỗ, đối với loại gỗ có nhiều chất chiết suất, trong quá trình ép
chúng sẽ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao làm ảnh hởng đến quá trình truyền nhiệt đồng
thời làm cho màng keo đóng rắn không đều làm giảm chất lợng sản phẩm.
1.2.2. ảnh hởng của ván mỏng.
Chất lợng ván mỏng có ảnh hởng rất lớn đối với công nghệ ép và chất lợng
sản phẩm, nó thể hiện qua các thông số:
- Chiều sâu vết nứt
- Sai số chiều dầy
- Số lợng mắt
- Độ ẩm ván mỏng
Chiều sâu vết nứt
Nh chúng ta đã biết khi chiều sâu vết nứt lớn sẽ làm cho lợng keo tráng tiêu
hao lớn để lấp đầy các lỗ hổng, theo thuyết dán dính thì màng keo càng mỏng sẽ
làm tăng các phân tử định hớng và làm tăng chất lợng mối dán. Vì vậy khi chiều
sâu vết nứt lớn, khả năng sinh ra khuyết tật của màng keo là lớn và độ co ngót nội
ứng suất khi màng keo đóng rắn tăng dẫn đến chất lợng mối dán giảm.
ảnh hởng của sai số chiều dầy
Trong quá trình tạo ván mỏng, do quan hệ động học giữa dao bóc và gỗ hoặc
do lắp đặt dao bóc và thớc nén không chính sác thờng tạo ra các tấm ván mỏng có
chiều dầy không đều và bề mặt sản phẩm có độ nhấp nhô lớn. Khi sai số chiều dầy
lớn sẽ làm cho quá trình tráng keo màng keo sẽ không đều, gây tốn keo và làm cho
chất lợng mối dán giảm, khi độ nhấp nhô của ván lớn làm giảm khả năng tiếp xúc
giữa hai mặt ván dẫn đến trong mối dán có những điểm trong mối dán không tiếp
xúc đợc với nhau làm chất lợng mối dán giảm. Đồng thời theo tiết diện ngang của
sản phẩm có sự phân bố không đều gây ra hiện tợng sản phẩm bị cong vênh.
Mắt gỗ.
Yếu tố mắt gố không những ảnh hởng tới quá trình tạo ván mỏng mà nó còn
ảnh hởng nhiều tới công nghệ ép và chất lợng sản phẩm. Nh chúng ta đã biết tại
những vị trí ván mỏng có mắt sẽ có lớn hơn so với vị trí ván không có mắt, ngoài
ra các tính chất ván mỏng bị ảnh hởng là do mắt gỗ vì trong quá trình bóc, lực cắt
của dao lên gỗ đối với vị trí gỗ có mắt là tiêu hao lực lớn hơn so với vị trí không có
mắt gỗ, điều này ta thấy rõ ở các tính chất, sai số chiều dầy, chiều sâu vết nứt, tần
số vết nứt và độ nhấp nhô bề mặt của ván mỏng theo chiều hớng giảm đi. Cho nên
tại vị trí ván mỏng có mắt khả năng truyền nhiệt cao làm cho màng keo có hiện t-
ợng đóng rắn cục bộ dẫn đến chất lợng sản phẩm không cao.
Độ nhấp nhô bề mặt.
Độ bền mối dán phụ thuộc vào màng keo đợc tạo thành trong quá trình đóng
rắn,khi độ nhấp nhô bề mặt ván mỏng lớn sẽ làm lợng keo tráng tăng, chiều dày
màng keo lớn. thực tế cho thấy có độ nhấp nhô lớn có thể làm ảnh hởng tới chấtl-
ợng sản phẩm.
ảnh hởng của độ ẩm ván mỏng tới công nghệ ép và chất lợng sản phẩm.
Đối với công nghệ sản xuất ván LVL thì khâu sấy để độ ẩm của ván mỏng
đạt MC < 6% ở nhiệt độ 150 170
0
C là rất khó khăn. Quy trình sản xuất ván
LVL thành công hay không phụ thuộc rất lớn vào độ ẩm của ván mỏng sau khi sấy
vì một trong những nguyên nhân dẫn tới ván LVL bị nổ là do độ ẩm ván mỏng quá
cao.
Trong sản xuất ván LVL ván mỏng có yêu cầu MC < 6% bởi vì trong quá
trình tráng keo, MC của ván mỏng tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu và
khuyếch tán của keo dễ dàng, còn khi ép nhiệt MC đóng vai trò là yếu tố trung
gian dẫn truyền nhiệt từ mặt bàn ép vào tới màng keo trong cùng thực hiện quá
trình đóng rắn cho màng keo là nhanh nhất. Tuy nhiên nếu độ ẩm của ván mỏng
quá thấp hoặc quá cao đều ảnh hởng tới chất lợng sản phẩm, khi mà MC của ván
mỏng thấp thì khi tráng keo nó sẽ hút hết dung môi của keo dẫn tới màng keo dàn
trải không đều, điều đó làm cho chất lợng mối dán không đều và chất lợng sản
phẩm thấp. Nếu độ ẩm của ván mỏng quá cao làm cho lợng keo tráng thấm vào ít,
và chủ yếu mằm trên mặt ván dẫn tới khi ép ván keo dễ bị tràn ra ngoài khiến cho
lợng keo cần thiết trong màng keo bị hao hụt dẫn đến chất lợng sản phẩm kém.
Đồng thời khi độ ẩm ván mỏng quá cao sẽ gây ra hiện tợng nổ ván khi mở khoang
máy ép. Lý do là khi MC ván mỏng cao, trong quá trình ép sẽ làm d lợng nớc trong
ván lớn, tại thời điểm nhiệt độ ép cao truyền vào tới màng keo trong cùng để màng
keo trong cùng đóng rắn thì tại thời điểm đó nhiệt độ cũng sẽ đủ làm cho lợng nớc
bay hơi tạo ra túi khí, áp suất hơi nớc và các phần tử keo sẽ bị hơi nớc đẩy đi dẫn
tới hiện tợng keo bị tràn ra ngoài và nguy hiểm hơn là có những chỗ trong tấm ván
không có keo mà chỉ có hơi nớc thậm chí là nớc cho nên tại những chỗ nh vậy thì
hai mặt tấm ván mỏng tiếp xúc nhau trong cùng một mặt tấm ván không có sự liên
kết dẫn tới sự nổ ván.
Độ ẩm công nghệ của ván mỏng đợc xác định sau khi sấy, Độ ẩm cuối cùng
của ván mỏng là độ ẩm của ván mỏng sau khi tráng keo. MC cuối cùng phụ thuộc
vào từng loại keo, phụ thuộc vào công nghệ dán ép. Mỗi loại keo khác nhau thì yêu
cầu về độ ẩm của ván mỏng là khác nhau. Nó phụ thuộc vào tốc độ thẩm thấu và
tốc độ khuyếch tán của mỗi loại. Khi sử dụng chất kết dính keo UF thì bắt buộc độ
ẩm của ván mỏng sau khi sấy là nhỏ đối với LVL khoảng (5 6)%. Lý do là vì
keo UF sử dụng trong ván nhân tạo nói trung thờng nhở hơn 65% thời gian bảo
quản kéo dài do vậy mà sau khi tráng keo độ ẩm của ván mỏng tăng lên rất nhiều.
Các giải pháp khắc phục khuyết tật ván mỏng:
Có hai giải pháp khắc phục khuyết tật ván mỏng khi bóc:
- Xử lý nhiệt cho gỗ trớc khi bóc.
- Điều chỉnh các thông số máy bóc hợp lý
Đối với giải pháp sử lý nhiệt ta thấy rằng, trong quá trình sử lý nhiệt gỗ sẽ đ-
ợc hoá mềm và loại bỏ đợc các chất chiết suất để khi bóc lực cắt là nhỏ nhất. Riêng
với giải pháp điều chỉnh các thông số máy bóc sao cho mối quan hệ động học giữa
dao bóc, thớc nén với gỗ là hợp lý nhất .
2. Chất kết dính.
2.1. Những vấn đề chung về chất kết dính
2.1.1. Các loại chất kết dính thờng dùng
Đặc trng cơ bản trong sản xuất ván dán nói chung là mối dán có diện tích
lớn vì thế các yếu tố ảnh hởng tới quá trình dán dính biểu hiện rất rõ rệt. Các loại
chất kết dính nh U-F, P-F, MUF và keo Albumin đều có thể dùng sản xuất cho loại
sản phẩm này riêng đối với ván LVL ra đời trên cơ sở sản xuất chúng tôi nghiên
cứu với mục đích tạo ra sản phẩm LVL thay thế gỗ xẻ, dùng cho sản xuất đồ mộc
vì vậy chúng tôi lựa chọn chất kết dính U-F để sản xuất LVL, vì nó vừa phù hợp
với công nghệ tráng keo và nó có thể làm giảm đợc giá thành sản phẩm cho hớng
phát triển sản xuất lớn. Khi sử dụng loại keo này ta phải pha tới độ nhớt và tỷ lệ
khô hợp lý. Cách pha nh sau:
Pha chất kết dính dán ép nguội:
Phơng pháp dán ép nguội thờng đợc sử dụng trong sản xuất với quy mô nhỏ,
thông thờng nó chỉ dán ép các chi tiết nhỏ trong sản xuất đồ mộc. Hầu nh không sử
dụng chất kết dính dán ép nguội vào sản xuất ván dán nói chung vì năng suất
không cao. Do vậy, ta không pha chất kết dính theo phơng pháp này.
Pha chất kết dính dán ép nóng
Tính toán lợng nớc, lợng nớc này phụ thuộc vào tỷ lệ khô ban đầu của nhựa
và tỷ lệ khô của dung dịch chất kiết dính định pha chế.
Nó đợc xác định theo công thức.
Trong đó:
m
v
: Lợng nớc cần dùng [Kg]
m
n
: Lợng nhựa cần pha [ Kg]
k
1
: Tỷ lệ khô của nhựa [ % ]
k
2
: Tỷ lệ khô của chất kết dính [ % ]
Lợng chất đóng rắn thờng dùng từ (0,5 1,5)% so với lợng chất kết dính,
nó phụ thuộc vào bản chất của chất đóng rắn, phụ thuộc vào độ pH ban đầu của
chất kết dính và phụ thuộc vào nhiệt độ dán ép cũng nh phơng pháp bôi, tráng chất
kết dịnh lên bề mặt vất dán. Chất kết dính U- F ngời ta dùng NH
4
Cl làm chất đóng
rắn và đợc chọn theo độ pH ban đầu của chất kết dính theo bản sau:
Độ pH của chất kết dính Lợng NH
4
cần dùng (%)
7,5 ữ 8,5 1,0 ữ 1,5
6,5 ữ 7,5 0,5 ữ 0,8
6,0 ữ 6,5 0,4 ữ 0,5
Nguyên liệu Lợng chất độn cho vào keo phụ thuộc vào bản thân của chất kết
dính, mục đích dán ép, vật dán và bản thân chất độn, thông thờng khi sử dụng chất
độn là tinh bột (bột mì, bột gỗ ) thì dùng với một l ợng nớc là (10 ữ 30)% so với l-
ợng chất kết dính. Quy trình pha nh sau:
- Cho lợng chất độn vào 1/2 lợng nớc đã tính toán rồi khuấy đều.
m
v
=
m
n
( k
1
k
2
[Kg]
- Cho 1/2 lợng nớc còn lại vào nhựa rồi khuấy đều.
- Trộn lợng chất độn đã hoà tan trong nớc vào lợng nhựa đã hoà tan trong 1/2
lợng nớc còn lại rồi cho lợng chất đóng rắn đã hoà tan ở nồng độ 20% vào,
khuấy đều lên ta sẽ đợc một lợng chất kết dính nh đã tính toán.
Lợng chất kết dính dùng trong sản xuất:
Đối với chất kết dính U-F có chất độn sử dụng trong sản xuất LVL sẽ phụ
thuộc vào rất lớn các tính chất của ván mỏng có chiều dầy lớn, với các cấp chiều
dầy nh: 1,8; 3,2; 3,5; 3,6; 4,2 (mm), khi đ ợc sấy với độ ẩm <6%. Khi các khuyết
tật của ván mỏng tăng nh sai số chiều dầy, chiều rộng và chiều sâu vết nứt, độ nhấp
nhô bề mặt sẽ làm cho l ợng keo tráng tăng đáng kể. Đặc biệt trong sản xuất
LVL ta thấy rằng chiều dầy ván mỏng lớn khi gia công tạo ván mỏng sẽ tiêu hao
động lực lớn khuyết tật của ván mỏng tăng lên. Để khắc phục các khuyết tật này
cho công nghệ ép ta phải tăng lợng keo cho mối dán giúp quá trình dán ép đợc thực
hiện tốt nhất. Vì vậy, lợng chất kết dính sử dụng cho ván LVL là (150 ữ 300) g/m
2
.
2.2. Sự ảnh hởng của chất kết dính tới chất lợng sản phẩm [1]
2.2.1. Nồng độ chất kết dính
Nồng độ chất kết dính (nồng độ keo) có ảnh hởng lớn đến chất lợng mối dán
vì trong quá trình dán ép dung môi chủ yếu của chất kết dính đợc gỗ hút, thấm.
Nếu nồng độ của keo thấp làm cho độ ẩm ván sau khi tráng keo tăng lên rõ rệt,
trong điều kiện ép nhiệt nó sẽ làm cho độ nhớt của chất kết dính giảm đi chát lợng
mối dán không đảm bảo. Mặt khác, khi nồng độ chất kết dính thấp thờng có hiện t-
ợng keo bị đóng rắn trong môi trớc khi sử dụng. Nếu nồng độ keo quá cao dẫn đến
khả năng trải đều của màng chất kết dính không liên tục sẽ làm cho chất lợng mối
dán giảm.
2.2.2. Độ nhớt của chất kết dính
Độ nhớt của một dung dịnh chất lỏng hay chất kết dính là nội lực của dung
dịch hình thành do tổng hợp các lực sinh ra trong lòng dung dịch, nó biểu hiện qua
khả năng thấm ớt của dung dịnh trên bề mặt vật dán. Nh vậy nếu nh độ nhớt của
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét