Luận văn Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ ép tới chất lượng ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dày ván mỏng là 2mm pptx

Luận văn
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt
độ ép tới chất lượng ván LVL sản
xuất từ gỗ Keo lai với chiều dày ván
mỏng là 2mm
LỜI NÓI ĐẦU
Đứng trên sự phát triển không ngừng của con người về khoa học kỹ thuật,
kinh tế, dân số… thì rừng ngày càng bị suy thoái cả về số lượng và chất lượng.
Rừng nguyên sinh ngày một thu hẹp, rừng trồng phát triển chưa được như mong
muốn mà nhu cầu sử dụng gỗ và các sản phẩm từ gỗ ngày càng cao. Một vấn đề
cấp bách đặt ra là làm sao tìm được nguồn nguyên liệu thay thế gỗ tự nhiên.
Công nghệ sản xuất ván nhân tạo là một trong những lĩnh vực tiêu biểu
cho việc sử dụng nguyên liệu thay thế gỗ tự nhiên bằng nguồn nguyên liệu gỗ
phế liệu từ gỗ, tre nứa, song mây, và các phế phẩm nông nghiệp. Sự phát hiện
loại hình sản phẩm ván LVL là rất kịp thời, qua các kết quả khảo sát điều tra
nghiên cứu, thu thập thông tin trong và ngoài nước cho thấy, sản phẩm LVL ra
đời trên cơ sở sản xuất ván dán nó được sử dụng làm các chi tiết chịu lực trong
xây dựng và trong sản xuất đồ mộc, với mục dích thay thế gỗ tự nhiên.
Chính vì vậy, công nghệ sản xuất ván LVL phát triển, được nhiều cơ quan tổ
chức quan tâm.
Được sự đồng ý của nhà trường, khoa Chế Biến Lâm Sản và được sự
hướng dẫn của thầy giáo: Phan Duy Hưng. Tôi đi sâu vào nghiên cứu một trong
những thông số công nghệ để sản xuất ván LVL với đề tài: Nghiên cứu sự ảnh
hưởng của nhiệt độ ép tới chất lượng ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều
dày ván mỏng là 2mm”.
Do thời gian và trình độ của bản thân có hạn nên đề tài không tránh được
những thiếu sót. Vậy kính mong các thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý để đề
tài hoàn thiện hơn.

Chương 1
NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

1. Lịch sử phát triển của ván LVN.
1.1. Trên thế giới
Ván LVL là loại sản phẩm mới và được sản xuất với công nghệ hiện đại,
mục đích tạo ra ván có chiều dầy lớn hơn so với ván dán thông thường, để có thể
thay thế được gỗ tự nhiên. Nó được sản xuất trong những thập kỷ gần đây ở các
nước Bắc Mĩ và Châu Âu.
Theo tài liệu [6] thì ván LVL (Laminated Venner Lumber) là loại ván đặc
biệt được tạo ra bàng cách dán ép các lớp ván mỏng song song với nhau theo
chiều thớ gỗ.
Trong 20 năm trở lại đây loại hình sản phẩm này đã trở thành một yếu tố
quan trọng và hiện nay nó rất phù hợp cho ứng dụng thực tế, tạo ra các chi tiết
chịu lực khác nhau điển hình như :khung cửa, dầm, xà trong xây dựng và trong
sản xuất đồ mộc.
Các cấp kích thước của ván LVL:
- Chiều dài lớn nhất: 23m (về mặt lý thuyết là không có giới hạn)
- Chiều rộng lớn nhất: 1,8m
- Chiều dầy lớn nhất: 0,075m
Sản phẩm LVLđã được giới thiệu đầu tiên ở Phần Lan vào những năm 70.
+ Dây chuyền đầu tiên được sản xuất vào năm 1981.
+ Dây chuyền thứ hai được sản xuất vào năm 1986.
+ Dây chuyền thứ 3 được sản xuất vào khoảng 1997.

Ngay nay có 2 dây truyền lớn sản xuất LVL với sản lượng sản xuất ra là
60000 m
3
/1 dây truyền trong năm, trong đó 75 – 80% xuất khẩu, thị trường chính
tiêu thụ loại hình sản phẩm này là Chung Âu .
- Lượng tiêu hao nguyên liệu vào khoảng 2,7 m
3
gỗ/1m
3
sản phẩm. Gỗ tròn
bóc vỏ sau đó sử lý trong nước với nhiệt độ xử lý đã định rồi để nguội trong một
thời gian nhất định đến khi nhiệt độ gỗ bằng 30
0
C sau đó tiến hành bóc gỗ.
Nguyên liệu dùng sản xuất LVL ở Mỹ có:
NL
= 300  600 Kg/m
3
.
Kết quả của công trình nghiên cứu sản xuất ván LVL từ gỗ Keo tai tượng và gỗ
Cao su bằng các loại chất kết dính khác nhau được trình bày trong tài liệu [5]
cho thấy:
Các loại ván LVL được sản xuất ở các nhà máy ván dán thông thường, các
tấm ván mỏng ướt được sấy đến MC < 6% trên máy sấy ván mỏng ở nhiệt độ sấy
là T = 150  170
0
C. Có ba loại keo sử dụng làm chất kết dính là: MUF, PF, UF.
Đối với keo UF và PF được dùng theo công thức thông thường trong sản xuất
ván dán thông dụng trong khi đó với loaị keo MUF được dùng cho loại ván LVL
đặc biệt.

Các tấm ván mỏng sau khi sấy và tráng keo xẽ được xếp theo quy định
như sau:
- Mặt phải với mặt phải.
- Mặt trái với mặt trái.
Kết cấu xếp như vậy được thực hiện trên cùng một mặt ở cùng một tầng
xếp việc xếp ván mỏng để cấu trúc thành ván LVL có thể theo nguyên tắc đối
xứng , mặt phải đối xứng với mặt phải và mặt trái đối xứng với mặt trái và cách
xếp khác là không đối xứng mặt phải và mặt trái. Tất cả các tấm ván mỏng đều
không được nối đầu, ván LVL rộng 4  8 feet được làm ra bởi các thớ gỗ chạy
song song với chiều rộng. Máy tráng keo kiểu ru lô ( roller coater) được sử dụng
để tráng keo và thời gian để ráo và xếp ván là không quá 30 phút. Ván LVL sau
khi được xếp lớp sẽ được ép nguội trên máy ép riêng ở áp suất là: P = 10
Kgf/cm
2
trong 20 phút, sau đó được ép trên máy ép nhiệt ở áp suất ép là 12
Kgf/cm
2
, dưới nhiệt độ ép là 125, 120, 110
0
C tương ứng với các loại keo MUF,
PF, UF trong khoảng thời gian là 50 phút. Khi dùng keo MUF trong sản xuất ván
LVL gặp một số trở ngại trong ép nhiệt khí, số lớp ván được xếp là 15 lớp vì thế
một vài loại ván khi dùng chất kết dính là MUF đã được hạ xuống bằng ván 13
lớp, để dễ dàng trong công việc xếp ván.
1.2. Tại Việt Nam.
Trong những năm gần đây trở về trước, việc sản xuất ván LVL trong thực
tế là chưa có. Nhưng trên thế giới các nước phát triển họ đã đi vào sản xuất loại
ván này. Theo su thế phát triển của xã hội hiện nay thì như cầu về ván LVL trong
nước cần phải được đáp ứng với mong muốn thay thế cho gỗ tự nhiên tránh hiện
tương khai thác gỗ tự nhiên bừa bãi khiến cho lượng gỗ nguyên có đường kính

lớn đang dần cạn kiệt. Như chúng ta đã biết gỗ yêu cầu trong xây dựng ngày một
tăng điều này dẫn đến những ý tưởng nghiên cứu và sản xuất LVL trong nước
cần được đề cập đến. Hiện nay trong nước đã và đang có những công trình
nghiên cứu về ván LVL của các sinh viên Trường Đại Học LN với mục đích có
thể đi vào sản xuất từ các loại nguyên liệu như:
- Bồ đề : ( ……. … )
- Trám trắng: (Canarium album )
- Keo lai : ( Acacia mangium  auriculiformis).
Riêng với cây Keo Lai thì đây là một sự phát hiện mới về nguyên liệu ở
nhưng khu rừng hỗn giao giữa Keo Tai Tượng và Keo Lá Tràm ở một số nơi
như:
Ở trong nước:( Hà Tây, Hoà Bình, Sơn La, Phú Thọ, Tuyên Quang,Vĩnh
Phúc,Thái Nguyên, Quảng Trị, Bình Định ).
Ở ngoài nước:( Malaysia, Úc )
Đặc điểm của cây Keo Lai cho thấy là: thế hệ lai F
1
có tính chất tốt kết
hợp được của hai cây bố và cây mẹ, còn thế hệ lai F
2
bi thoái hoá khi lai tự nhiên
cho nên người ta đã tiến hành lai nhân tạo giữa hai giống cây keo lá tràm và cây
keo Tai Tượng để tạo ra giống Keo Lai, người ta chỉ sử dụng thế hệ lai F
1
vào
sản xuất ván nhân tạo, và đặc biệt sử dụng vào nghiên cứu và sản xuất ván LVL.
Đây có thể gọi là bước đầu nghiên cứu mở ra tầm phát triển quan trọng của
ngành ván nhân tạo trong nước. Hiện nay đang có một số công trình nghiên cứu
để sản xuất ván LVL của các đồng nghiệp có thể kể đến như:
1/ Lê Công Nam - “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian ép tới tính chất của
ván LVL sản xuất từ cây gỗ Keo Lai với cấp chiều dày ván mỏng là 2 mm”.

2/ Lê Vũ Thanh - “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất ép tới tính chất của ván
LVL sản xuất từ cây gỗ keo Lai với cấp chiều dày ván mỏng là 2 mm”.
Và một số đề tài nghiên cứu khác.
Với yếu tố nhiệt độ ép nó ảnh hưởng tới rất nhiều yếu tố qua nhiều giai
đoạn tạo ván LVL một cách rất khác nhau như:
- Nó ảnh hưởng trực tiếp tới tính chất của ván mỏng
- Ảnh hưởng chất kết dính
- Ảnh hưởng tới việc lựa chọn thời gian ép…
Từ đó các yếu tố đó nó dẫn đến sự ảnh hưởng 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
hưởng về nhiệt độ tới các tính chất của loại ván này.
2. Mục tiêu của đề tài.
Xác định được sự ảnh hưởng của nhiệt độ ép tới chất lượng sản phẩm
LVL, để từ đó đưa ra được 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 hưởng của nhiệt độ ép đến một số tính chất của ván
LVL sản xuất từ gỗ Keo lai, vơi phương pháp ép nhiệt nhiều bước “Step by
step”.
4. Phạm vi nghiên cứu.
4.1. Những yếu tố cố định.
- Phương pháp ép.
- Áp suất ép.
- Thời gian ép.
- Nguyên liệu.
- Lượng 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. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm.



















Chương 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 nhưng 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 thước trung bình từ 0,1 - 0,2mm, số lượng ít, mạch gỗ
xế phân tán hình thức tụ hợp đơn và kép với số lượng 2 –3 lỗ/ mm
2
, trong mạch
gỗ không có thể bít, quan sát trên mặt cắt ngang thấy rõ tia gỗ, kích thước tia gỗ
nhỏ hơn 0,1mm, số lượng 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 thước nhỏ, đường kính 0,6 –
0,8 m, 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 ch
ất

Tr
ị số

Đơn v
ị

Tỷ lệ cenlulose
49

51
%
T
ỷ lệ co rút

Dọc thớ
Xuyên tâm
Tiếp tuyến

0,59
3,73
7,61

%
%
%
T
ỷ lệ d

ãn n
ở

Dọc thớ
Xuyên tâm

Y
L
: 0,37
Y
XT
: 3,71

%
%
Ứng suất uấn tĩnh


UT
: 88,60
MPa
Modul đàn h
ồi


E : 14000

MPa

Cường độ kéo dọc thớ


KD
: 104,84
MPa
Cường độ kéo ngang thớ


KNXT
: 3,83

KNTT
: 3,66
MPa
MPa
Ứng suất tách


TXT
: 1,22

TT
: 1,50
MPa
MPa
Đ
ộ cứ
ng t
ĩnh

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 hưởng của nguyên liệu đến công nghệ ép và chất lượng sản
phẩm.
1.2.1. Ảnh hưởng của loài gỗ.
Đối với mỗi loại gỗ khác nhau xẽ có sự ảnh hưởng tới công nghệ ép và
chất lượng sản phẩm là khác nhau, vì chúng có cấu tạo, tổ thành hoá học khác
nhau. Như 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 hưởng nhiều đến quá trình tạo ván mỏng,
chất lượng 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 lượng sản phẩm không đảm
bảo đặc biệt là  của sản phẩm không đều dẫn đến các tính chất của ván bị ảnh
hưởng theo xu hướng giảm chất lượng.
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 hưởng 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 nhược điểm này
bằng cách tăng độ ẩm cho ván mỏng thì nó hoàn toàn trái ngược 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 hưởng đến quá
trình truyền nhiệt đồng thời làm cho màng keo đóng rắn không đều làm giảm
chất lượng sản phẩm.

1.2.2. Ảnh hưởng của ván mỏng.
Chất lượng ván mỏng có ảnh hưởng rất lớn đối với công nghệ ép và chất
lượng sản phẩm, nó thể hiện qua các thông số:
- Chiều sâu vết nứt
- Sai số chiều dầy
- Số lượng mắt
- Độ ẩm ván mỏng
 Chiều sâu vết nứt
Như chúng ta đã biết khi chiều sâu vết nứt lớn sẽ làm cho lượng 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 hướng và làm tăng chất lượng 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 lượng mối dán
giảm.
 Ảnh hưởng 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 thước nén không chính sác thường 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 lượng 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 được với nhau làm chất lượng mối dán giảm. Đồng thời
theo tiết diện ngang của sản phẩm có sự phân bố  không đều gây ra hiện tượng
sản phẩm bị cong vênh.
 Mắt gỗ.
Yếu tố mắt gố không những ảnh hưởng tới quá trình tạo ván mỏng mà nó
còn ảnh hưởng nhiều tới công nghệ ép và chất lượng sản phẩm. Như 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 hưởng 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 hướng giảm đi. Cho nên tại vị trí ván mỏng có mắt khả năng truyền nhiệt
cao làm cho màng keo có hiện tượng đóng rắn cục bộ dẫn đến chất lượng sản
phẩm không cao.
 Độ nhấp nhô bề mặt.
Độ bền mối dán phụ thuộc vào màng keo được tạo thành trong quá trình
đóng rắn,khi độ nhấp nhô bề mặt ván mỏng lớn sẽ làm lượng keo tráng tăng,
chiều dày màng keo lớn. thực tế cho thấy có độ nhấp nhô lớn có thể làm ảnh
hưởng tới chấtlượng sản phẩm.

 Ảnh hưởng của độ ẩm ván mỏng tới công nghệ ép và chất lượng 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 hưởng tới chất lượng 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 lượng mối dán không đều và chất
lượng sản phẩm thấp. Nếu độ ẩm của ván mỏng quá cao làm cho lượng 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 lượng keo cần thiết trong màng keo bị hao hụt dẫn đến chất
lượng sản phẩm kém. Đồng thời khi độ ẩm ván mỏng quá cao sẽ gây ra hiện
tượng nổ ván khi mở khoang máy ép. Lý do là khi MC ván mỏng cao, trong quá
trình ép sẽ làm dư lượng nước 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 lượng nước bay hơi tạo ra túi khí, áp suất hơi
nước và các phần tử keo sẽ bị hơi nước đẩy đi dẫn tới hiện tượng keo bị tràn ra
ngoài và nguy hiểm hơn là có những chỗ trong tấm ván không có keo mà chỉ có
hơi nước thậm chí là nước cho nên tại những chỗ như 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 được 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 thường 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 trước 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
được hoá mềm và loại bỏ được 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, thước 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 thường dùng
Đặc trưng cơ bản trong sản xuất ván dán nói chung là mối dán có diện tích
lớn vì thế các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình dán dính biểu hiện rất rõ rệt. Các
loại chất kết dính như 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 được giá thành sản
phẩm cho hướng 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 như sau:
 Pha chất kết dính dán ép nguội:

Phương pháp dán ép nguội thường được sử dụng trong sản xuất với quy
mô nhỏ, thông thường nó chỉ dán ép các chi tiết nhỏ trong sản xuất đồ mộc. Hầu
như 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 phương pháp này.
 Pha chất kết dính dán ép nóng
Tính toán lượng nước, lượng nước 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 được xác định theo công thức.


Trong đó:
m
v
: Lượng nước cần dùng [Kg]
m
n
: Lượng nhựa cần pha [ Kg]
k
1
: Tỷ lệ khô của nhựa [ % ]
k
2
: Tỷ lệ khô của chất kết dính [ % ]
Lượng chất đóng rắn thường dùng từ (0,5 – 1,5)% so với lượng 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 như phương pháp bôi,
tráng chất kết dịnh lên bề mặt vất dán. Chất kết dính U- F người ta dùng NH
4
Cl
làm chất đóng rắn và được chọn theo độ pH ban đầu của chất kết dính theo bản

sau:

Đ
ộ pH của chất kết dính

Lư
ợng NH
4

c
ần d
ùng (%)

7,5

8,5 1,0

1,5
6,5

7,5 0,5

0,8
6,0

6,5 0,4

0,5

m

v

=

m
n

( k
1

–

k
2
)

k
2

[Kg]

Nguyên liệu Lượng 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 thường khi sử
dụng chất độn là tinh bột (bột mì, bột gỗ…) thì dùng với một lượng nước là (10
 30)% so với lượng chất kết dính. Quy trình pha như sau:
- Cho lượng chất độn vào 1/2 lượng nước đã tính toán rồi khuấy đều.
- Cho 1/2 lượng nước còn lại vào nhựa rồi khuấy đều.
- Trộn lượng chất độn đã hoà tan trong nước vào lượng nhựa đã hoà tan
trong 1/2 lượng nước còn lại rồi cho lượng chất đóng rắn đã hoà tan ở nồng
độ 20% vào, khuấy đều lên ta sẽ được một lượng chất kết dính như đã tính

toán.
Lượng 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 như: 1,8; 3,2; 3,5; 3,6; 4,2…(mm), khi được sấy với độ ẩm <6%. Khi các
khuyết tật của ván mỏng tăng như sai số chiều dầy, chiều rộng và chiều sâu vết
nứt, độ nhấp nhô bề mặt… sẽ làm cho lượng 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 lượng keo cho mối dán giúp
quá trình dán ép được thực hiện tốt nhất. Vì vậy, lượng chất kết dính sử dụng cho
ván LVL là (150  300) g/m
2
.
2.2. Sự ảnh hưởng của chất kết dính tới chất lượng sản phẩm [1]
2.2.1. Nồng độ chất kết dính
Nồng độ chất kết dính (nồng độ keo) có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối
dán vì trong quá trình dán ép dung môi chủ yếu của chất kết dính được 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
lượng mối dán không đảm bảo. Mặt khác, khi nồng độ chất kết dính thấp thường
có hiện tượng keo bị đóng rắn trong môi trước 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 lượng 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 ướt của dung dịnh trên bề mặt vật dán. Như vậy nếu như độ
nhớt của chất kết dính lớn thì nội lực của nó sẽ lớn, khi nội lực của chất kết dính
lớn hơn lực hút của chất kết dính với vật dán thì chất kết dính không có khả năng

thấm ướt và dàn trải đều lên bề mặt vật dán khiến cho màng chất kết dính không
liên tục làm giảm chất lượng mối dán. Khi độ nhớt của chất kết dính thấp chứng
tỏ mức độ trùng ngưng của chất kết dính thấp sẽ làm cho chất lượng dán dính
thấp, khi ép keo có thể bị tràn ra ngoài làm cho chất lượng mối dán không đảm
bảo.

2.2.3. Hàm lượng khô của chất kết dính
Trong sản xuất ván dán nói chung, hàm lượng khô của chất kết dính
thường từ khoảng (50  65)% để thuận lợi cho quá trình tráng keo lên bề mặt ván
mỏng. Cũng như vậy đối với ván LVL, việc lựa chọn chất kết dính U-F mục đích
sản xuất ra sản phẩm thay thế cho gỗ xẻ và làm các chi tiết chịu lực trong sản
xuất đồ mộc. Tuy nhiên sự ảnh hưởng về hàm lượng khô của chất kết dính tới
sản phẩm LVL. Nếu hàm lượng khô quá lớn, màng keo dàn trải không đều dẫn
đế chất lượng mối dán giảm. Ngược lại khi hàm lượng khô quá thấp sẽ dẫn đến
khi tráng keo độ ẩm ván mỏng tăng lượng keo thấm vào gỗ ít, khi ép keo dễ bị
nước đẩy tràn ra ngoài mặt bàn ép làm cho chất lượng mối dán kém. Vì vậy khi
sử dụng chất kết dính U-F ta phải điều chỉnh hàm lượng khô của chất kết dính
sao cho phù hợp với yêu cầu của MC ván mỏng trong sản xuất LVL.
2.2.4. Độ pH của chất kết dính
Độ axít, bazơ của chất kết dính là một trong những đại lượng đặc trưng
cho tính chất hoá học của chất kết dịnh. Yếu tố này nó ảnh hưởng trực tiếp tới
khả năng dán ép và độ bền của mối dán.
Nếu độ pH của chất kết dính quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ tăng nhanh quá trình
lão hoá của dung dịch, rất khó khăn trong quá trình khống chế các điều kiện dán
dính, thậm chí nó có thể phá huỷ các liên kết trên bề mặt vật dán và đặc biệt đối
với gỗ có thành phần Xenluloza rất dễ bị phân huỷ do độ axít hoặc bazơ quá lớn
của chất kết dính. Vì vậy khi sử dụng chất kết dính sản xuất LVL ta phải điều
chỉnh hoặc kiểm tra độ pH của dung dịch thích hợp với loại vật dán khác nhau.
2.2.5. Thời gian gel hoá chất kết dính
Thời gian gel hoá là khoảng thời gian các phân tử keo bắt đầu có sự

chuyển hoá mạnh mẽ về mặt cấu trúc phân tử. Lúc này các phản ứng xảy ra
mạnh mẽ dẫn đến các phân tử ngày càng phức tạp hơn. Hay nói cách khác đây
chính là khoảng thời gian keo chuyển từ pha lỏng sang pha rắn. Nếu thời gian gel
hoá quá dài màng keo đóng rắn chậm ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế
Nếu thời gian gel hoá ngắn keo có hiện tượng đóng rắn sớm ảnh hưởng tới
chất lượng mối dán.
Do vậy thời gian gel hoá của keo cần phải điều chỉnh cho thích hợp đối
với từng loại sản phẩm.
3. Công nghệ sản suất ván LVL
3.1. Xử lý nhiệt
Trong công nghiệp sản xuất ván dán nói chung hay quá trính sản xuất ván
LVL nói riêng, trong quá trình bóc, ván mỏng bị kéo thành những tấm phẳng,
thẳng nên trong gỗ xuất hiện một nội ứng suất lớn. Ở phiá trong của tấm ván
mỏng (mặt trái) xuất hiện một ứng suất kéo ngang thớ gỗ, ứng suất này tỷ lệ
nghịch với đường kính gỗ và tỷ lệ thuận với chiều dầy ván mỏng. Trong trường
hợp ứng suất này vượt quá giới hạn sẽ gây ra hiện tượng nứt hoặc rách ván mỏng
Vậy để khắc phục hiện tượng trên người ta đã đưa ra phương pháp khắc
phục là xử lý nhiệt trước khi bóc. Khi gỗ được xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao với độ
ẩm thích hợp gỗ sẽ chuyển sang trạng thái biến dạng dẻo làm cho giới hạn bền sẽ
tăng và công cắt gọt sẽ giảm xuống.
Xử lý nhiệt cho gỗ người ta xử dụng nước nóng hay hơi nước bão hoà:
Hay còn gọi cách khác là xử lý nhiệt theo phương pháp trực tiếp (gỗ được chìm
trong nước nóng) và xử lý nhiệt theo phương pháp gián tiếp(gỗ được làm nóng
bằng hơi nước bão hoà>. Tuỳ theo chế độ xử lý mà nhiệt độ của môi trường xử
lý biến động từ 50
0
C 90
0
C.
Đối với 2 phương pháp xử lý nhiệt đã nêu trên cho ta thấy rằng: riêng đối

với phương pháp xử lý nhiệt bằng hơi nước nó có những vấn đề đáng lo ngại như
sau.
- áp suất nồi hơi là vấn đề rất lo ngại cho nhà sản xuất về sự an toàn và chi phí
nhất là đối với sản xuất nhỏ.
- Không loại bỏ được các chất như: nhựa, chất chiết suất, chất khoáng và các
chất vô cơ khác, mà các chât này nó lại ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình đóng
rắn của keo, gây cản trở quá trình đóng rắn của keo. Tuy nhiên, đối với phương
pháp này nó không làm biến mầu của gỗ.
Đối với phương pháp: xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ được chìm trong nước
nóng) có nhiều thuận lợi hơn như:
- Gảm giá thành chi phí công nghệ.
- đảm bảo được yêu cầu của gỗ sau khi xử lý.
- Loại bỏ được các chất cac chiết suất và các chất gây ảnh hưởng tới quá
trình đóng rắn của keo. Nhưng ở phương pháp này nó làm biến mầu
của gỗ, tuy nhiên so với phương pháp trên thì phương pháp này có
nhiều thuận lợi hơn.
Vì vậy đề tài đã lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ được ngập
chìm trong nước nóng) để xử lý nhiệt trong gỗ
3.2. Bóc ván mỏng.
Đề tài đã lựa chọn máy bóc gỗ phân xưởng Trung Tâm Chuyển Giao Công
Nghiệp Công Nghệ Rừng – Trường Đại Học Lâm Nghiệp làm công cụ sản xuất
ván mỏng.
 Khái niệm về bóc ván mỏng:
Bóc gỗ là một dạng cắt gọt chuyên dùng, phôi là khúc gỗ tròn, chuyển
động quay tròn tại chỗ quanh tâm của nó tạo ra tốc độ cắt gọt. Dao bóc đồng thời
thực hiện 2 chuyển động: chuyển động tự quay quanh mũi dao bóc và chuyển
động tịnh tiến theo phương vuông góc với trục tâm quay của phôi trong mặt
phẳng nằm ngang.
Phôi là thành phẩm, được tạo ra liên tiếp. Tổng chiều dài phoi bằng chiều
dài quỹ đạo của dao trên phôi, chiều rộng của phôi bằng chiều dài khúc gỗ chiều

dầy của phôi được quyết định bởi tốc độ đẩy của lưỡi dao (có thể tạo ra được
chiều dầy 0.5  15 mm).


- Tốc độ chuyển động của dao:



Trong đó:
h
TB
: Chiều dầy trung bình của phoi (mm)
n : Số vòng quay của trục trấu (v/phút)
U =

U
n

X n

1000
=

h
TB

X
n

1000

[m/phút]

- Tốc độ cắt:


Trong đó:
D
1
,D
2
: Đường kính khúc gỗ trước và sau khi bóc (mm).
- Tốc độ cắt tức thời:


R
i
: Là bán kính khúc gỗ tại tọa độ mà ta sét.
Trong quá trình bóc ván mỏng, do quan hệ động học giữa dao bóc và
gỗhoặc do lắp đặt dao bóc à thước nén không chính xác thường tạo ra các tấm
ván mỏng có chiều dày không đều tại một vị trí tiết diện nào đó của tấm ván. Để
hạn chế được khuyết tật của ván mỏng,Người ta đã nghieen cứu bàng thực
nghiệm và đưa ra được các phương án ssiều chỉnh các thông số trong mối quan
hệ giữa gỗ,dao bóc và thước nén
-Góc sau : (Giáo sư:KY KOB đã xác định trị số góc sau phụ thuộc vào
đường kính gỗ như sau:
d < 300(mm)
=0
0
30

'
- 1
0
30
'

d = 300 - 800(mm)
= 2 - 3
0


- Vị trí mũi dao bóc:
Quan hệ giữa chiều cao mũi dao bóc và chiều dày ván mỏng.
Chi
ều d
ày ván m
ỏng (mm)

0,5

1,0

1,5

2,0

Chi
ều cao đặt mũi dao
0,1
-

0,13

0,2
-

0,25

0,3
-

0,38

0,4
-

0,5

V
TB

=

n.

.(D
1
– D
2
)

2.60.1000

[m/s]

V


=

n.

.R
i

60.1000

[m/s]

bóc(mm)

- Mức độ nén ván:
Bằng thực nghiệm cho thấy, khi bóc các loại gỗ thông dụng thì mức độ
nén được xác định theo công thức.
= 7.S + (9 - 14)%
- Chiều cao mũi dao bóc và thước nén. (Kết quả thực
nghiệm).
h
0
= (1/8 - 1/10) (%)
- Góc sau thước nén:

t
thích hợp là.
= 5
0
- 7
0

- Nhiệt đọ bóc gỗ:
T
0
= (7S + 20)K
t
[
0
C ]
3.3. Sấy ván mỏng.
3.3.1 . Mục đích - yêu cầu.
 Mục đích của sấy ván mỏng.
Nhằm làm giảm của ván tới độ ẩm phù hợp với yêu cầu công nghệ.Trị số
độ ẩm cuối cùng của ván phụ thuộc vào mục đích sử dụng ván dán nói chung và
ván LVL nói riêng ;loại keo sử dụng ,loại gỗ Với loại ván dán thông thường
hiện nay người ta sấy ván tới độ ẩm cuối cùng bằng (7 - 12)% .Riêng với ván
LVL yêu cầu MC
vm
<6% thậm chí có thể bằng 5%
 Yêu cầu của công đoạn sấy ván mỏng.
+ Phù hợp với năng suất của ván ép nhiệt.
+ Hạn chế tới mức thấp nhất hiện tượng rách ván trong quá trình sấy.

3.3.2. Chế độ sấy ván mỏng:
Căn cứ vào mục đích và yêu cầu của công đoạn sấy,hiện nay người ta
thường sử dụng chế độ sấy cứng; nhiệt độ môi trường sấy cao.Điển hình như
,nhiệt độ sấy cho ván mỏng dùng để sản xuất LVL lên tới 150 - 170
0
C.
Quá trình sấy ván mỏngcó thể chia thành 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn sấy tăng tốc .
+ Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần.
Tnời gian của giai đoạn sấyđảng tốc chiếm phần cơ bản trong toàn bộ quá
trình sấy. Một trong những thông số quan trọng nhất của chế độ sấy là việc xác
định thời gian sấy. Thời gian sấy ván mỏng là một hàm phụ thêm vào rất nhiều
các yếu tố như: độ ẩm ban đầu của ván, độ ẩm cuối cùng của ván, nhiệt độ môi
trường sấy,độ ẩm tương đối của môi trường sấy,vận tốc tuần hoàn, chiều dày
ván, loại gỗ
Công thức thực nghiệm để xác định thời gian sấy ván mỏng:




Trong đó:
W
đ
: độ ẩm ban đầu của ván.
W
c
: độ ẩm cuối cùng của ván
Vs : vận tốc sấy: %/phút

K : hệ số giai đoạn sấy 2: 1/phút
3.4. Phương pháp ép.
Tuỳ theo cách phân loại mà người ta có thể chai ra thành nhiều phương
pháp ép khác nhau.
3.4.1. Theo thông số chế tộ ép ta có 3 phương pháp ép.

s
= [
Vs


W
đ

30

+

K

W
c
30

2,3

lg

] K


[ phút ]
- Phương pháp khô lạnh.
- Phương pháp nhiệt ẩm.
- Phương pháp khô nhiệt.
Với phương pháp khô - lạnh còn được gọi là phương pháp ép nguội, nó
phù hợp với các loại keo đóng rắn nguội. Cho nên trong sản xuất ván nhân tạo
nói chung và đối với LVL nói riêng cho ta thấy khả năng áp ứng dụng vào công
nghệ sản suất sẽ không cao vì phạm vi sử dụng nguyên liệu chất kết dính bị hạn
chế, thời gian sản xuất kéo dài dẫn đến tiến độ sản xuất không được phát triển
cho nên đề tài không lựa chọn phương pháp ép này.
Phương pháp nhiệt ẩm cho phép giảm đáng kể thời gian ép, bằng cách sử
dụng quá trình ẩm dẫn nhiệt ở giai đoạn đầu quá trình ép. Nhiệt độ ép phụ thuộc
vào loại keo, chiều dầy sản phẩm, chiều dầy ván mỏng. áp suất ép phụ thuộc vào
 sản phẩm, chất lượng bề mặt của ván mỏng…phương pháp này có thể cho năng
suất cao và chất lượng sản phẩm tốt. Tuy nhiên nó chỉ phù hợp với dây chuyền
công nghệ sản xuất hiện đại, trong khi đó phương pháp này ở nước ta vẫn được
gọi là mới mẻ và do điều kiện không cho phép trong qúa trình nghiên cứu cho
nên, chúng tôi không sử dụng phương pháp ép nhiệt ẩm vào quá trình nghiên cứu
sản xuất LVL.
Đối với phương pháp khô nhiệt thì đây là phương pháp đang được ứng
dụng phổ biến trong nước và một số nước trên thế giới nền công nghiệp chế biến
gỗ chưa phát triển mạnh.
Các thông số đặc trưng của phương pháp:
- Độ ẩm ván mỏng: MC = (6 – 8)%, tuy nhiên hiện nay trên thế giới việc áp
dụng phương pháp này sản xuất LVL yêu cầu chiều dầy ván mỏng có độ ẩm <
6%.
- Nhiệt độ ép: Yếu tố nhiệt độ ép của phương pháp phụ thuộc các yếu tố
như: loại keo, chiều dầy sản phẩm số lớp ván mỏng… Nhiệt độ ép trong sản xuất
ván dán nói chung thường từ (105 – 150)
0

C.
- Áp suất ép: áp suất ép phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng thể tích của sản
phẩm, ngoài yếu tố đó ra nó cò phụ thuộc vào một số yếu tố khác như: loại gỗ,
độ nhẵn bề mặt của ván mỏng, sai số chiều dầy của ván mỏng… thông thường
người ta sử dụng áp suất ép trong khoảng
P
ÉP
: (14 – 18)KGf/cm
2
.
Chúng tôi thấy rằng với phương pháp này rất phù hợp cho quá trình
nghiên cứu sản xuất LVL trong điều kiện công nghệ và cơ sở vật chất hiện tại.
Vì vậy, đề tài đã đi vào nghiên cứu và sản xuất LVL từ phương pháp ép nhiệt
này.
3.4.2. Các phương pháp ép khác.
Phương pháp ép cao tần.
- Phương pháp ép một bước.
- Phương pháp ép nhiều bước.
Các phương pháp này đều đựoc sử dụng trên thế giới.
 Phương pháp ép cao tần.
Phương pháp ép này, nó chỉ phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất
hiện đại. Trên thế giới ở các nước phát triển mạnh về công nghiệp ván nhân tao
đã đi vào sản xuất băng phương pháp này, bên cạnh đó người ta có thể kết hợp
phương pháp ép một bước hoặc nhiều bước với phương pháp ép cao tần, còn đối
với tình hình trong nước hiện nay phương pháp này có thể nói là rất mới mẻ,
chưa có dây chuyền sản xuất ván nhân tạo nào sản xuất bằng phương pháp ép
này. Do vậy đề tài không đề cập lựa chọn phương pháp này trong quá trình
nghiên cứu.
 Phương pháp ép một bước.