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 part 2 pdf

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 tợng 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 chấtlợng 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
đợc 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]
m
v

=

m
n

( k
1



k
2

[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 8,5 1,0 1,5
6,5 7,5 0,5 0,8
6,0 6,5 0,4 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 lợng nớc là (10
30)% so với lợng chất kết dính. Quy trình pha nh sau:
- Cho lợng chất độn vào 1/2 lợng nớc đã tính toán rồi khuấy đều.
- 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 đợc 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 lợng 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 (150 300) 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 tợng 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 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 ớt và dàn trải đều lên bề mặt vật dán khiến cho màng chất kết dính không
liên tục làm giảm chất lợng mối dán. Khi độ nhớt của chất kết dính thấp chứng
tỏ mức độ trùng ngng của chất kết dính thấp sẽ làm cho chất lợng dán dính
thấp, khi ép keo có thể bị tràn ra ngoài làm cho chất lợng mối dán không đảm
bảo.

2.2.3. Hàm lợng khô của chất kết dính
Trong sản xuất ván dán nói chung, hàm lợng khô của chất kết dính
thờng từ khoảng (50 65)% để thuận lợi cho quá trình tráng keo lên bề mặt ván

mỏng. Cũng nh 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 hởng về hàm lợng khô của chất kết dính tới sản
phẩm LVL. Nếu hàm lợng khô quá lớn, màng keo dàn trải không đều dẫn đế
chất lợng mối dán giảm. Ngợc lại khi hàm lợng khô quá thấp sẽ dẫn đến khi
tráng keo độ ẩm ván mỏng tăng lợng keo thấm vào gỗ ít, khi ép keo dễ bị nớc
đẩy tràn ra ngoài mặt bàn ép làm cho chất lợng mối dán kém. Vì vậy khi sử
dụng chất kết dính U-F ta phải điều chỉnh hàm lợng 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 lợng đặc trng cho
tính chất hoá học của chất kết dịnh. Yếu tố này nó ảnh hởng 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 hởng đến chỉ tiêu kinh tế
Nếu thời gian gel hoá ngắn keo có hiện tợng đóng rắn sớm ảnh hởng tới
chất lợng 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 đờng kính gỗ và tỷ lệ thuận với chiều dầy ván mỏng. Trong trờng
hợp ứng suất này vợt quá giới hạn sẽ gây ra hiện tợng nứt hoặc rách ván mỏng
Vậy để khắc phục hiện tợng trên ngời ta đã đa ra phơng pháp khắc
phục là xử lý nhiệt trớc khi bóc. Khi gỗ đợc 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 ngời ta xử dụng nớc nóng hay hơi nớc bão hoà: Hay
còn gọi cách khác là xử lý nhiệt theo phơng pháp trực tiếp (gỗ đợc chìm trong
nớc nóng) và xử lý nhiệt theo phơng pháp gián tiếp(gỗ đợc làm nóng bằng hơi
nớc bão hoà>. Tuỳ theo chế độ xử lý mà nhiệt độ của môi trờng xử lý biến
động từ 50
0
C 90
0
C.
Đối với 2 phơng pháp xử lý nhiệt đã nêu trên cho ta thấy rằng: riêng đối
với phơng pháp xử lý nhiệt bằng hơi nớc nó có những vấn đề đáng lo ngại nh
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 đợc các chất nh: nhựa, chất chiết suất, chất khoáng và các
chất vô cơ khác, mà các chât này nó lại ảnh hởng trực tiếp tới quá trình đóng rắn
của keo, gây cản trở quá trình đóng rắn của keo. Tuy nhiên, đối với phơng pháp
này nó không làm biến mầu của gỗ.
Đối với phơng pháp: xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ đợc chìm trong nớc nóng)

có nhiều thuận lợi hơn nh:
- Gảm giá thành chi phí công nghệ.
- đảm bảo đợc yêu cầu của gỗ sau khi xử lý.
- Loại bỏ đợc các chất cac chiết suất và các chất gây ảnh hởng tới quá
trình đóng rắn của keo. Nhng ở phơng pháp này nó làm biến mầu của
gỗ, tuy nhiên so với phơng pháp trên thì phơng pháp này có nhiều
thuận lợi hơn.
Vì vậy đề tài đã lựa chọn phơng pháp xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ đợc ngập
chìm trong nớc nóng) để xử lý nhiệt trong gỗ
3.2. Bóc ván mỏng.
Đề tài đã lựa chọn máy bóc gỗ phân xởng Trung Tâm Chuyển Giao Công
Nghiệp Công Nghệ Rừng Trờng 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 phơng vuông góc với trục tâm quay của phôi trong mặt
phẳng nằm ngang.
Phôi là thành phẩm, đợc 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 đợc quyết định bởi tốc độ đẩy của lỡi dao (có thể tạo ra đợc
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)
- Tốc độ cắt:


Trong đó:
D
1
,D
2
: Đờng kính khúc gỗ trớc 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 thớc nén không chính xác thờng 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 đợc khuyết tật của ván mỏng,Ngời ta đã nghieen cứu bàng thực
nghiệm và đa ra đợc các phơng án ssiều chỉnh các thông số trong mối quan
hệ giữa gỗ,dao bóc và thớc nén
-Góc sau : (Giáo s:KY KOB đã xác định trị số góc sau phụ thuộc vào
đờng kính gỗ nh sau:
d < 300(mm) =0
0
30

'
- 1
0
30
'

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

U
n

X n


1000

=

h
TB

X
n

1000

[m/phút]

V
TB

=

n..(D
1
D
2
)
2.60.1000

[m/s]


V


=

n..R
i

60.1000

[m/s]



- Vị trí mũi dao bóc:

Quan hệ giữa chiều cao mũi dao bóc và chiều dày ván mỏng.
Chiều dày ván mỏng (mm)

0,5

1,0

1,5

2,0

Chiều cao đặt mũi dao bóc(mm)

0,1
-

0,13

0,2
-

0,25

0,3
-

0,38

0,4
-

0,5

- Mức độ nén ván:
Bằng thực nghiệm cho thấy, khi bóc các loại gỗ thông dụng thì mức độ nén
đợc xác định theo công thức.
= 7.S + (9 - 14)%
- Chiều cao mũi dao bóc và thớc nén. (Kết quả thực nghiệm).
h
0
= (1/8 - 1/10) (%)
- Góc sau thớc 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 thờng hiện
nay ngời 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 tợng rách ván trong quá trình sấy.