Nghiên cứu ảnh hưởng của loài keo và lượng keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-------------------------

NGUYỄN THỊ TUYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI KEO VÀ LƯỢNG KEO
ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÁN SÀN CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ RỪNG TRỒNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-----------------------

Nguyễn Thị Tuyên

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI KEO VÀ LƯỢNG KEO
ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÁN SÀN CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ RỪNG TRỒNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy
Mã số: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Phạm Văn Chương

HÀ NỘI - 2010


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Đứng trước thực trạng gỗ tự nhiên ngày càng cạn kiệt, nhu cầu sử dụng gỗ
của xã hội ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng. Chúng ta đều nhận thấy
gỗ tự nhiên không thể đáp ứng đủ nhu cầu đó. Xu hướng sử dụng các loại gỗ
rừng trồng và các loại ván nhân tạo thay thế gỗ tự nhiên là xu hướng tất
yếu trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Hiện nay, ngành công nghiệp sản xuất ván nhân tạo đang có tốc độ
phát triển rất nhanh, đã cho ra thị trường rất nhiều sản phẩm khác nhau, được
con người ưa chuộng và sử dụng rộng rãi, trong đó có ván sàn gỗ cơng
nghiệp. Ván sàn gỗ cơng nghiệp hiện rất được ưa chuộng vì nó có thể kết hợp
được sự sang trọng ấm áp của gỗ truyền thống cùng tính bền bỉ với thời gian của
sàn gạch. Ván sàn gỗ cơng nghiệp có nhiều ưu điểm giống như ván sàn làm bằng
gỗ tự nhiên đó là: Bề mặt khơng bị đọng nước khi thời tiết nồm, cách âm, cách
nhiệt, vân thớ đẹp, thân thiện với mơi trường,...Hơn nữa, bề mặt ván có thể tạo
được nhiều loại vân thớ, màu sắc khác nhau theo ý muốn sử dụng, giá thành của
ván sàn gỗ công nghiệp cũng thấp hơn so với ván sàn làm bằng gỗ tự nhiên. Vì
vậy, việc chuyển hướng nghiên cứu sử dụng các sản phẩm gỗ tự nhiên sang các

loại hình sản phẩm khác từ gỗ nhân tạo là hoàn toàn hợp lý.
Trên thế giới hiện nay nhu cầu sử dụng ván sàn gỗ cho các công trình xây
dựng rất lớn. i với các căn hộ hiện đại, các khu văn phòng lớn, sàn gỗ công
nghiệp đang được lựa chọn như một gii phỏp hu hiu cho việc thay thế ván sàn
gỗ tù nhiªn. Sử dụng sàn gỗ cơng nghiệp tiết kiêm rt nhiu chi phớ, m vn gi
c vẻ đẹp tự nhiên, ấm cúng cho ngôi nhà.
Ti Vit Nam, vỏn sn gỗ công nghiệp đã trở nên khá phổ biến do có giá
thành hợp lý, giá trị sử dụng cao, mẫu mã, màu sắc đa dạng, phong phú. Tuy
nhiên đê nâng cao giá trị sử dụng của ván hơn nữa thì việc nghiên cứu làm thế
nào để tạo ra những sản phẩm ván sàn có chất lượng tèt, giá thành hợp lý lµ viƯc


2

làm cần thiết. Cú rt nhiu yu t nh hng đến chất lượng sản phẩm ván sàn
trong đó lo¹i keo và l-ợng keo dán l 2 yu t quan trng cần được nghiên cứu.
Để sản xuất ván sàn cần phải sử dụng một lượng rất lớn keo dán.
Trên thế giới hiện nay, xu hướng sử dụng keo dán gỗ là sử dụng các loại
keo dán không độc, thân thiện với mơi trường đó là các loại keo có hàm
lượng lượng fomaldehyde tự do thấp hoặc không phát thải fomaldehyde.
Keo đáp ứng được yêu cầu này là các loại keo có nguồn gốc tự nhiên, keo
gốc Isocyanate, keo PVAc... Trong từng trường hợp cụ thể, sử dụng keo gì,
lượng keo sử dụng là bao nhiêu để vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm, vừa
đảm bảo hiệu quả kinh tế là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
Ván sàn gỗ công nghiệp được đánh giá là nhiều ưu điểm, đã có nhiều
cơng trình nghiên cứu về lĩnh vực này, song những kết quả nghiên cơ bản,
nghiên cứu ứng dụng về ván sàn cơng nghiệp cịn rất hạn chế. Để góp phần
xây dựng và xác lập cơ sở lý thuyết, thông số công nghệ, chúng tôi nghiên
cứu đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng

sản phẩm ván sàn công nghiệp sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng”


3

Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về ván sàn gỗ công nghiệp [27], [28], ([29]
1.1.1. Khái niệm về ván sàn gỗ công nghiệp
Ván sàn gỗ công nghiệp là loại vật liệu composite gỗ dạng lớp. Thông
thường, ván sàn gỗ cơng nghiệp có cấu tạo 3 lớp: lớp giữa được làm từ ván
MDF, Tre, gỗ xẻ ghép lại… và lớp mặt là các lớp ván mỏng. Công nghệ sản xuất
ván sàn gỗ công nghiệp chú trọng vào vật liệu dán phủ bề mặt, đó là lớp vật liệu
mỏng ở bên trên cùng có tác dụng bảo vệ và trang sức cho lớp lõi. Một lớp vật
liệu mỏng khác ở phía dưới có tác dụng chống hút ẩm và chống cong vênh. Tổng
chiều dày các lớp ván mặt không nhỏ hơn 1/3 chiều dày sản phẩm.
Bảng 1.1 Kích thước ván sàn gỗ công nghiệp theo tiêu chuẩn Nhật Bản JAS–SE–
7
Kích thước

Đơn vị

Cấp độ kích thước

Chiều dày

mm

3, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18

Chiều rộng

mm

75, 90, 100, 110, 150, 220, 300, 303

Chiều dài

mm

240, 300, 303, 900, 1800, 1818

Lớp ván mă ̣t/trang trí
Lớp ván lõi/chiụ lực
Lớp đáy/cân bằ ng lực
Hình 1.1 Cấu tạo ván sàn công nghiệp dạng lớp


4

Hình 1.2. Một số hình ảnh ván sàn cơng nghiệp

1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ván sàn cơng nghiệp trên thế giới
Sàn gỗ công nghiệp được phát minh vào năm 1977 do công ty Pergo
(Thụy Điển) [27]. Đây cũng là công ty sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp đầu tiên
trên thế giới. Lần đầu tiên công ty tung ra thị trường sản phẩm của mình vào năm
1984 và sau phát triển ra các nước khác trong khu vực và trên thế giới. Đặc biệt
là 10 năm trở lại đây, ván sàn công nghiệp đã được đưa vào sử dụng rất rộng rãi,
những nước đi đầu trong việc sản xuất và sử dụng loại vật liệu này là Đức, Thụy

Điển, Phần Lan, Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Italia, Hàn Quốc....Các thương hiệu ván
sàn cơng nghiệp nổi tiếng có thể kể đến như: Pergo (Thụy Điển), Kronotex,
Parador (Đức), Picenza (Italia), EPI (Pháp), Unili (Bỉ), Gago, Green Donghwa
(Hàn Quốc),.. đã cho ra thị trường nhiều loại mẫu mã, kích thước sản phẩm khác
nhau. Để có được những sản phẩm như vậy đã có nhiều những cơng trình nghiên


5

cứu về các tính chất của sản phẩm như: nghiên cứu ổn định kích thước, nghiên
cứu khả năng dán dính giữa các lớp vật liệu ....
1.1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ván sàn công nghiệp ở Việt Nam
Trước đây, nhu cầu lát sàn gỗ hầu như chỉ xuất hiện ở những căn biệt thự
hoặc nhà cửa được xây dựng cao cấp thì hiện nay thị trường đang ngày càng mở
rộng đối tượng sử dụng. Đời sống vật chất ngày càng tăng cao, nhu cầu làm đẹp
căn nhà cũng được nhiều người chú ý, nhiều người bắt đầu xoay qua sử dụng gỗ
lát sàn để tăng thêm vẻ sang trọng và khẳng định giá trị cho căn nhà. Ấm áp vào
mùa đông và mát mẻ với mùa hè, ván sàn cơng nghiệp có màu sắc vân thớ phong
phú đa dạng tạo được thẩm mỹ cho căn phòng. Bên cạnh việc tạo ra nhiều mẫu
mã, sàn gỗ công nghiệp hiện nay đã có những cải tiến kỹ thuật để phù hợp với
khí hậu Việt Nam, có thể chịu được độ ẩm lên đến 80%, bề mặt được xử lý cho
nên có độ bền lâu, khả năng chịu va đập và khả năng chống xước rất cao. Và
việc lắp đặt cũng khá dễ dàng với kết cấu mộng kép không phải dùng keo, với
các mộng khoá đặc biệt làm cho liên kết giữa các tấm kín khít và ln bền vững
với thời gian.
Ván sàn công nghiệp ở Việt Nam mới chỉ sử dụng phổ biến vài năm gần
đây nhưng thực tế cho thấy thị trường các loại ván lát sàn ngày càng phát triển
nhanh chóng, sản lượng tiêu thụ tăng nhanh mỗi năm vào khoảng 20-30%. Theo
thống kê sơ bộ, có đến 80% các căn hộ chung cư cao cấp mới xây dựng sử dụng
sàn gỗ nhân tạo và có đến 50% các cơng trình nhà dân dụng mới xây lựa chọn

ván sàn gỗ nhân tạo do giá thành hợp lý, giá trị sử dụng cao, rất nhiều cơng trình
nhà dân dụng đang ở và chung cư cũ nâng cấp từ sàn gạch men lên sàn gỗ công
nghiệp do giá trị sử dụng cao, giá thành hợp lý và quá trình sửa chữa nâng cấp
đơn giản, thuận tiện.
Thị trường ván sàn ở Việt Nam khá sôi động và ngày càng phát triển, hiện
có khoảng 30 hãng nổi tiếng giới thiệu và cung cấp sản phẩm tới khách hàng.


6

Các sản phẩm ván sàn gỗ đa dạng về chủng loại và kiểu cách, từ sản phẩm được
sản xuất
trong nước đến sản phẩm nhập ngoại. Sàn gỗ công nghiệp ngoại chủ yếu nhập
khẩu từ Châu Âu và Châu Á với khoảng trên 15 nhãn hiệu khác nhau. Các loại
sàn gỗ cơng nghiệp có giá từ 200.000-900.000 VNĐ/m2 sàn tuỳ loại, tuỳ hãng và
cơng nghệ sản xuất sàn.
Bên cạnh đó sản lượng xuất khẩu cũng tăng rất nhanh. Thống kê đến nay
cho thấy, trong ngành chế biến gỗ Việt Nam có khoảng 1.600 doanh nghiệp đang
hoạt động, trong đó có 250 doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngồi, chủ yếu tập
trung ở thị trường hàng ván sàn gỗ công nghiệp và chiếm giữ 46% tỷ trọng xuất
khẩu của ngành/năm..Năm 2009 trong số 4 tỷ USD xuất khẩu đồ gỗ thì mặt
hàng đồ gỗ trong nhà chiếm đến 2 tỷ USD, đặc biêt là sàn gỗ công nghiệp.
Trong nước cũng đã có một số nhà máy sản xuất ván sàn khơng những
cung cấp cho thị trường trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngồi. Có
thể kể đến như: sản phẩm của tập đoàn Hoà Phát (Hà Nội), sản phẩm của
The Bamboo Factory (Hải Dương), Công ty cổ phần sản xuất và thương
mại Lạng Sơn…và một số làng nghề truyền thống về mây tre đan tại Tiến
Động (Hà Tây) cũng đã và đang sản xuất ván sàn [28]
Tóm lại, tại Việt Nam sàn gỗ cơng nghiệp đã khẳng định vị trí của mình
nhờ những tính năng ưu việt hơn những loại vật liệu thông dụng khác. sàn gỗ

công nghiệp không những đa dạng về màu sắc và kiểu dáng, vân gỗ mà còn rất
bền vững với thời gian. Nhưng để thỏa mãn nhu cầu của thị trường trong nước
cũng như ngoài nước về sản phẩm ván sản không chỉ đảm bảo chất lượng, mẫu
mã đa dạng mà cần giá cả hợp lý. Trong những năm gần đây, song song với việc
phát triển sản xuất, mở rộng thị trường, n-íc ta ®· có nhiều công trình nghiên
cứu về ván sàn công nghiệp mà tập trung chủ yếu là các cơng trình nghiên cứu
của Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam như:


7

Năm 2007, nhóm tác giả Tiến sỹ Lê Xuân Phương, Thạc sỹ Nguyễn Văn
Thuận, và thạc sỹ Phan Duy Hưng đã nghiên cứu một số cơng trình về dán dính
tre – gỗ làm ván sàn: Đánh giá khả năng dán dính giữa gỗ Keo tai tượng và
luồng, nứa từ keo dán PVAc và keo U-F; Đánh giá khả năng dán dính giữa gỗ
Keo lai và Luồng, nứa từ keo PVAc và keo U-F; Đánh giá khả năng dán dính
giữa MDF và luồng, nứa từ keo PVAc và keo U - F. Từ đó tác giả đã đưa ra
được độ bền kéo trượt màng keo của các liên kết trên từ 2 loại keo trên.
Nguyễn Văn Đô (2007) đã nghiên cứu “Nghiên cứu tạo ván sàn (dạng
Three layer flooring) từ nguyên liệu gỗ rừng trồng”, tác giả đã kết luận ván sàn
được tạo ra từ nguyên liệu keo lá tràm và trám hồng đã đáp ứng được tiêu chuẩn
ván sàn với các thơng số: khối lượng thể tích 0,62g/cm3, độ bền dán dính (chiều
dài vết tách) 29,05 mm, độ võng do uốn theo chiều dọc 7 mm.
Nguyễn Thanh Nghĩa (2008), đã nghiên cứu “Đánh giá khả năng sử dụng
keo PVAc và keo EPI trong sản xuất ván sàn công nghiệp dạng three layer
flooring” , tác giả kết luận rằng 2 loại keo PVAc và EPI đều có thể sử dụng trong
sản phẩm ván sàn công nghiệp. Sản phẩm làm từ EPI cho chất lượng tốt, độ bền
dán dính cao, khả năng chịu ẩm nhiệt tốt và có độ trương nở chiều dày nhỏ. Sản
phẩm làm từ keo PVAc cũng có độ trương nở chiều dày nhỏ, độ ẩm, độ đồng
phẳng đạt yêu cầu nhưng khả năng chịu ẩm nhiệt kém.

Nguyễn Hoàng Thanh Phong (2008) đã nghiên cứu “Nghiên cứu, khảo
nghiệm và đánh giá khả năng tạo ván sàn công nghiệp tre và MDF”, tác giả kết
luận sản phẩm tạo ra đáp ứng được yêu cầu của ván sàn công nghiệp theo tiêu
chuẩn JAS-SE-7.
Trần Minh Tới (2008), đã nghiên cứu “Nghiên cứu xác định tỷ lệ kết cấu
của ván sàn công nghiệp tre - gỗ”, tác giả đưa ra kết luận:. Kết cấu sản phẩm ảnh
hưởng trực tiếp đến độ cong vênh của sản phẩm. Đối với ba kết cấu mà đề tài
đưa ra thì kết cấu R2 = 23% (tre – gỗ keo lá tràm – giấy cân bằng lực) đảm bảo
được yêu cầu tốt nhất về tiêu chuẩn ván sàn.


8

Lê Văn An (2009), đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết
cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp sản xuất từ gỗ Bồ đề và gỗ Keo lá
tràm”. Tác giả đã kết luận: Tỷ lệ kết cấu của sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến các
chỉ tiêu chất lượng của ván sàn công nghiệp (dạng three layer flooring) như: Độ
cong vênh, độ võng do uốn, độ bong tách màng keo. Tỷ lệ kết cấu hợp lý của sản
phẩm: 34 – 40%. Tuy nhiên đề tài vẫn còn nhiều hạn chế, khoảng cách hai kết
cấu liên tiếp không đều nhau, kết cấu không đối xứng nên ảnh hưởng nhiều đến
kết quả đề tài
Nguyễn Thị Hiền (2010) đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của

assembly time đến chất lượng dán dính của keo Synteko 1980/1993 và
Synteko 1985/1993 với gỗ Keo lá tràm" tác giả kết luận thấy Assembly time
ảnh hưởng đến độ bền dán dính của keo Synteko 1980/1993 và Synteko
1985/1993 khi dán vào bề mặt gỗ. Assembly time ảnh hưởng đến độ bền dán
dính có tính quy luật vì có thể lập được phương trình tương quan của độ bền
dán dính và assembly time.
Nguyễn Văn Thoại (2009), đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của

thời gian ngâm tẩm hóa chất đến tính chất của gỗ biến tính bằng DMDHEU
dùng để phủ mặt ván sàn gỗ cơng nghiệp”. Tác giả kết luận thấy thời gian ngâm
tẩm hóa chất ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của ván sàn. Độ mài mòn, độ
bong tách màng keo và độ võng do uốn của ván xử lý đều giảm so với ván khơng
xử lý và mức độ giảm có tính quy luật. Khối lượng thể tích của ván sàn thay đổi
không đáng kể qua các chế độ xử lý ….
Từ kết quả của những nghiên cứu trên cho thấy chưa có cơng trình nào
nghiên cứu vể những ảnh hưởng của lượng keo và loại keo đến chất lượng sản
phẩm ván sàn cơng nghiệp. Vì vậy, để đảm bảo chất lượng sản phẩm ván sàn,
lựa chọn và sử dụng keo hợp lý, việc chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của lượng
keo và loại keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp là cần thiết, mới
và không trùng lặp.


9

Hình 1.3.Một số hình ảnh ván sàn cơng nghiệp trong không gian sống


10

Chương 2
MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Phân tích được ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng ván
sàn công nghiệp từ gỗ Keo lai
- Đưa ra được một số thông số về loại keo và lượng keo phù hợp nhất cho
sản xuất ván sàn công nghiệp từ gỗ Keo lai.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Ván sàn công nghiệp 3 lớp từ gỗ Keo lai

- Keo dán sử dụng trong đề tài là keo PVAc (Polyvinyl axetat), và EPI
(Emulsion polyme izocyanate)
- Quá trình tạo ván được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao công nghệ
công nghiệp rừng – Trường Đại học Lâm nghiệp, Công ty chế biến lâm sản Phú
Đạt – Quốc Oai – Hà Nội, Xí nghiệp chế biến lâm sản Hà Tây.
- Quá trình kiểm tra chất lượng ván tại Trung tâm thí nghiệm khoa Chế
biến lâm sản – Trường Đại học Lâm nghiệp.
Cụ thể:
Yếu tố cố định:
Ván lõi:
- Nguyên liệu gỗ: Gỗ Keo lai
- Kích thước thanh cơ sở: 10 x 19mm, được sấy đến độ ẩm 8-12%
Ván mặt:
- Ván mỏng từ gỗ Keo lai, được sấy đến độ ẩm 6-8%
- Chiều dày ván mặt gồm 2 loại kích thước khác nhau sử dụng cho lớp
trong và lớp ngoài ván sàn: 1mm và 2mm
Chế độ ép:
- Ép nguội
- Áp suất: 1,2 MPa


11

- Thời gian: 60 phút
Yếu tố thay đổi:
- Loại keo: Dynokoll P115A (PVAc) và Syltenko 1985/1993 (EPI)
- Lượng keo: 150 g/m2, 200 g/m2, 250 g/m2, 300 g/m2.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết về ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến
chất lượng ván sàn;

- Điều tra thu thập các thông số về nguyên liệu: gỗ Keo lai, chất kết dính
PVAc, Syntenko 1985/1993
- Thực nghiệm tạo ván cho gỗ Keo lai với 2 loại keo (PVAc, Syntenko
1985/1993) và 4 lượng keo tráng khác nhau (150, 200, 250, 300g/m2).
- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng ván thu được ứng với từng loại keo,
lượng keo cụ thể và những ảnh hưởng của nó đến chất lượng sản phẩm.
- Xác định mối tương quan giữa loại keo, lượng keo ảnh hưởng tới chất
lượng sản phẩm.
2.4. Phương pháp nghiên cứu [2], [11], [12]
Căn cứ vào đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu chúng tôi chọn
phương pháp nghiên cứu thực nghiệm có kế thừa kết quả từ những nghiên cứu
trước đó.
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu
- Thu thập thông số Keo lai được kế thừa từ những nghiên cứu trước
- Thông số về keo dán PVAc, Synteko 1985/1993 được tìm hiểu qua nhà
cung cấp và trên thị trường.
2.4.2. Phương pháp thực nghiệm và kiểm tra chất lượng sản phẩm
Cơ sở đánh giá chất lượng của ván sàn công nghiệp
Hiện nay chúng ta mới chỉ đánh giá chất lượng ván sàn thông qua các tiêu
chuẩn TCVN 4340 : 1994 và được chỉnh sửa vào năm 2007 theo tiêu chuẩn quốc
gia Việt Nam TCVN 7756: do Viện Vật liệu xây dựng , Bộ xây dựng đề nghị,


12

Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Cơng
nghệ cơng bố.
Ngồi tiêu chuẩn của Việt Nam để đánh giá chất lượng ván sàn thơng qua
các tiêu chuẩn của nước ngồi như:
- Tiêu chuẩn JAS-SE-7 của Nhật Bản.

- Tiêu chuẩn GB/T 13123-2003, LY/T 1573-2003 của Trung Quốc.
- Tiêu chuẩn EN 14342 của châu Âu.
Chất lượng ván sàn công nghiệp chủ yếu được đánh giá qua các chỉ tiêu
như sau:
- Khối lượng thể tích của sản phẩm
- Độ cứng của sản phẩm
- Độ ẩm của sản phẩm
- Trương nở chiều dầy sản phẩm
- Độ cong vênh của sản phẩm
- Độ mài mòn của sản phẩm
- Độ võng do uốn của sản phẩm
- Khả năng chịu va đập của sản phẩm
- Khả năng dán dính của các lớp vật liệu
- Độ an toàn của sản phẩm đến môi trường
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài tôi chỉ thực hiện một số chỉ tiêu sau:
- Khối lượng thể tích của sản phẩm
- Độ ẩm của sản phẩm
- Trương nở chiều dầy sản phẩm
- Độ cong vênh của sản phẩm
- Độ võng do uốn của sản phẩm
- Khả năng dán dính của các lớp vật liệu
Sử dụng tiêu chuẩn JAS-SE-7 của Nhật Bản để kiểm tra chất lượng sản
phẩm. Ván sàn sau khi ổn định được cắt mẫu theo các tiêu chuẩn.


13

* Kiểm tra độ ẩm của sản phẩm
Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7
+ Kích thước mẫu: 100x100xt, mm

+ Phương pháp xác định: cân – sấy
+ Các bước tiến hành: Mẫu được cân bằng cân điện tử có độ chính xác
0,01g, và được cân ngay sau khi gia công mẫu được m1. Sau đó sấy mẫu ở nhiệt
độ 10320C cho đến khi mẫu khơ kiệt. Đưa mẫu vào bình hút ẩm, làm nguội đến
nhiệt độ phòng, tiến hành cân mẫu được m0.
W0 

Cơng thức xác định:
Trong đó:

m1  m0
100(%)
m0

(2.1)

m1 - trọng lượng gỗ trước khi thí nghiệm, g
m0 - trọng lượng gỗ khô kiệt, g
MC0 – độ ẩm tuyệt đối của gỗ, %

* Kiểm tra khối lượng thể tích sản phẩm
Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7
+ Kích thước mẫu: 100x100xt, mm
+ Phương pháp xác định: Cân - đo
+ Dùng thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm để đo chiều dài và chiều rộng
mẫu
+ Dùng thước kẹp Panme có độ chính xác 0,01 mm để đo chiều dày của
mẫu
+ Dùng cân điện tử có độ chính xác 0,01g để cân khối lượng mẫu


m
V

( g / cm 3 )

* Kim tra khả năng bám dính của màng keo
Tiờu chun kiờm tra: JAS-SE-7
+ Kớch thước mẫu: 75x75xt , mm
+ Phương pháp xác định là phương pháp ngâm sấy

(2.2)


14

+ Cách tiến hành: Cho mẫu vào bình và đun nóng trong nước nóng
7030C trong 6 giờ, vớt ra để ráo 15 phút trong điều kiện thường và đem sấy với
thời gian 6 giờ ở nhiệt độ 6330C, sau khi sấy xong ta lấy mẫu ra để nguội 10
phút và đo độ dài bong tách trên màng keo.
* Kiểm tra trương nở chiều dày
Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7
+ Kích thước mẫu: 100x100xt, mm
+ Phương pháp xác định: Đo
+ Dùng thước kẹp Panme có độ chính xác 0,01 mm để đo chiều dày của
mẫu
+ Cách tiến hành: Mẫu được ngâm nước ở nhiệt độ thường, vị trí mẫu
cách mặt nước 3 cm, sau khi ngâm 2 giờ vớt ra rồi tiến hành đo.
Cơng thức tính:
S  100.

t1  t 0
,%
t0

(2.3)

Trong đó: S - độ trương nở chiều dày
t0 – chiều dày ván trước khi ngâm nước
t1 – chiều dày ván sau 2 giờ ngâm nước
Đánh giá kết quả so với tiêu chuẩn JAS-SE-7 với chiều dày sản phẩm t>
12,7 mm thì độ trương nở cho phép khơng vượt q 20%

25mm

25mm
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí đo chiều dày mẫu


15

* Kiểm tra độ võng do uốn
Tiªu chuẩn kiểm tra: JAS-SE-7
- Kích thước mẫu: 750 x 100 x 15mm
- Dung lượng: 10 mẫu/ một chế độ
- Dụng cụ : Máy thử chuyên dùng
- Phương pháp kiểm tra:
Mẫu thử được đặt trên hai gối đỡ, khoảng cách giữa hai gối đỡ là 650 mm,
tiến hành gia lực 03 lần, lần 1 gia lực 3kg sau đó nhả tải gia lực 7kg, rồi so sánh
độ võng giữa tải 3kg và tải 7kg. Lần 2 và lần 3 làm tương tự lần 1.

Mẫu đạt tiêu chuẩn là mẫu có độ võng giữa hai lần đo khơng chênh lệch
q 3,5 mm. Đối với tính chất này kiểm tra theo chiều dọc thớ ván lõi.
Sơ đồ lắp đặt mẫu thử và đặt lực:

1

2

4

4

1

3

2

3

Hình 2.2. Sơ đồ đặt lực mẫu thử độ võng do uốn
1 - quả cân; 2 - thanh tỳ; 3 - mẫu thử ;4 - gối đỡ.

Công thức xác định:
ĐVDU = ĐV7 – ĐV3
Trong đó:

+ ĐVDU - độ võng do uốn

(2.4)

16

+ ĐV7 - độ võng khi chịu tải 7kg;
+ ĐV3 - độ võng khi chịu tải 3kg.
* Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo
Mặc dù trong tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng ván sàn khơng có phần kiểm
tra độ bền kéo trượt màng keo nhưng đây cũng là một chỉ tiêu đánh giá khả năng
dán dính của keo dán. Thông qua giá trị độ bền kéo trượt màng keo cho chúng ta
thấy được rõ hơn sự ảnh hưởng của loại keo, lượng keo đến độ bền dán dính của
sản phm.
Độ bền kéo tr-ợt màng keo của ván c xác định theo tiêu chuẩn sau:
GB 5854-86:
Kích th-ớc mẫu 100 25 , mm.
Dung l-ợng mẫu: 15 mẫu.
Ph-ơng pháp và dụng cụ kiĨm tra:
- Dïng th-íc kĐp kü tht cã ®é chÝnh xác 0.01 mm, Micrometer 0.01
mm, để đo chiều dài và chiều rộng tiết diện kéo.
- Tiến hành thử trên máy kiểm tra vạn năng, thang đo lực A;

20.5 mm

25

3

20

3

100

Hỡnh 2.3 Mẫu thử độ bền kéo trượt màng keo của ván sn
Công thức xác định:


17

k

Trong đó:

P
, MPa
w.l

(2.5)

k- độ bền kéo tr-ợt màng keo, MPa;
P- lùc ph¸ hủ mÉu, kgf;
w- chiỊu réng tiÕt diƯn kÐo, mm;
l- chiỊu dµi tiÕt diƯn kÐo, mm;

1.4.4.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
- Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và sử dụng thống kê tốn học:
Trị số trung bình cộng
Được xác định theo cơng thức:
n

x

Trong đó:

x

i

1

(2.6)

n

xi- các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm;
n- số mẫu quan sát;
x - trị số trung bình mẫu.

Độ lệch tiêu chuẩn
Được tính theo cơng thức:
n

S 
Trong đó:

 ( x  x)
i 1

2

i

n 1

(2.7)

S - sai quân phương;
xi - giá trị của các phân tử;
x - trung bình cộng của các giá trị xi;

n - số mẫu quan sát.
Hệ số biến động
S% 

S
100
x

(2.8)


18

Trong đó:

S% - hệ số biến động;
S - sai quân phương;
x - trị số trung bình cộng.

Sai số trung bình cộng

m

Trong đó:

S
n

(2.9)

S - sai quân phương;
n - số mẫu quan sát;
m - sai số trung bình cộng.

Hệ số chính xác
P

Trong đó:

m
100(%)
x

(2.10)

P- hệ số chính xác;
m - sai số trung bình cộng;
x - trị số trung bình cộng.

Ngồi ra, để phân tích mối tương quan giữa loại keo và lượng keo đến
chất lượng của ván sàn công nghiệp, chúng tôi tiến hành phân tích số liệu dựa

trên phần mềm xử lý số liệu Xlstat bao gồm một số chỉ tiêu sau:
- Phân tích phương sai
- Phương trình tương quan


19

Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Nghiên cứu lý thuyết
3.1.1. Lý thuyết dán dính [3], [4], [13], [23], [35]
Q trình dán dính là một q trình dán ép hai hay nhiều vật dán với nhau,
có sự tham gia của chất kết dính trong một điều kiện nhất định.
Thơng thường vật dán và keo dán là hai loại vật chất có cấu trúc cấu tạo
khác. Keo dán dính là chất lỏng hoặc ít nhớt có khả năng bơi tráng lên bề mặt vật
dán. Cường độ dán dính khơng chỉ phụ thuộc vào các lực liên kết trên bề mặt vật
dán mà còn phụ thuộc vào độ bền liên kết giữa các phân tử keo sau khi đóng rắn.
Q trình tạo ra liên kết bằng keo dán là một q trình cơng nghệ, kỹ thuật
rất phổ biến không chỉ trong công nghệ chế biến gỗ mà cịn trong q trình dán
dính các vật liệu khác ở các nguồn cơng nghệ khác vì vậy nó được quan tâm
nghiên cứu sâu sắc đặc biệt là những năm gần đây.
Tập hợp tất cả các quan điểm, lý thuyết về q trình dán dính và bản chất
của mối dán được gọi là lý thuyết dán dính
Một số quan điểm trước đây giải thích q trình dán dính là do dung dịch
keo sau khi dán được vào các lỗ hổng, sự mấp mô của bế mặt vật dán đóng rắn
cán lại trở thành các đinh keo có tác dụng liên kết hai vật dán lại với nhau. Đó là
lý thuyết cơ học nó khơng đủ cơ sở để giải thích khi dán các vật dán có bề mặt
phẳng nhẵn hoặc trường hợp dán gỗ dọc thớ gỗ tốt hơn khi dán các mặt dán
vng góc thới gỗ. Hiện nay các lý thuyết về keo dán có một số quan điểm sau:
a. Lý thuyết cơ học (liên kết đinh keo)

Liên kết đinh keo là cơ chế dán dính xảy ra đầu tiên giữa keo dán và bề
mặt gỗ. Khi tráng keo dán ở dạng lỏng lên bề mặt gỗ, do gỗ có cấu trúc rỗng,
xốp nên dung dịch keo sẽ thấm vào gỗ sau đó đóng rắn tạo thành các đinh keo.
Keo càng thấm sâu vào gỗ thì diện tích tiếp xúc giữa keo và gỗ càng lớn làm


20

tăng hiệu quả của liên kết đinh keo. Liên kết đinh keo tốt nhất khi keo dán thấm
vào cả phần rỗng trong ruột tế bào và cả vách tế bào để tạo nên mức độ tiếp xúc
ở mức độ phân tử giữa phân tử keo dán và xellulose,hemixellulose hay linnhin.
Khi đó cường độ của màng keo có thể vượt qua cường độ của gỗ. Liên kết đinh
keo hiệu quả nhất khi keo thấm sâu vào gỗ khoảng 6 hàng tế bào. [35]

Hình 3.1. Liên kết cơ học

b. Lý thuyết vật lý
Liên kết vật lý bao gồm 3 loại lực hấp dẫn phân tử được cho là quan trọng
nhất tới sự hình thành liên kết phân tử giữa keo dán và gỗ: Lực liên kết Van Der
Waal’s, liên kết hydrogen.

Hình 3.2. Liên kết vật lý

- Lực liên kết Van Der Waal’s là lực hấp dẫn giữa các phần tử lưỡng cực
hoặc có cực (dương, âm).
- Lực liên kết London bao gồm lực liên kết yếu hơn của lực hấp dẫn giữa
các phân tử khơng có cực và các phần tử khác.


21

- Liên kết hydrogen là loại liên kết đặc biệt giữa các phân tử lưỡng cực với
nhau, tạo nên lực hấp dẫn mạnh giữa cation H + của một phần tử và aion của một
phân tử khác. Liên kết hydrogen đóng vai trị quan trọng đối với những loại keo
là hợp chất cao phân tử có cực liên kết với bề mặt gỗ.
c. Lý thuyết hóa học

Hình 3.3. Liên kết hóa học

Lý thuyết hóa học chủ yếu giải thích sự hình thành các mối liên kết hố
học giữa các nhóm chức của keo và vật dán.
Liên kết hóa học giữa phân tử keo và gỗ được thực hiện qua các cầu nối
như: - CH2 - O - CH2 - ……..Tuy nhiên cho đến nay các liên kết hóa học được
cho là khơng đóng vai trị quan trọng trong chất lượng mối dán giữa chất kết
dính và gỗ trừ trường hợp của Isocynate có tạo cầu nối với nhóm OH- của gỗ
thơng qua nhóm NCO-


22

Một số chất chứa Isocyanate

Isocyanate
CH3

CH3
NCO

OCN

NCO

NCO

NCO

CH2

NCO

CH2

NCO

TDI

n

(Toluene Diisocyanate)

PAPI

(VP: 3.07 Pa @25 oC)

OCN

CH2

NCO

OCN

CH2

NCO

• Low Reactivity
• Need Catalyst
• No Yellowing

6

HDI

MDI
(Diphenylmethane-4,4-diisocyanate)

(VP: 0.0013 Pa @25 oC)

Phản ứng của Isocynate với các thành phần của keo dán
=

o

(1) Alcohol

R - N = C = O + R’ - OH

R - NH - C - O - R’

=

o

(2) Water

R - NH - C - O - H

R - N = C = O + H2O

R - NH2 + CO2

=

o

R - N = C = O + NH2

Fast

R - NH - C - NH - R

(3) Further Reaction
o

=

o

=

=

o

R - N=C=O + R-NH-C-O-R’
(-NH-R)

R-NH-C-N- C-O-R’
R (-NH-R)

Từ chuỗi phản ứng trên cho thấy, đầu tiên chất đóng rắn phản ứng với
Alcohol, nước của keo để tạo ra sản phẩm trung gian, và giải phóng khí CO2.
Sau đó chất đóng rắn tiếp tục phản ứng với các sản phẩm trung gian đó để tạo
thành cấu trúc mạng (keo- chất đóng rắn). Các phản ứng này liên tục xảy ra làm
cho nước trong keo giảm dần, màng keo trở nên khô.


23

Phản ứng của Isocynate với các thành phần và nhóm chức của gỗ
=

o

(1) Cellulose
Lignin

OH + OCN-R-NCO

Wood

O - C-NH-R-NCO + HO

Wood

O - C-NH-R-NCO

o

=

=

o

OCN - R - NCO + H2O

(2) Water

Wood

Slow

Wood

o

=

Wood

O-C-NH-R-NH-C-O

Wood

H2N - R - NH2 + CO2

n OCN - R - NCO + n H2N - R - NH2

Fast

OCN -- R-NH-CO-NH--R-NCO
n

Chất đóng rắn phản ứng với nhóm OH trong gỗ sẽ tạo thành sản phẩm
trung gian thứ nhất, sau đó sản phẩm trung gian tiếp tục phản ứng với nhóm OH
của gỗ ở bề mặt gỗ bên kia để tạo cầu nối chất đóng rắn với 2 bề mặt (gỗ - chất
đóng rắn – gỗ).
Mặt khác chất đóng rắn phản ứng với nước tự do trong gỗ (phản ứng
này xảy ra chậm) tạo thành sản phẩm trung gian, giải phóng khí CO2, và sau đó
tiếp tục phản ứng với sản phẩm trung gian để tạo thành cấu trúc mạng. Những
phản ứng này xảy ra đồng thời và liên tục tạo ra hàng loạt cầu nối hóa hoc, tạo
thành liên kết mạng.
Phản ứng tạo cầu nối keo, chất đóng rắn và gỗ
NCO
+ OCN

Ar ( CH2 Ar ) CH2 Ar

NCO

n

OH

Cross-linking Structure

O

=

OH
+

~~( CH

2

OCCH3

CH ) CH2 CH )
m

n

Đây chính là phương trình tổng hợp thể hiện phản ứng hóa học tạo cấu
trúc liên kết mạng giữa keo, chất đóng rắn và gỗ. Nhóm OH trong gỗ và keo