Nghiên cứu sự ảnh hưởng độ ẩm và tỷ suất nén của hộp gỗ kỹ thuật đến chất lượng ván lạng kỹ thuật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN THỊ YẾN

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐỘ ẨM VÀ TỶ SUẤT NÉN
CỦA HỘP GỖ KỸ THUẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LẠNG
KỸ THUẬT

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

TRẦN THỊ YẾN

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐỘ ẨM VÀ TỶ SUẤT NÉN
CỦA HỘP GỖ KỸ THUẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÁN LẠNG
KỸ THUẬT

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. Trần Văn Chứ

Hà Nội - 2010


1

ĐẶT VẤN ĐỀ

i. Lý do chọn đề tài
Ván lạng kỹ thuật (Engineered Wood Veneer), tên học thuật là ván
trang sức tổ chức lại (Reconstituted decorative lumber), dùng ván mỏng (bóc
hoặc lạng) từ gỗ rừng trồng mọc nhanh làm nguyên liệu chủ yếu, dùng kỹ
thuật điều chế màu ván mỏng, ép lớp, ép khuôn dán định hình chế tạo thành.
Ván lạng là một loại ván được làm bằng phương pháp lạng có chiều dày
phổ biến từ 0.3mm đến 1.2mm, có thể dày từ 3 - 5mm, thường được sử dụng
để phủ lên bề mặt các loại ván nhân tạo, trang sức đồ mộc, trang trí nội
thất…, ngoài ra chúng còn được sử dụng để tạo lên các tác phẩm hội họa như
tranh ghép gỗ.
Vì vậy, việc nghiên cứu về công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật và sử dụng
ván lạng kỹ thuật vào công nghệ chế biến gỗ nói chung và công nghệ trang
sức gỗ nói riêng là một việc làm hết sức cần thiết và có ý nghĩa, nhằm khai
thác tối đa nguồn nguyên liệu rừng trồng và mở rộng phạm vi sử dụng nguyên
liệu gỗ. Tuy nhiên, trong công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật cần hết sức chú ý
đến thông số đầu vào của nguyên liệu gỗ, công nghệ tạo sản phẩm như độ ẩm,
tỷ suất nén, cách thức tạo vân thớ, keo dán, chất lượng ván mỏng và các thông

số chế độ ép tạo hộp gỗ trong quá trình lạng ván.
Song thực tế tại Việt Nam cũng như các nước trên thế giới, rừng tự
nhiên không còn là nguồn nguyên liệu chính cho nền công nghiệp chế biến
hiện đại, thay vào đó nguồn nguyên liệu được sử dụng chủ yếu từ những cánh
rừng trồng. Để có được những loại gỗ quý, gỗ có màu sắc, vân thớ đẹp làm
nguyên liệu cho công nghệ sản xuất ván lạng, đáp ứng được nhu cầu ngày
càng cao của người sử dụng là một vấn đề đang gặp nhiều khó khăn.
Để giải quyết được vấn đề này, hàng loạt công nghệ sản xuất tấm trang
sức có in hoa văn, vân thớ gỗ xuất hiện trên thị trường, nhưng những tấm này


2

không có được bề mặt sắc nét như gỗ tự nhiên. Để khắc phục điều đó một số
nước có nền công nghiệp chế biến phát triển, các nhà sản xuất đã tìm ra công
nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật dùng trong ván tổ hợp (Engineering Veneer).
Xuất phát từ lý do trên, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sự ảnh
hưởng độ ẩm và tỷ suất nén của hộp gỗ kỹ thuật đến chất lượng ván lạng
kỹ thuật”. Nhằm có được những căn cứ khoa học xác đáng, thúc đẩy công
nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật, mở rộng phạm vi và nâng cao hiệu quả sử
dụng nguồn nguyên liệu gỗ mọc nhanh rừng trồng trong nước.
ii. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
ii.1. Ý nghĩa khoa học
Qua nghiên cứu những tác động ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén
tới chất lượng ván lạng sẽ được đánh giá và làm sáng tỏ bằng những luận cứ
khoa học, từ đó có được cơ sở, căn cứ để định hướng nghiên cứu, tìm ra bản
chất và phát triển vấn đề nghiên cứu. Việc nghiên cứu độ ẩm và tỷ suất nén
ảnh hưởng tới chất lượng ván mỏng từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng kết
hợp là tiền đề của quá trình nghiên cứu của ván lạng kỹ thuật, bởi trong quá
trình này, để có được chất lượng ván mỏng tốt nhất, thì việc đưa ra các thông

số độ ẩm và tỷ suất nén hợp lý cho từng loại nguyên liệu là việc làm hết sức
quan trọng.
Những nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu mà luận văn
áp dụng sẽ làm cơ sở tham khảo giúp các nhà khoa học khắc phục những
nhược điểm, phát huy ưu điểm của phương pháp để có được những kết quả
chính xác hơn, khoa học hơn trong lĩnh vực nghiên cứu này.
Luận văn nêu ra những vấn đề về sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất
nén ảnh hưởng tới chất lượng ván lạng, tạo lập cơ sở, căn cứ lý thuyết để tạo
ra sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng tốt với những yêu cầu của ván lạng kỹ
thuật dùng cho các loại gỗ mọc nhanh rừng trồng.


3

ii.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén đến chất lượng ván
sẽ giúp nhà sản xuất có được những căn cứ để lựa chọn các thông số công
nghệ phù hợp với công nghệ sản suất của mình. Khi các kết quả nghiên cứu
được ứng dụng hiệu quả sử dụng các loại gỗ rừng trồng cũng như hiệu quả
kinh tế cũng được nâng lên đáng kể.
Nghiên cứu về quy trình công nghệ lạng ván mỏng sẽ giúp tiếp cận
công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật một cách hiệu quả. Đây là một loại hình
công nghệ chế biến gỗ tiên tiến, hiện đại, áp dụng tốt để cải thiện chất lượng
thẩm mỹ của gỗ mọc nhanh rừng trồng. Qua đó mở rộng phạm vi sử dụng
chúng trong nhiều lĩnh vực hơn nữa, góp phần tháo gỡ tình hình thiếu hụt
nguyên liệu cho công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Công nghệ chế biến hiện nay, gỗ là loại vật liệu rất có giá trị và gần gũi
con người. Ngày nay, nguồn nguyên liệu này ngày càng khan hiếm, thay vào
đó là các loại vật liệu từ công nghệ ván nhân tạo, vật liệu nhựa, composite từ
gỗ kết hợp với các nguyên liệu khác. Tuy nhiên, các loại sản phẩm đó chỉ là
giải pháp tạm thời chưa đáp ứng được nhu cầu đích thực của con người. Sự
mong muốn đó là tạo ra các loại sản phẩm gần gũi với nguyên liệu tự nhiên.
Ván lạng từ gỗ tự nhiên đáp ứng tốt nhu cầu đó, nhưng nguyên liệu sản
xuất ván lạng là vấn đề cần được đặt ra. Hiện nay, ván lạng kỹ thuật đã ra đời
đã giải quyết được vấn đề nguyên liệu. Mặt khác, ván lạng kỹ thuật còn giải
quyết vấn đề về màu sắc, vân thớ, tính thẩm mỹ... Ở các nước phát triển họ đã
có nhiều công trình nghiên cứu về ván lạng kỹ thuật, những công trình đó kết
quả chỉ được áp dụng trong điều kiện của bản thân nước họ, để áp dụng vào
Việt Nam cần có sự nghiên cứu một các tỷ mỉ và chính xác.
Nghiên cứu độ ẩm và tỷ suất nén là vấn đề cần thiết, vì độ ẩm và tỷ suất
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm ván lạng kỹ thuật. Ở Việt Nam
cho đến nay, chưa có công trình nghiên cứu nào về thông số công nghệ này.
Loại gỗ là yếu tố quan trọng để đi đến sự chọn độ ẩm và tỷ suất nén. Ngoài ra,
sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén đến chất lượng còn liên quan với điều
kiện công nghệ cụ thể. Hướng nghiên cứu của đề tài đặt ra nhằm giải quyết
vấn đề này. Góp phần làm cơ sở dữ liệu trong công nghệ sản xuất ván lạng kỹ
thuật tại Việt Nam.
Trong những năm gần đây, do nhu cầu sử dụng của con người ngày
càng tăng cho nên ván lạng gỗ được sử dụng ở Việt Nam với số lượng lớn.
Nguồn ván lạng gỗ chủ yếu là nhập khẩu từ nước ngoài. Các cơ sở trong nước
sản xuất ra với số lượng rất ít. Lượng ván lạng sản xuất trong nước cũng như


5

nhập khẩu hàng năm đều tăng. Các cơ sở sản xuất ván lạng trong nước đã
phần phải sử dụng nguyên liệu gỗ nhập khẩu từ nước ngoài do các loại gỗ của
Việt Nam chưa đáp ứng yêu cầu về chất lượng vân thớ, màu sắc.
Mặc dù được sử dụng nhiều, nhưng ván lạng gỗ có nhiều nhược điểm
như: màu sắc phụ thuộc nhiều vào gỗ tạo ra nó, vân thớ đơn điệu, chiều rộng
ván nhỏ,…Nhưng số lượng gỗ tự nhiên đáp ứng được yêu cầu của ván lạng kỹ
thuật lại không nhiều và có xu hướng ngày càng cạn kiệt làm ảnh hưởng rất
nhiều đến việc chủ động nguồn nguyên liệu cho công nghệ sản xuất ván lạng
kỹ thuật.
So với ván mỏng được lạng từ gỗ tự nhiên thì ván lạng kỹ thuật có
những ưu điểm: có thể làm thành một tấm trang sức hoàn chỉnh từ đó mà đơn
giản hoá công đoạn sản xuất ván trang sức đồng thời có lợi cho việc thực hiện
liên tục hoá của quá trình sản xuất; vân thớ và màu sắc của ván mỏng có thể
tự do thiết kế; có thể lạng ra ván mỏng có vân thớ như nhau.
Để có thể sử dụng hiệu quả gỗ mọc nhanh rừng trồng trong lĩnh vực
sản xuất này thì việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sản xuất ván lạng kỹ
thuật là giải pháp thực sự hữu hiệu. Với công nghệ này, giá trị sử dụng cũng
như phạm vi ứng dụng của gỗ mọc nhanh rừng trồng sẽ được tăng lên đáng kể
và tất nhiên cùng với nó thì việc sử dụng gỗ rừng tự nhiên, các loại gỗ quý
hiếm cho sản xuất ván lạng cũng sẽ giảm.
Ở Việt Nam hiện số lượng các công trình nghiên cứu về loại ván này
còn chưa nhiều và chưa có bất cứ một nhà máy, xí nghiệp nào đi vào sản xuất.
Vì vậy, sử dụng hỗn hợp gỗ Bồ đề và Keo tai tượng vào tạo ván lạng là
việc làm hết sức cần thiết và có ý nghĩa. Từ việc kết hợp các loại gỗ khác
nhau, để nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén trong quá trình
sản xuất ván lạng kỹ thuật. Rồi tiến hành sử dụng các phương pháp như


6

nhuộm màu, tẩy trắng khác nhau sẽ tạo ra sự đa dạng vân, đáp ứng nhu cầu sử
dụng của con người.
1.2. Lịch sử của vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Trên thế giới
Công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật được công bố từ những năm 60
của thế kỷ 20, là một trong những ngành có tiềm năng đối với các nước đang
phát triển như: Đức, Italia, Nhật Bản và Trung Quốc… và thành công về lĩnh
vực này phải kể đến Trung Quốc.
Vào những năm 70, Cộng hòa Liên bang Đức đã chuyển giao công
nghệ và đưa thiết bị sản xuất ván lạng kỹ thuật cho Trung Quốc. Tham gia
vào công trình này có sự đóng góp của nhà máy kiến thiết Thượng Hải, nhà
máy gỗ Bắc Kinh cùng với các nhà máy hữu quan tiến hành thiết kế. Từ đó,
Trung Quốc trở thành một nước phát triển mạnh về lĩnh vực trang sức bề mặt
sản phẩm ván nhân tạo.
Không dừng ở đó, những năm tiếp theo Trung Quốc còn phát triển
mạnh về sản xuất ván mỏng dán mặt. Họ nhập các loại máy móc thiết bị từ
Nhật Bản và một số nước khác. Tiêu biểu cho công nghệ này, có hai cơ sở sản
xuất đồ mộc Hoàng Hải và Yến Đài. Bên cạnh đó, hai nhà máy Quang Hoa và
Bắc Kinh đã thành công ở kỹ thuật dán ván vi mỏng ướt trang sức, cung cấp
sản phẩm cho nhiều nước trên thế giới.
Các nhà máy đồ mộc ở Thượng Hải cũng như các địa phương khác đã
bắt đầu ứng dụng kỹ thuật dán ván lạng vi mỏng cho bộ phận cấu kiện đồ mộc
hoặc trên tấm kim loại mỏng, hay dán lên sản phẩm phù điêu ván sợi ép và
ván dăm đã được xem là vật liệu kiến trúc dùng để trang sức nội thất.
Đến những năm đầu thế kỷ XXI, trên thế giới công nghệ sản xuất ván
lạng kỹ thuật đã được đưa vào ứng dụng rộng rãi. Các nhà sản xuất đã và
đang ứng dụng hiệu quả công nghệ này có thể kể đến: Alpiligum (Italia),

7

Anqing Hengtong Wood Co.Ltd.(Trung Quốc); Linyi Kaiyuan Wood Industry
Co.Ltd.; Guangzhou Weitian Timber Manufacturing Co.Ltd; Mac Douglas
Wood Flooring (Suzhou) Co.Ltd; Foshan Shunde Lulin Wood Products
Co.Ltd… Các sản phẩm sản xuất ra đã được các nhà sản xuất ván sàn, vật liệu
trang trí nội thất như: Shanghai YELS Artificial Plank Limmited Company
Shanghai King Yird Intl.Tranding Co.Ltd; Changzhou Shudi Wood Co.Ltd;
Hangzhou Hodin Decoration materials Co.Ltd; Jiashan Longsen lumbering
Co.Ltd; Foshan Nanhai Jingcheng Woodwook Co.Ltd: Hangzhou Mitsein
Wood Co.Ltd… sử dụng và đánh giá cao về độ bền cũng như hiệu quả thẩm
mỹ đạt được [1].
Họ cũng đã tiến hành nghiên cứu về loại gỗ, các thông số công nghệ
như nhiệt độ, áp suất và đặc biệt là độ ẩm và tỷ suất nén.
Năm 2006, tại Trung Quốc đã công bố tài liệu về ”Công nghệ sản xuất
ván lạng kỹ thuật và kỹ thuật phòng chống biến màu gỗ” của tác giả Đoạn
Tâm Phương. Tài liệu cũng khá chi tiết, rõ ràng về ván lạng kỹ thuật. Với
những kết quả thu được của tác giả Đoạn Tâm Phương đã giúp cho chúng ta
có những cơ sở căn bản để tiếp cận với công nghệ sản xuất mới này.
Tuy nhiên, quy trình công nghệ và các thông số còn nhiều hạn chế vì
nó chỉ phù hợp với những điều kiện và loài gỗ mà tác giả nghiên cứu.
Nói chung, các công trình nghiên cứu về loại hình công nghệ này được
công bố một cách khái quát, mang tính giới thiệu, tham khảo chưa đi sâu vào
nội dung chuyên môn. Để nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả vào Việt Nam
cần có sự nghiên cứu cụ thể hơn về công nghệ và trang thiết bị sản xuất ván
lạng kỹ thuật.
1.2.2. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam, một số năm gần đây, nhu cầu sử dụng ván lạng trong nước có
xu hướng tăng đáng kể. Lượng ván lạng trong nước cũng như nhập khẩu hằng

8

năm đều tăng. Các cơ sở sản xuất ván lạng trong nước đa phần phải sử dụng
nguyên liệu nhập khẩu từ nước ngoài, nguồn nguyên liệu gỗ mọc nhanh rừng
trồng trong nước hầu như chưa được sử dụng. Để có thể sử dụng nguồn nguyên
liệu gỗ mọc nhanh rừng trồng trong vấn đề sản xuất này thì việc nghiên cứu và
ứng dụng công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật là giải pháp thực sự hữu hiệu.
Bằng công nghệ này, giá trị sử cũng như phạm vi ứng dụng của gỗ mọc nhanh
rừng trồng sẽ được tăng lên đáng kể, việc khai thác, sử dụng các loại gỗ quý hiếm
từ rừng tự nhiên cho sản xuất ván lạng sẽ được giảm thiểu.
Qua tìm hiểu thực tiễn cho thấy, công nghệ sản xuất ván lạng không quá
phức tạp với trình độ và điều kiện sản xuất thực tiễn trong nước đều có thể đáp
ứng được yêu cầu kỹ thuật của công nghệ này.
Tại Việt Nam, công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật chưa được biết đến
nhiều nguyên nhân là do các lý thuyết nghiên cứu về vấn đề này còn nhiều hạn
chế, tài liệu tham khảo còn hạn hẹp. Gần đây trong đề tài: “Nghiên cứu công nghệ
sản xuất ván lạng từ gỗ mọc nhanh rừng trồng” của PGS,TS. Trần Văn Chứ,
trong đề tài này khả năng sử dụng của một số loại keo và gỗ mọc nhanh rừng
trồng vào sản xuất ván lạng kỹ thuật đã được nghiên cứu và chỉ rõ. Tiếp đó năm
2008, sinh viên Nguyễn Anh Tú đã nghiên cứu khả năng sử dụng gỗ Bồ đề và
Keo lai vào quá trình sản xuất ván lạng kỹ thuật. Chất lượng ván lạng kỹ thuật
được đánh giá và so sánh sau khi sử dụng 2 loại gỗ Bồ đề và Keo lai làm nguyên
liệu. Sinh viên Nguyễn Thị Thuận thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng nguyên
liệu gỗ Bồ đề vào quá trình sản xuất ván lạng kỹ thuật”. Trong đề tài này, ván
lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề bước đầu đã được tạo ra chất lượng ván đã được đánh
giá theo các chỉ tiêu. Đặc biệt, đề tài này đã đưa ra các phương án tạo màu sắc,
hoa văn của ván lạng theo ý muốn của con người. Đây là những kiến thức tiền đề
mở ra hướng nghiên cứu mới cho ván lạng kỹ thuật phù hợp với điều kiện nước
ta.

9

Ngoài ra, một số vần đề khác liên quan đến quá trình sản suất ván lạng
kỹ thuật đã được sinh viên nghiên cứu trong đề tài tốt nghiệp của mình
như.“Nghiên cứu sử dụng gỗ Bồ đề, Keo lá tràm để tạo vân thớ trong sản xuất
ván lạng kỹ thuật” của sinh viên Phùng Thị Ngọc Oanh: “Nghiên cứu các giải
pháp phối màu tạo vân thớ trong quá trình sản xuất ván lạng kỹ thuật” của
sinh viên Chu Thị Kim Liên;“Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp keo U-F, PVAc
vào sản xuất ván lạng kỹ thuật ” của sinh viên Nguyễn Thị Thắm; “Nghiên
cứu sử dụng gỗ Bồ đề trong sản xuất ván lạng kỹ thuật” của sinh viên Dương
Hải Ninh. Các đề tài này chủ yếu tìm hiểu và đánh giá khả năng sử dụng một
số loại gỗ và keo vào sản xuất ván lạng kỹ thuật.
Hướng nhuộm màu cho ván mỏng trong sản xuất ván lạng cũng đã
được nghiên cứu bởi một số đề tài như: “Nghiên cứu khả năng nhuộm màu
của ván mỏng gỗ Bồ đề bằng hoá chất Kali Dichromat trong công nghệ sản
xuất ván lạng kỹ thuật” của sinh viên Nguyễn Nam Anh; “Nghiên cứu ảnh
hưởng của nồng độ và thời gian ngâm thẩm hoá chất nhuộm màu đến các chỉ
số màu sắc và chất lượng ván lạng” của ThS. Lý Tuấn Trường (2007);
“Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium Wild), Bồ
đề (Styrax tonkinensis Pierre) vào sản xuất ván lạng kỹ thuật” của KS. Lê Vũ
Thanh (2009); “Đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ suất nén đến chất lượng gỗ Keo
tai tượng biến tính bằng dung dịch Amoniac” của SV. Đỗ Thị Hoài Thanh
(2006); “ Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ suất nén tới chất lượng gỗ bồ đề biến
tính bằng Amoniac” của SV. Nguyễn Thị Ngoan (2006); “Ảnh hưởng của tỷ
suất nén đến một số tính chất của gỗ trám trắng biến tính bằng phương pháp
nén ép” của SV. Ngô Thị Hà (2007) .
1.3. Định hướng nghiên cứu
Qua tìm hiểu cho thấy, tại Việt Nam, những nghiên cứu về lĩnh vực này

còn hạn chế. Trước tình hình gỗ tự nhiên ngày càng cạn kiệt nguồn nguyên liệu


10

để sản xuất ván lạng sẽ không còn thì vấn đề sử dụng gỗ rừng trồng là nguồn
nguyên liệu thay thế là tất yếu. Thực tế hướng sử dụng ván lạng để trang trí bề
mặt ván nhân tạo, gỗ có chất lượng thẩm mỹ bề mặt thấp đã là giải pháp tiết
kiệm gỗ. Song nếu như ván lạng này được sản xuất từ những loại gỗ rừng trồng
nhưng sử dụng những thông số công nghệ hợp lý nhằm nâng cao chất lượng
thẩm mỹ thì còn có ý nghĩa hơn rất nhiều. Để làm được điều này cần xác định rõ
một số định hướng nghiên cứu như sau:
- Tiến hành nghiên cứu các thông số công nghệ phù hợp với điều kiện sản
xuất trong nước và đặc biệt với những loại gỗ rừng trồng trong nước.
- Nghiên cứu cải tiến máy móc thiết bị cho sản xuất ván lạng kỹ thuật phù
hợp với điều kiện Việt Nam.
1.4. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát:
Phân tích, đánh giá sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén đến chất
lượng hộp gỗ kỹ thuật và chất lượng ván lạng kỹ thuật.
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định sự ảnh hưởng của độ ẩm ván mỏng và tỷ suất nén của hộp gỗ
kỹ thuật tới chất lượng ván la ̣ng trong công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật từ
gỗ Bồ đề và Keo tai tượng.
- Đưa ra được thông số độ ẩm và tỷ suất nén hợp lý cho quá trình sản
xuất ván lạng kỹ thuật từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng, phù hợp với điều
kiện sản xuất thực tiễn trong nước.
- Nâng cao hiệu quả và mở rộng phạm vi sử dụng gỗ mọc nhanh rừng
trồng theo hướng sản xuất ván lạng kỹ thuật.
1.5. Nội dung nghiên cứu

- Tiến hành thực nghiê ̣m tạo ván lạng kỹ thuật từ hai loại gỗ Bồ đề và
Keo tai tượng.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm ván mỏng và tỷ suất nén của hộp gỗ
kỹ thuật đến chất lượng ván lạng kỹ thuật.


11

- Xác định độ ẩm ván mỏng, tỷ suất nén hộp gỗ kỹ thuật phù hợp cho
sản xuất ván lạng kỹ thuật từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng.
- Đánh giá khả năng sử dụng của ván lạng kỹ thuật đã được tạo ra từ
quy trình thực nghiệm.
1.6. Phạm vi nghiên cứu
1.6.1. Các thông số cố định
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ ẩm và tỷ suất nén đến chất lượng ván
lạng kỹ thuật từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng trên cơ sở cố định một số
yếu tố công nghệ sau [25],[26],[27]:
- Nguyên liệu:
+ Ván mỏng từ gỗ Bồ đề khối lượng thể tích  = 0.41 (g/cm3) có chiều
dày 1.2mm.
+ Ván mỏng từ gỗ Keo tai tượng khối lượng thể tích  = 0.55 (g/cm3)
có chiều dày 1.2mm.
- Số lớp ván mỏng của hộp gỗ kỹ thuật là 150 lớp.
- Loại keo U-F và PVAc, lượng keo tráng 170 g/m2.
Đơn pha keo:
+ Keo bột UF Sanino:

100 phần trọng lượng;

+ Nước:

60 phần trọng lượng;

+ PVAc:

45 phần trọng lượng;

+ Muối NH4Cl (25%):

1 phần trọng lượng.

- Dùng phương pháp ép ván là phương pháp ép nguội (nhiệt độ môi
trường).
- Các thông số công nghệ và quy trình tạo hộp gỗ kỹ thuật từ hai loại gỗ
Bồ đề và Keo tai tượng: áp suất ép sẽ được đo từ trị số đồng hồ của máy ép
tương ứng với các cấp tỷ suất nén (Mpa), Nhiệt độ ép là nhiệt độ môi trường
T0 = 250 và thời gian ép là 48 giờ.
- Góc gặp dao: 200 và tốc độ lạng 800 rmp [21],[22]
1.6.1. Các thông số thay đổi
+ Độ ẩm 5 cấp (W): 8%; 10%;12%; 14%; 16%.


12

+ Tỷ suất nén 5 cấp (Pn): 30%; 35%; 40%; 45%; 50%.
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng ván lạng gồm: tần số vết nứt, sai số
chiều dày, chiều sâu vết nứt, cường độ kéo trượt màng keo, độ nhẵn bề mặt và
các chỉ tiêu ngoại quan của ván lạng kỹ thuật.
1.7. Phương pháp nghiên cứu
1.7.1. Phương pháp kế thừa

Phương pháp kế thừa được áp dụng để giải quyết các vấn đề sau:
Kế thừa các kết quả nghiên cứu về công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật, lựa
chọn các thông số công nghệ xử lý nguyên liệu, các thông số chế độ ép, loại
keo, lượng keo tráng, cách thức tạo vân trong công đoạn tạo hộp gỗ kỹ thuật
từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng.
Kế thừa các lý luận khoa học về nguyên lý cắt gọt gỗ, về cấu tạo gỗ…
cũng như các phương pháp kiểm tra, xử lý số liệu để giải thích, đánh giá các
kết quả thu được từ thực nghiệm.
1.7.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được ứng dụng trong việc tạo
hộp gỗ kỹ thuật, tạo ván lạng kỹ thuật từ hai loại gỗ Bồ đề và Keo tai tượng,
cũng như các mẫu kiểm tra chất lượng ván. Các bước tiến hành như sau:
- Chuẩn bị nguyên vật liệu: Ván mỏng được bóc từ gỗ Bồ đề và Keo
tai tượng (keo U-F, keo PVAc và chất đóng rắn).
- Kiểm tra chất lượng ván mỏng, đặc biệt là độ ẩm đầu vào. Thông số
này, là biến của đề tài. Chính vì vậy, tôi tiến hành kiểm bằng các máy đo độ
ẩm có độ chính xác cao.
- Kiểm tra keo dán: Tiến hành kiểm tra hàm lượng theo đơn, trực quan:
màu sắc, thời hạn sử dụng,...
- Chuẩn bị thiết bị: Khuôn mẫu, máy móc thiết bị phục vụ cho việc tạo
ván lạng kỹ thuật ( máy ép , máy lạng,…).
- Tính toán để lựa chọn thông số hợp lý để tạo hộp gỗ kỹ thuâ ̣t.
- Tạo hộp gỗ kỹ thuâ ̣t và tiến hành lạng hộp gỗ.
- Tạo mẫu để kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu cơ bản về chất lượng ván
lạng kỹ thuật.


13

Thực nghiệm tạo ván lạng kỹ thuật được tiến hành theo mô hình quy

hoạch thực nghiệm để xác lập mối tương quan giữa độ ẩm, tỷ suất nén tới chất
lượng ván. Kết quả thu được từ thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm OPT
của Viện Cơ điện và chế biến nông sản.
Phương pháp nghiên cứu theo quy hoạch thực nghiệm là phương pháp
nghiên cứu thực nghiệm tiên tiến. Nội dung của phương pháp này là xác định
ảnh hưởng của một số yếu tố đầu vào (biến số) tới tham số đầu ra của quá
trình nghiên cứu. Các tham số đầu ra được ký hiệu là Yi và các yếu tố đầu vào
(tác nhân gây ảnh hưởng) được ký hiệu là Xi. Đây là các yếu tố có thể được
lượng hoá, đo đếm và điều khiển được. Đối với các tham số đầu ra, nếu không
biết trước dạng biến thiên của nó thì cần thực hiện từ quy hoạch thực nghiệm
bậc nhất, sau đó kiểm tra mô hình thu được bằng các tiêu chuẩn thống kê, nếu
không phù hợp thì chuyển sang quy hoạch thực nghiệm bậc hai hoặc các dạng
quy hoạch khác phù hợp hơn [1], [18], [19].
Trong đề tài này, qua tham khảo các kết quả nghiên cứu đã được công
bố, chúng ta có thể dự đoán được dạng biến thiên của yếu tố Yi theo Xi trong
miền thực nghiệm có dạng bậc hai. Có nghĩa là chúng ta chủ động lựa chọn
mô hình tương quan, thông qua kết quả thí nghiệm kiểm tra các điều kiện về
sự đồng nhất của các phương sai, ý nghĩa của các hệ số của mô hình và sự
tương thích của mô hình. Từ đó, khẳng định sự tồn tại, tương thích của mô
hình tương quan.
Phương trình tương quan bậc hai có dạng:
n

n

n

Y  b0  bi xi  bij xi x j
i 1

(1.1)

i 1 i 1

Hiện nay có nhiều dạng kế hoạch thực nghiệm bậc hai như: kế hoạch
Keeferi J; kế hoạch trực giao; Box Wilson; kế hoạch H.O Harley [25]. Tuỳ
theo yêu cầu của thí nghiệm và số yếu tố ảnh hưởng mà lựa chọn kế hoạch
thực nghiệm cho phù hợp.
Số lượng thí nghiệm được tính theo công thức:
N = N1 + N + N0

(1.2)


14

Trong đó: N1 - các thí nghiệm phần nhân (N1 = 2n);
N - các thí nghiệm phần mở rộng (N = 2.n);
N0 - các thí nghiệm ở tâm (N0 =1);
N - số yếu tố ảnh hưởng.
Kế hoạch thực nghiệm bậc hai được thực hiện ở các mức: Mức trên
(+1); mức dưới (-1); mức trung gian (0); và các mức sao mở rộng (+) , (-).
Tay đòn điểm sao  là khoảng cách từ tâm thí nghiệm tới các điểm sao
được tính theo công thức sau:






2n p2 2n p  2n  1  2n p1

(1.3)

Trong đó: n - số yếu tố ảnh hưởng;
p - số yếu tố rút gọn.
Ma trận thực nghiệm: Ma trận thực nghiệm với quy hoạch thực nghiệm
bậc hai là một bảng bao gồm các giá trị yếu tố ảnh hưởng được mã hoá dưới
dạng toạ độ: +1, -1, 0, +, - với số hàng bằng số thí nghiệm N, số cột bằng
số yếu tố ảnh hưởng và tổ hợp chập đôi của chúng.
Xử lý kết quả thí nghiệm: Tương tự như quy hoạch thực nghiệm bậc
nhất, số liệu thực nghiệm và các hệ số của phương trình hồi quy thu được phải
được kiểm tra theo những tiêu chuẩn thống kê. Theo kế hoạch trung tâm hợp
thành trực giao các hệ số của phương trình hồi quy được tính bằng các công
thức sau [1]:
N

n

N

b0  k1  yu  k2  xiu2 . yu
u 1

(1.4)

i 1 u 1

N

bi  k3  xiu Yu

(1.5)

u 1
N

bij  k4  xiu x ju yu

(1.6)

u 1
N

n

N

N

bii  k5  xiu2 yu  k6  xiu2 yu  k2  yu
u 1

i 1 u 1

(1.7)

u 1

Trong phần mềm OPT, các hệ số: k1; k2; k3; k4; k5; k6 đã được tính sẵn

nhờ đó, các hệ số b0; bi; bii; bij và mô hình toán học được xác định.


15

Tính đồng nhất của các phương sai được kiểm tra theo tiêu chuẩn
Kohren, phương sai đồng nhất khi và chỉ khi thoả mãn điều kiện:
Gp  Gb

(1.8)

Trong đó: Gp - giá trị tính toán; Gb - giá trị tra bảng.
Ý nghĩa của các hệ số hồi quy b0; bi; bii; bij được kiểm tra theo tiêu
chuẩn Student, các hệ số của phương trình hồi quy có ý nghĩa khi:
bi  t.Sbi hoặc T  tb

(1.9)

Trong đó: T - giá trị tính toán; tb - giá trị tra bảng
Tính tương thích của mô hình toán học được kiểm tra theo tiêu chuẩn
Fisher, mô hình được xem là tương thích khi:
Fp  Fb

(1.10)

Trong đó: Fp - giá trị tính toán; Fb - giá trị Fisher tra bảng.
Trên cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm, trong đề tài này, chúng tôi
áp dụng kế hoạch thực nghiệm trung tâm hợp thành trực giao với các yếu tố
đầy đủ để xác định sự ảnh hưởng của 2 yếu tố độ ẩm và tỷ suất nén đến chất
lượng ván lạng kỹ thuật. Có nghĩa là p = 0 và n = 2 thay vào công thức 1.3, ta

có - = -1; + = +1 (ma trận siêu vuông theo kế hoạch H.O Harley). Do đó, ta
có bảng thực nghiệm theo phần mềm xử lý OPT như ở bảng 1.1. Trong đó, có
9 thí nghiệm phải thực hiện và mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
Bảng 1.1. Bảng kế hoạch thực nghiệm

Stt

X1

X2

Y1

Y2

Y3

1

+

+

Y11

Y21

Y31

2

-

+

Y12

Y22

Y32

3

+

-

Y13

Y23

Y33

4

-

-

Y14

Y24

Y34

5

+

0

Y15

Y25

Y35

6

-

0

Y16

Y26

Y36

Ghi chú

Nhân của quy
hoạch

Các điểm sao
(phần mở


16

7

0

+

Y17

Y27

Y37

8

0

-

Y18

Y28

Y38

9

0

0

Y19

Y29

Y39

rộng)

Tâm quy
hoạch

Ở đây, X1 là biến độ ẩm với các trị số được mã hoá -1, 0, +1 tương
đương với các giá trị thực là 8%, 10%, 12%, 14% và 16%; X2 là tỷ suất nén
với các trị số được mã hoá -1, 0, +1 tương đương với các giá trị thực là 30%,
35%, 40%, 45% và 50% ; Y là các yếu tố bị ảnh hưởng (các tính chất của ván
lạng kỹ thuật) mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, do đó sẽ có 3 giá trị của Y là Y 1,
Y2 và Y3.
Số lần lặp của mỗi thí nghiệm có thể được tính theo công thức 1.11 như
sau:
K

V 2 .2

(1.11)

2

Trong đó: K - số lần lặp lại; V - hệ số biến động (S%);  - độ tin cậy của
phép đo, tra bảng III [1];  - sai số phép đo (%).
Như vậy, trong đề tài này, chúng tôi sẽ tiến hành thực nghiệm theo các
mức và ma trận thực nghiệm như ở bảng 1.2 và 1.3.
Bảng 1.2. Mức, bước thay đổi các biến số

Các mức

Giá trị mã

Mức trên

Giá trị thực
X1 (%)

X2 (%)

+

16

50

Mức giữa

0

12

40

Mức dưới

-

8

30


17

Bảng 1.3. Ma trận quy hoạch thực nghiệm

No

Dạng mã

Dạng thực

X1

X2

Độ ẩm (%)

Tỷ suất (%)

1

+

+

14

45

2

-

+

10

45

3

+

-

14

35

4

-

-

10

35

5

+

0

16

40

6

-

0

8

40

7

0

+

12

50

8

0

-

12

30

9

0

0

12

40

1.7.3. Giải bài toán tối ưu theo phương pháp trao đổi giá trị phụ
Phương pháp trao đổi giá trị phụ do Haimes đề xướng và được sử
dụng để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu. Theo Haimes bài toán tối ưu đa mục
tiêu được đưa về bài toán một mục tiêu như sau:
Y1 --- min (với Yj(xi) <j, j1 ; j=1, 2,….,m).
Hàm mục tiêu được biểu diễn qua phiếm hàm Lagrăngiơ dạng tổng:
m





F ( x,  )  Y1 ( x)    ji Y j ( x)   j ; j  1
j 1

Trong đó: ji gọi là nhân tử Lagrăngiơ, có ý nghĩa như hàm trao đổi;
ji = F/Yj, với xX và j>0.
Tại điểm tối ưu: Y1 (x*, *) = F (x*, *) và F/xj = 0; F/ji = 0.
Do đó giải hệ (n+m) phương trình:
F/xi = 0; i = 1, 2,…n.
Yj - j = 0; j = 1, 2,…m.


18

Đối với các ẩn xi và ji sẽ tìm được các giá trị: x*1, x*2,...., x*n xác định
cực trị của hàm mục tiêu F. Căn cứ vào giá trị của ji* người xử lý số liệu
chọn các giá trị j để tìm lời giải phù hợp.
1.7.4. Phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả thực nghiệm
a. Kiểm tra độ ẩm ván mỏng nguyên liệu
+ Độ ẩm là tỉ lệ phần trăm giữa lượng nước có trong gỗ so với khối
lượng gỗ khô kiệt.

W 

m1 m0
100%
m0

Trong đó: m1 - khối lượng gỗ ban đầu (có nước) (g)
m0 - khối lượng gỗ khô kiệt (g)
Sử dụng máy đo độ ẩm kiểu cảm ứng để xác định độ ẩm ván mỏng

Hình 1.1: Máy đo độ ẩm kiểu cảm ứng

b. Kiểm tra các tính chất của ván lạng kỹ thuật
- Kiểm tra sai số chiều dày.
Các bước tiến hành kiểm tra như sau:
+ Dụng cụ thí nghiệm.
- Panme điện tử, độ chính xác lấy tới 10-2 mm.
- Kích thước mẫu thử: 100 x 100 (mm), 9 mẫu.
+ Phương pháp thí nghiệm:

(1.12)

19

Ta kẻ 4 điểm t1, t2, t3, t4 trên mẫu như hình vẽ:
100

t1

t2

t3

t4

100

25

25

Dùng thước panme đo lần lượt 4 điểm t1, đến t4 cho 9 mẫu thử rồi tính
giá trị trung bình.
+ Kết quả: Sai số chiều dày của ván mỏng được tính theo công thức:
∆S =

Tdn  Ttb
x 100 (%)
Tdn

(1.13)

Trong đó:
Tdn - chiều dày ván mỏng danh nghĩa;
Ttb - chiều dày ván mỏng trung bình.
- Kiểm tra tần số vết nứt và chiều sâu vết nứt.
Các bước tiến hành kiểm tra:
+ Dụng cụ kiểm tra.
- Mực tàu, chổi quét, cốc đựng; kéo cắt và kính lúp.
+ Phương pháp thí nghiệm:
- Ta kẻ mẫu thành các ô có kích thước 100 x 100 (mm), dùng mực tàu
quét vào các ô xen kẽ với nhau như hình vẽ:


20

- Ta để ván khô khoảng 30 phút, rồi dùng kéo cắt các mẫu đã quét mực
tàu.
- Dùng kính lúp đếm các vết nứt lần lượt trên 9 mẫu và đo chiều sâu vết
nứt đó.
+ Kết quả: Tần số vết nứt được xác định theo công thức:
Ts =

N
, Vết/cm
10

(1.14)

Trong đó:
Ts - Tần số vết nứt (vết/cm);

N - Số lượng vết nứt đo được trên mẫu.
Chiều sâu vết nứt được tính theo công thức:
10

 Hi
Cs =

i 1

N .t

x 100 (%)

(1.15)

Trong đó: Hi - Chiều sâu vết nứt thứ i (mm);
t - Chiều dày trung bình của ván (mm);
N - Số lượng vết nứt đo được trên mẫu.
- Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo của hộp gỗ kỹ thuật: Hiện nay,
tại Việt Nam chưa có tiêu chuẩn riêng để kiểm tra tính chất của ván lạng kỹ
thuật. Mặt khác, khi chạy biến độ ẩm và tỷ suất nén thì kiểm tra tính chất dán


21

dính là rất quan trọng. Chính vì vậy, tôi đã tham khảo tài liệu của PGS,TS.
Trần Văn Chứ và xin ý kiến chuyên gia trong quá trình thí nghiệm kiểm tra
các tính chất của phôi ván lạng kỹ thuật, tôi sử dụng các tiêu chuẩn chuyển
dịch nước ngoài trong kiểm tra ván ghép lớp LVL.
- Tiêu chuẩn kiểm tra: Tiêu chuẩn Nhật Bản JAS S – 11 15.2 (1993)

- Kích thước mẫu thử: L x W x t = 35 x 25 x t, mm
Cắt mẫu theo hình 1.2.

Hình 1.2: Mẫu kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo

Mẫu kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo được kiểm tra trên máy thử
tính chất cơ lý Amsler 5 tấn 11/2612 của Trung tâm thí nghiệm Khoa Chế
biến Lâm sản – Đại học Lâm nghiệp.
Công thức xác định:

k 

Pmax
; MPa
10.a.w

(1.16)

Trong đó: Pmax: Lực phá hủy (Kg); a,w: chiều rộng và chiều dài thiết diện
bề mặt trượt của màng keo (cm)
Tiến hành thí nghiệm:
+ Dùng thước kẹp đo (a,w) để xác định diện tích kéo trượt.


22

+ Gá mẫu vào bộ gá trên máy thử cơ lý.
+ Tiến hành tăng lực đến khi màng keo lớp giữa bị phá hủy thì dừng lại.
+ Đọc trị số lực phá hủy trên đồng hồ đo lực.
- Kiểm tra độ nhẵn bề mặt ván lạng kỹ thuật

+ Dùng máy đo TR200: Hãng sản xuất: Time Group; sản xuất tại: Trung
Quốc; đơn vị đo: Micromet (µm).
+ Phương pháp đo: đặt đầu đo lên bề mặt ván lạng kỹ thuật, bấm máy
chạy. Rồi đọc trị số trên màn hình (µm), cho kết quả của độ nhẵn bề mặt ván
lạng kỹ thuật.

Hình 1.3. Máy đo độ nhẵn ván lạng kỹ thuật

- Kiểm tra khả năng chống chịu môi trường của ván lạng.
+ Kiểm tra khả năng chịu khí hậu.
Để ván ở nhiệt độ môi trường nếu ván không có hiện tượng phồng
rộp, không phát sinh vết nứt thì ta kết luận ván lạng kỹ thuật có khả năng
chống chịu môi trường tốt và ngược lại.
Thí nghiệm kiểm tra biến màu từ nhiên (môi trường)
Ván lạng kiểm tra biến màu tự nhiên trong thí nghiệm của đề tài là ván
được đo màu lần thứ nhất rồi để sau 60 ngày thì đo lại lần 2. Mức độ chênh


23

lệch màu giữa 2 lần đo được, nếu lớn hơn 3 (mắt thường có thể phân biệt) là
ván có biến màu và ngược lại[32].
ΔE* = (L*)2  (a*)2  (b*)2

(1.17)

Trong đó: ΔL* = L*2 - L*1
L*1 - Độ sáng màu trung bình của mẫu đo lần 1 (đối chứng).
L*2 - Độ sáng màu trung bình của mẫu ở môi trường đo lần 2.
Δa* = a*2 - a*1

a*1 - Chỉ số a* trung bình của mẫu đo lần 1 (đối chứng).
a*2 - Chỉ số a* trung bình của mẫu ở ở môi trường đo lần 2.
Δb* = b*2 - b*1
b*1 - Chỉ số b* trung bình của mẫu đo lần 1 (đối chứng).
b*2 - Chỉ số b* trung bình của mẫu ở ở môi trường đo lần 2.
Theo công thức 1.17, ta tính toán được các giá trị độ lệch màu ΔE* ở
chế độ thí nghiệm.
Trong kiểm tra biến màu tự nhiên, đánh giá trực quan cũng được ứng
dụng để đánh giá mức độ đồng đều của sự biến màu.
+ Kiểm tra khả năng chịu ẩm.
Tiến hành thí nghiệm ngâm ván trong nước ở điều kiện môi trường với
thời gian: 10 giờ. Kết quả thu được các mẫu ván ngâm trong các khoảng thời
gian là như nhau nếu không có hiện tượng bong tách màng keo, màu sắc của
ván cũng không bị biến màu. Khi đó, ta kết luận rằng ván có khả năng chịu
ẩm tốt và ngược lại.
- Kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng ván lạng kỹ thuật
Chỉ tiêu ngoại quan: màu sắc, hoa văn, khuyết tật gia công.
Màu sắc của sản phẩm. Ưu điểm nổi bật của ván lạng kỹ thuật chính là
ở tính đa dạng và cảm giác đẹp của màu sắc. Màu sắc bao gồm sắc điệu và
ánh màu, ánh màu thường liên quan đến loài cây nguyên liệu. Vì thế, trong