Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp dạng engineering flooring

ĐẶT VẤN ĐỀ
Ván sàn công nghiệp ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong nội
thất gia đình, văn phịng, cơng sở,... Xã hội càng phát triển, địi hỏi của con
người về chất lượng cuộc sống, tính thẩm mỹ cao hơn, đồng thời thúc đẩy
việc phát triển ván sàn công nghiệp.
Với những tính năng ưu việt mà sàn gỗ tự nhiên khơng có được và sự
sang trọng, ấm cúng mà sàn đá hay gạch khơng có được thì ván sàn gỗ công
nghiệp đã trở thành một vật liệu lát sàn có thể thay thế cho các loại vật liệu
khác.
Ván sàn công nghiệp hiện nay thường là loại ván sàn sử dụng các loại
ván nhân tạo làm lõi, có phủ mặt bằng loại gỗ, ván lạng, ván bóc, giấy trang
sức hoặc tre nứa..., có chất lượng tốt để nâng cao chất lượng bề mặt, và phía
dưới được dán một lớp giấy cân bằng lực, chống ẩm.
Ván sàn cơng nghiệp có nhiều ưu điểm như ván sàn làm bằng gỗ tự
nhiên: Cách âm, cách nhiệt, bề mặt không bị đọng nước, vân thớ đẹp, thân
thiện với con người và môi trường. Con người có thể nằm ngủ trực tiếp trên
sàn mà khơng ảnh hưởng sức khoẻ...hơn thế, chúng ta có thể tạo ra dược
nhiều loại vân thớ, màu sắc khác nhau theo ý muốn sử dụng.
Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng ván sàn cơng nghiệp cũng có những
khuyết tật như: Cong vênh, mài mòn, bong tách màng keo khi độ ẩm môi
trường thay đổi... ảnh hưởng lớn đến chất lượng, quá trình lắp ghép, giá thành
sản phẩm.
Hiện nay có nhiều biện pháp để làm tăng chất lượng của sản phẩm ván
sàn công nghiệp như: Biện pháp về chế độ ép, nguyên liệu, tỷ lệ kết cấu, biến
tính,...trong đó tỷ lệ kết cấu là một yếu quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất
lượng ván, nếu tỷ lệ kết cấu không hợp lý thì ván sẽ rất dễ bị cong vênh sau
một thời gian sử dụng. Đây cũng là khuyết tật chủ yếu của ván sàn hiện nay,

1

Phương pháp xác định cấu trúc hợp lý sẽ làm giảm hoặc triệt tiêu nội ứng suất
và làm tăng tính chất cơ học cho ván.
Để góp phần nâng cao chất lượng của ván sàn công nghiệp, tôi tiến
hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất
lượng ván sàn gỗ công nghiệp dạng Engineering Flooring”.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái niệm ván sàn gỗ công nghiệp [14]
Ván sàn gỗ công nghiệp là loại ván sử dụng nguyên nền tảng là gỗ xẻ,
ván bóc,ván lạng, gỗ dán ván mỏng. Ván được sử dụng chủ yếu trong xây
dựng và kỹ thuật. Nói rõ hơn ván sàn cơng nghiệp có cấu tạo 3 lớp, lớp giữa
được làm từ gỗ xẻ (có thể là ván ghép thanh hoặc gỗ nguyên) và 2 lớp mặt là
2 lớp vật liệu mỏng. Công nghệ sản xuất ván sàn công nghiệp chú trọng vào
vật liệu dán phủ bề mặt. Một lớp vật liệu mỏng ở bên trên có tác dụng bảo vệ
và trang sức cho lớp lõi, một lớp vật liệu khác ở lớp dưới có tác dụng chống
hút ẩm và chống sự cong vênh. Tổng chiều dày các lớp ván mặt không nhỏ
hơn 1/3 chiều dày sản phẩm.
Với những tính năng ưu việt của ván sàn cơng nghiệp, chống chịu được
tác dụng của môi truờng như chống ẩm, chống xước, nấm mốc, mối mọt,...
đem lại sự ấm cúng và sang trọng cho mọi không gian nội thất. Sàn nhà được
lát ván sẽ tạo cảm giác sạch sẽ, êm ái cho đôi chân người sử dụng. Trong đề
tài này ván sàn công nghiệp dạng lớp được sản xuất từ gỗ bồ đề và gỗ Keo lá
tràm. Kết cấu gồm 2 phần chính là ván mặt và ván lõi.
Theo tiêu chuẩn nơng nghiệp Nhật Bản (JAS- SE - 7) thì loại hình ván
sàn cơng nghiệp bao gồm các kích thước như sau:
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, 240, 300, 303

Chiều dài

mm

240, 300, 303, 900, 1800, 1818

3


Lớp lõi

Lớp mặt

Lớp cân bằng lực
(a)

(b)

Hình 1.1. Cấu tạo ván sàn gỗ công nghiệp dạng Engineering Flooring
a - cấu tạo; b - sản phẩm của đề tài

1.2. Khái niệm về tỷ lệ kết cấu
Tỷ lệ kết cấu là tỷ lệ tổng chiều dày các lớp ván mặt so với chiều dày
sản phẩm. Được xác định theo công thức sau:
n

R% 

 ti
i 1

t sp

(1.1)

Trong đó:
R - tỷ lệ kết cấu, (%);
t1 - chiều dày các lớp ván mặt, mm;
tsp- chiều dày sản phẩm, mm.

4

1.3. Tình hình sản xuất ván sàn trong và ngồi nƣớc [1]
1.3.1. Tình hình sản xuất trên thế giới
Hiện nay do nguồn gỗ tự nhiên ngày càng trở nên khan hiếm nên các
nhà sản xuất ván sàn trên thế giới đã chuyển hướng sang sản xuất ván sàn gỗ
nhân tạo (sàn gỗ công nghiệp) và phát triển rất mạnh mẽ ở các nước phát triển
ở Châu Âu, Bắc Mỹ, Đông Á… Trên thị trường thế giới đã xuất hiện nhiều
loại ván sàn khác nhau, nhưng chủ yếu vẫn là sản xuất từ bột gỗ (chiếm 65 –
85%), còn lại là chất phụ gia, chất chống ẩm, chất làm cứng,…máy móc thiết
bị phục vụ cho công nghệ sản xuất loại ván này là ở các nước Châu Âu có nền
cơng nghiệp rất hiện đại…loại HDF (high density fibre board) được sản xuất
từ Đức; dạng three layer flooring được sản xuất ở Nhật bản, Hàn Quốc,
Malaysia,...
Trên thế giới hiện nay có một số thương hiệu sản xuất ván sàn nổi tiếng
như: Pergo (Thụy Điển), unilin (Bỉ), Kronotex, Parador (Đức), Gago, Green
Dong Wha (Hàn Quốc), EPI (pháp), Picenza (Ý),...Trong đó Pergo là hãng
phát minh và sản xuất sán gỗ đầu tiên trên thế giới, cung cấp ván sàn cho cả
thị truờng xây dựng, dân dụng cũng như công nghiệp cùng với các nhà phân
phối độc quyền trên 60 nước từ Châu Âu, Bắc Mỹ đến Châu Á Thái Bình
Dương. Đồng thời vào năm 1999 được sự giúp đỡ của Pergo, Uỷ ban Liên
Minh Châu Âu gồm 11 nước đã đưa ra tiêu chuẩn Châu Âu về ván sàn cơng
nghiệp.
1.3.2. Tình hình sản xuất tại Việt Nam
Do sự phát triển rất mạnh mẽ của nền sản xuất ván sàn trên thế giới đã
tác động rất lớn đến tình hình sản xuất ở nước ta, Trong vòng hai năm lại đây,
thị trường ván sàn gỗ phát triển nhanh chóng. Trong khi, các nhãn hiệu gỗ
cơng nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều và làm cho thị trường trở nên sôi
động. Cùng với nhu cầu sử dụng nó ngày càng tăng và khả năng thay thế được
các vật liệu lát sàn khác đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành sản xuất ván sàn
phát triển ở nước ta.
Trong nước cũng đã có một số nhà máy sản xuất ván sàn cung cấp cho

thị trường trong nước và hướng đi tới xuất khẩu ra nước ngồi. Có thể kể đến
như: Tập đoàn Hoà Phát (Hà Nội), tập đoàn Newsky (Thành phố Hồ Chí
5


Minh), 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 Nội) cũng đã và đang sản xuất ván sàn.
Một số hình ảnh về sản phẩm sàn gỗ công nghiệp đã trở nên rất thơng
dụng:

Hình 1.2. Một số hình ảnh về ván sàn gỗ công nghiệp

6


1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc về tỷ lệ kết cấu vật liệu gỗ
1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Trong nước đã có một số cơng trình nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu như:
- Hoàng Hải Thanh, Phạm Văn Chương (1995), đã nghiên cứu ảnh
hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván ghép thanh có phủ bề mặt bằng
ván bóc, đề tài đã kết luận rằng khoảng giá trị tỷ lệ kết cấu hợp lý nhất nằm
trong khoảng 23,4 – 29,6%.
- Bùi Đình Thi (1996), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến
chất lượng sản phẩm ván dán 3 lớp 4mm, tác giả đã đưa ra khoảng tỷ lệ hợp
lý là > 58,5% và < 65,5%.
- Phạm Văn Chương (2001), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu
tới chất lượng Block board làm từ gỗ Keo tai tượng. Tỷ lệ kết cấu hợp lý R =
26 – 34%.
-Nguyễn Thị Lục, Phạm Văn Chương (2006), đã nghiên cứu ảnh hưởng

của tỷ lệ kết cấu tới chất lượng ván ghép thanh dạng Block board từ gỗ Bơng
gịn, dán phủ bằng gỗ Bồ đề khoảng nghiên cứu 20 – 40%, tác giả đã kết luận
khoảng hợp lý là 30 – 35%.
- Nguyễn Thị Thanh Hiền, (2007), đã nghiên cứu ảnh hưởng của kết
cấu đến tính chất của vật liệu composite dạng lớp từ tre gỗ đã đưa ra kết luận
như sau: Tỷ lệ kết cấu tăng 20 – 60% thì khối lượng thể tích và độ ẩm của vật
liệu giảm nhưng cường độ uốn tĩnh và môđun đàn hồi uốn tĩnh và khả năng
dán dính của màng keo tăng lên.
- Trần Minh Tới, Phạm Văn Chương (2008), đã nghiên cứu xác định tỷ
lệ kết cấu của ván sàn công nghiệp tre - gỗ, với tỷ lệ: tre - gỗ - giấy cân bằng
lực là: 3 – 15 – 0,5 (mm).
- Lê Văn An, Phạm Văn Chương (2009), đã 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. Các tác giả đã kết luận: Tổng chiều dày các lớp ván mặt/chiều
dày sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu chất lượng của ván sàn công

7


nghiệp (dạng three layer flooring) như: Độ cong vênh, độ võng do uốn, độ
bong tách màng keo… Tỷ lệ kết cấu hợp lý: 34 – 40%.
Tuy nhiên các cơng trình nghiên cứu trên chưa nghiên cứu về tỷ lệ kết
cấu hợp lý cho ván sàn gỗ công nghiệp được sản xuất từ ván lõi là gỗ xẻ
(thanh nguyên) từ gỗ Keo lá tràm.
1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc
Trên thế giới cũng có một số cơng trình nghiên cứu về tỷ lệ kết cấu:
- Carlos Amen-Chen, Ph.D. Student, and Felisa Chan, Post-Doctoral
Fellow, Dept. of Chemical Engineering, Bernard Riedl, Professor, Dept. of
Wood Science, and Christian Roy, Professor, Dept. of Chemical Engineering,
Univ. Laval, Ste-Foy, QC, Canada (2000), đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ

kết cấu đến tính chất vật lý, cơ học của ván OSB sử dụng keo P-F.
- Heiko Thoemen, Christian Ruf, Department of Wood Science,
University of Hamburg, Leuschnerstrasse 91 21031 Hamburg, Germany
(2002), đã nghiên cứu xây dựng mơ hình tỷ lệ kết cấu của ván nhân tạo và
khảo nghiệm cho ván MDF. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ kết cấu ảnh
hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm; tổng chiều dày các lớp mặt phải lớn hơn
1/5 chiều dày sản phẩm.
- Tiêu chuẩn JAS - SE - 7 (Japanese Agricultural Standards for
Engineering flooring): Ván sàn công nghiệp dạng composite lớp, chiều dày
các lớp phủ mặt không nhỏ 1/3 chiều dày sản phẩm.
Từ các cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy tỷ lệ kết
cấu hợp lý nằm trong khoảng 30 - 40%. Nếu R > 40% thì chi phí sản xuất lớn,
ngược lại R < 30% thì khơng tạo ra kết quả phù hợp.
Do vậy trong đề tài này chúng tôi bước đầu nghiên cứu tỷ lệ kết cấu sản
phẩm từ mức R = 30 - 40%. Trong khoảng này được chia làm 5 mức: R =
30%; 32,5%; 35%; 37,5%; 40%.
8


1.5. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, xác định ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu (cấu trúc theo
phương chiều dày) tới chất lượng của ván sàn công nghiệp dạng Engineering
Flooring sản xuất từ gỗ Bồ đề và Gỗ Keo lá tràm. Trên cơ sở đó đề xuất tỷ lệ
kết cấu hợp lý cho sản phẩm.
1.6. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan
- Kết quả nghiên cứu:
+ Nghiên cứu lý thuyết
+ Thực nghiệm
- Kết luận và kiến nghị

1.7. Phƣơng pháp nghiên cứu
1.7.1. Phƣơng pháp kế thừa
Sử dụng các tài liệu chuẩn, các tài liệu đã được nghiên cứu về tỷ lệ kết
cấu trước đó mà đã được các tổ chức có thẩm quyền cơng nhận.
1.7.2. Phƣơng pháp thực nghiệm
- Tiến hành tính toán thực nghiệm trên các đối tượng nghiên cứu
1.7.3. Xử lý số liệu bằng phƣơng pháp thống kê toán học
* Trung bình mẫu
n

x

Được xác định theo cơng thức:
Trong đó:

x

=

i 1

i

(1.2)

n

xi - các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm;

n - số mẫu quan sát;

x - trị số trung bình mẫu.

9


*Sai tiêu chuẩn mẫu
Được xác định theo công thức:

 x
n

s = 

Trong đó:

i 1

i

x



2

(1.3)

n 1

x - sai quân phương;
xi - giá trị của các phân tử;

x - trung bình cộng của các giá trị xi ;

n - số mẫu quan sát.

* Sai số trung bình cộng
Được xác định theo cơng thức:
m = 

Trong đó:

s

(1.4)

n

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

* Hệ số biến động
Được xác định theo công thức:
S% =

s
x 100
x

(1.5)

Trong đó:
S% - hệ số biến động;
s

- sai quân phương;

x

- trị số trung bình cộng.

* Hệ số chính xác
Được xác định theo cơng thức:
P=

m
x 100%
x

Trong đó:
10

(1.6)


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

* Sai số tuyệt đối của ƣớc lƣợng
Được xác định theo công thức:
C(95%) = ta/2 x

s
n

(1.7)

Trong đó:
C(95%)- sai số tuyệt đối của ước lượng;
ta/2 - mức tin cậy;
s
- độ lệch tiêu chuẩn;
n
- dung lượng mẫu.
1.7.4. Sử dụng phƣơng pháp tiêu chuẩn và so sánh.
Sử dụng tiêu chuẩn nông nghiệp Nhật Bản JAS – SE - 7 (Japanese
Agricultural Standards for Engineering Flooring) để kiểm tra chỉ chất lượng
sản phẩm ván sàn.
1.8. Phạm vi nghiên cứu
- Ảnh hưởng của cấu trúc ván theo phương chiều dày tới các chỉ tiêu
chất lượng của ván sàn dạng Engineering Flooring
- Nguyên liệu dùng để sản xuất ván sàn dạng Engineering Flooring cụ
thể là:
+ Ván phủ mặt được bóc từ gỗ Bồ đề ( Styrax tonkinensis Pierre)
+ Ván lõi từ gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)
- Khống chế chiều dày sản phẩm sau khi ép tsp = 15 mm
- Chất kết dính

Sử dụng keo Synteko 1911/1999 là một loại keo thông dụng do hãng
Cassco sản xuất.
- Điều kiện thực hiện: Đề tài được thực hiện với điều kiện máy móc có
tại Trung tâm nghiên cứu, thực nghiệm và chuyển giao công nghệ Công
11


nghiệp rừng, và Trung tâm thí nghiệm thực hành khoa Chế biến lâm sản
trường Đại học Lâm nghiệp.
1.9. Điều tra nguyên liệu, chất kết dính
1.9.1. Điều tra nguyên liệu
Như chúng ta đã biết ván sàn công nghiệp dạng lớp gồm hai vật liệu
chính là ván mặt và ván lõi hay cịn gọi là ván nền. Trong đó vật liệu ván sàn
có khả năng chịu lực cao hơn, cịn vật liệu ván mặt khơng những có vai trị
làm tăng các tính chất cơ lý chung của sản phẩm, nâng cao tính ổn định mà nó
cịn là vật liệu trang sức cho bề mặt.
Cơ tính của ván sàn cơng nghiệp dạng lớp phụ thuộc vào cơ tính của các
vật liệu thành phần, sự phân bố hình học của vật liệu, tác dụng tương hỗ giữa
các vật liệu thành phần,... Vì vậy để tạo ra ván sàn công nghiệp dạng lớp ta
cần phải biết rõ nguồn gốc và tính chất của các vật liệu thành phần. Vật liệu
thành phần gồm có: Gỗ Keo lá tràm tạo ván lõi và ván bóc từ gỗ Bồ đề tạo
ván mặt.
* Đặc điểm của Keo lá tràm [1]
Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) là loại cây có gỗ giác, lõi phân biệt.
Gỗ giác có màu trắng xám, gỗ có màu vàng nhạt để lâu chuyển màu nâu xám.
Tỷ lệ giác lõi phụ thuộc vào tuổi cây, ở độ tuổi 6 -10 năm tỷ lệ trung bình gỗ
lõi chiếm 72 %. Giữa phần lõi có tuỷ nhỏ (đặc biệt ở giai đoạn 10 năm trở đi),
xung quanh tủy nhẹ xốp,có những nét gỗ già giống keo tai tượng.
Keo lá tràm là một loại cây mọc nhanh,vòng năm phân biệt khơng rõ
ràng, mỗi năm vịng năm rộng khoảng 1 – 1,5 cm, trong mỗi vòng năm gỗ

sớm và gỗ muộn phân biệt khơng rõ ràng. Keo lá tràm có thớ gỗ hơi nghiêng
và tương đối mịn, mạch gỗ có thể nhìn thấy bằng mắt thường, lỗ mạch
khoảng 5 - 8 lỗ/1mm2. Tia gỗ nhỏ, số lượng trung bình, khoảng 3 - 7
tia/1mm2. Mạch gỗ vừa xếp vòng vừa xếp phân tán, phân bố khơng đều, hình
thức tụ hợp đơn. Keo lá tràm có tỷ lệ mắt nhiều, từ 6 - 7 mắt/m chiều dài.
12


Bảng 1.1. Tính chất vật lý, cơ học của gỗ Keo lá tràm

Thơng số
Khối lượng thể tích cơ bản
KLTT cơ bản trung bình của gỗ giác
KLTT cơ bản trung bình của gỗ lõi
Độ co rút:
+ Thể tích
+ Xuyên tâm
+ Tiếp tuyến
Tính chất cơ học:
+ Độ bền uốn tĩnh
+ Độ bền uốn tĩnh xuyên tâm
+ Độ bền uốn tĩnh tiếp tuyến
+ Mô đun đàn hồi uốn tĩnh xuyên tâm
+ Mô đun đàn hồi uốn tĩnh tiếp tuyến
+ Mô đun đàn hồi uốn tĩnh
+ Độ cứng tĩnh
+ Độ bền nén ngang thớ
+ Độ bền tách xuyên tâm
+ Độ bền tách tiếp tuyến

Đơn vị

Trị số

g/cm3

0,47
0,54
0,42

%
%
%

4,72
1,53
3,81

MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
N/mm2
N/mm2

87-94

102,8
99,0
9000
8,9.103
8247- 9358
46- 55
4,5- 5,3
52- 61
62-70

* Đặc điểm của gỗ Bồ đề [11]
Gỗ Bồ đề (Styax tonkinensis Pierre), là loại cây mọc nhanh rừng trồng
có khả năng tái sinh tự nhiên tốt, thân thẳng tròn. Vỏ màu nâu xám, nhẵn, dày
3 - 4 mm. Gỗ trắng, mềm, mịn, dễ gia cơng, có thể làm giấy, làm diêm và làm
ngun liệu cho các sản phẩm ván nhân tạo.
Bồ đề có gỗ giác, gỗ lõi không phân biệt, màu trắng hồng. Thớ thẳng
mịn. Vịng năm thường khơng rõ, gỗ sớm, gỗ muộn rất ít hoặc khơng phân
biệt. Tia gỗ bé, khó thấy bằng mắt thường. Gỗ có vân thớ thẳng, khá mềm và
nhẹ, ít bị nứt và khơng cong vênh, thuận lợi cho q trình bóc và lạng.

13


Cấu tạo hiển vi có vịng năm khơng rõ. Lỗ mạch xếp phân tán, số lượng
trung bình 24/mm2, tụ hợp đơn kép (2 - 4), ít khi gặp mạch kép 5 - 6, đường
kính lỗ mạch theo chiều tiếp tuyến 84  m, lỗ xuyên mạch xếp bậc thang, lỗ
thông ngang nhỏ đường kính 6 m . Sợi gỗ giống quản bào, dài 1235 1475 m , vách mỏng. Tế bào mô mềm phân tán, làm thành giải mau đan với
tia gỗ thành lưỡi. Tia gỗ số lượng 6 - 8/mm, rộng 3 - 4 hàng tế bào, cao trung
bình 1112 m . Gỗ khơng có cấu tạo lớp. Ống dẫn nhựa bệnh thường thấy do
chấn thương.

Bảng 1.2. Một số thông của gỗ Bồ đề dùng trong nghiên cứu

Thông số
Khối lượng thể tích
Độ co rút: - Xuyên tâm
- Tiếp tuyến
- Thể tích
Hệ số co rút thể tích

Đơn vị
g/cm3
%
%
%
-

Trị số
0,43
3,67
8,02
9,00
0,29

Độ hút ẩm

%

26,5

Độ ẩm gỗ tươi

%

70

pH

-

6,1

Cường độ ép dọc thớ

MPa

2,6

MPa

67,488

Mô đun đàn hồi uốn tĩnh

N/mm
N/mm
MPa

38 - 49
41 - 46
6963

Độ cứng tĩnh

MPa

36-44

Độ bền uốn tĩnh
Sức chống tách: - Xuyên tâm
- Tiếp tuyến

14


Từ việc tìm hiểu về cấu tạo và các tính chất cơ lý hoá của 2 loại nguyên
liệu trên ta thấy:
Gỗ Keo lá tràm là một loại gỗ có độ cứng trung bình, và nặng trung
bình, tính chất cơ lý tương đối tốt phù hợp với nhiều loại hình sản phẩm và có
thể làm vật liệu ván nền cho sản xuất ván sàn cơng nghiệp dạng lớp.
Gỗ Bồ đề có màu sắc, vân thớ đẹp, kết cấu mịn, gỗ khá mềm, dễ bóc
thành những tấm ván mỏng, có thể làm ván mặt cho ván sàn công nghiệp.
Hai loại gỗ Bồ đề và Keo lá tràm có khối lượng thể tích chênh lệch nhau
không nhiều, với cấu tạo gỗ như trên phù hợp với khả năng tạo ván sàn dạng
lớp.
1.9.2. Điều tra chất kết dính [12]
Hiện nay trên thị trường keo EPI (Emulsion Polymer Isocyanate) được
sử dụng rộng rãi trong ngành cơng nghiệp sản xuất ván nhân tạo, đó là một
loại keo 2 thành phần, có thể đóng rắn nóng hoặc đóng rắn nguội, cường độ
dán dính khá tốt, khơng độc hại đối với con người và có tính chống chịu mơi
trường. Thời gian bảo quản dài, ở 300C có thể bảo quản trong 9 tháng, chất

đóng rắn dạng lỏng, màu nâu, độ nhớt ở 25 0C <200mPas.
Đối với tất cả các loại ván nhân tạo người ta yêu cầu loại keo được sử
dụng không được gây độc hại với con người. Hàm lượng Formaldehyde tự do
không được vượt quá 1,5 %.
Keo EPI có các ưu nhược điểm chủ yếu sau:


Ưu điểm: - Khơng có formaldehyde tự do
- Màng keo bền khi gia cơng cắt gọt
- Khả năng đóng rắn dễ dàng
- Bền với thời tiết



Nhược điểm: - Cần phải bảo quản rất cẩn thận do keo dễ bị
đóng rắn ở điều kiện bình thường.
- Isocyanate có thể là tác nhân gây độc hại nếu không

được sử dụng đúng cách.
15


Đề tài sử dụng keo Synteko 1911/1999 hãng cassco
EPI 1911 và chất đóng rắn 1999 được sử dụng làm loại keo để gắn kết
gỗ với gỗ. Sự kết hợp này tạo ra những mối kiên kết có độ bền cao thích ứng
với mơi trường tốt, có khả năng chống chịu nhiệt ở nhiệt độ cao. Sau đây là
các thông số của loại keo này.
Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của keo Synteko 1911/1999

Thông số

EPI Adhesive 1911

Isocyanate hardener 1999

Trạng thái

Lỏng

Lỏng

Màu sắc

Trắng

Nâu

mPas

8000 – 15000

170 - 250

pH

7–8

NA

Độ nhớt (25oC)

Thời gian

20oC/68oF

30oC/86oF

20oC/68oF

30oC/86oF

9 tháng

6 tháng

12 tháng

9 tháng

bảo quản
và điều kiện
bảo quản

Nhiệt độ bảo quản 5 - 35oC; nếu Nhiệt độ bảo quản 5 nhiệt độ thấp hơn 5oC hoặc cao 35oC; nếu nhiệt độ thấp
hơn 35oC, chỉ bảo quản được hơn 5oC hoặc cao hơn
35oC, chỉ bảo quản được

trong thời gian ngắn

trong thời gian ngắn

Đáp ứng tiêu chuẩn

Formaldehyde
Khối lượng
riêng, kg/m3

1300

1300

16


Tính chất màng keo
Sự chấp thuận: Đáp ứng Tiêu chuẩn
Nhiệt độ màng keo: Không quá 70oC
Thời gian
ép ở 20oC/68oF

40 – 80 phút, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể

Thời gian
ép ở 30oC/86oF

30 – 60 phút, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể
15°C/ 20°C/
59°F 68°F

Pot life

Khoảng
2 giờ

30°C/ 86°F

1-2
giờ

1 giờ

Áp suất ép

0,8 - 1,2 MPa

Assembly time ở
20oC/68oF
Mở: 4 phút
Assembly time
ở 30oC/86oF

Đóng: 5 phút

Mở: 3 phút

Đóng: 4 phút

Tỷ lệ pha trộn: 1911:1999 là 100:15 phần trọng lượng
Thời gian trộn 30 giây (bằng máy), 2 phút (thủ công), yêu cầu trộn đồng
đều
Lượng keo tráng 150 - 300 g/cm2, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể

Độ ẩm gỗ

8 - 15%

Chuẩn bị gỗ

Gỗ cần được bào nhẵn; tốt nhất tráng keo trong vòng 24
giờ sau khi bào; đối với gỗ có dầu nhựa tráng keo trong
vịng 4 giờ sau khi bào

Nhiệt độ gỗ

Không nhỏ hơn 20oC/68oF

Dán gỗ với nhơm Nên sử dụng chất sơn lót 4457
Có thể gia cơng sau khi keo đóng rắn từ 2 - 6 giờ, nhưng
Gia công sau khi nên gia công sau 24 giờ. Khả năng chịu ẩm của màng keo
keo đóng rắn tốt nhất sau 14 ngày. Nên thực hiện các q trình gia cơng
sau khi keo đóng rắn 7 ngày

17


1.9.3. Một số máy móc thiết bị tạo sản phẩm

Hình 1.3.a

Hình 1.3.b

Hình 1.3.c

Hình 1.3.d
Hình 1.3. Một số hình ảnh máy móc thiết bị tạo sản phẩm

- Máy cưa vịng xẻ phá
- Máy cưa xẻ dọc
- Lò sấy
- Máy cưa cắt ngang (hình 1.3.a)
- Máy bào 4 mặt (hình 1.3.b)
- Máy đánh nhẵn (hình 1.3.c)
- Máy ép nhiệt BYD 113 (hình 1.3.d)
18


1.9.4. Một số thiết bị kiểm tra chất lƣợng sản phẩm

Nồi luộc mẫu RW – 3025G

Thiết bị đo chiều dày mẫu

Cân điện tử
Tủ sấy thí nghiệm
Hình 1.4. một số thiết bị kiểm tra chất lượng sản phẩm

19


CHƢƠNG 2
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
2.1. Nghiên cứu lý thuyết
2.1.1. Các chỉ tiêu chất lƣợng cơ bản của ván sàn gỗ công nghiệp [14]

Chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp được đánh giá qua các chỉ tiêu
chính sau:
+ Độ cong vênh của sản phẩm
+ Độ võng do uốn (độ cứng) của sản phẩm
+ Độ bền dán dính của sản phẩm
+ Khối lượng thể tích của sản phẩm
+ Khả năng chịu mài mòn của sản phẩm
+ Độ ẩm của sản phẩm
+ Khả năng bảo quản của sản phẩm
+ Trương nở chiều dày của sản phẩm
+ Hàm lượng chất độc hại
Kế thừa các đề tài nghiên cứu cho thấy: Tỷ lệ kết cấu khơng ảnh hưởng
đến khối lượng thể tích, ảnh hưởng ít đến độ ẩm, trương nở chiều dày của sản
phẩm,... ảnh hưởng nhiều đến độ cong vênh, độ võng do uốn, độ bền dán
dính. Nên trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi chỉ thực hiện một số
chỉ tiêu sau:
+ Độ cong vênh của sản phẩm
+ Độ võng do uốn (độ cứng) của sản phẩm
+ Độ bền dán dính của sản phẩm
+ Khối lượng thể tích của sản phẩm
2.1.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố đến một số chỉ tiêu chất lƣợng của ván
sàn công nghiệp
Chất lượng của sản phẩm ván sàn công nghiệp dạng lớp phụ thuộc vào
nhiều yếu tố độ ẩm, mật độ, tỷ lệ gỗ giác, gỗ lõi nhiệt độ ép, cách sắp xếp ván
mặt, ván lõi, cấu tạo không đồng nhất, kết cấu sản phẩm. Tất cả những yếu tố
20


đó nếu khơng được tính tốn và thực hiện cẩn thận đều dẫn đến hậu quả sản
phẩm bị cong vênh, chất lượng sản phẩm thấp, độ đồng phẳng của sàn sau khi

lắp khơng đạt u cầu, q trình lắp đặt khó khăn.

Cấu
trúc ván

Vật dán

Chất lƣợng
sản phẩm
ván sàn

Chất kết
dính

Các yếu
tố khác
Chế độ
ép

Hình 2.1. Sơ đồ ảnh hưởng các yếu tố đến chất lượng của ván sàn.

Trong cùng cấp kích thước do gỗ là vật liệu dị hướng nên có sự co rút
dãn nở, chất gỗ ở các vùng khác nhau giữa vùng gỗ giác và gỗ lõi là khác
nhau nên có sự kéo nén của gỗ gây ra nội ứng suất biến dạng trong gỗ dẫn đến
cong vênh, khi  k >  t thì gỗ nứt nẻ. Xu hướng hiện nay để làm giảm tính dị
hướng, triệt tiêu ứng suất bên trong gỗ đó là chia nhỏ vật liệu theo phương
chiều dày, vì vậy biện pháp về tỷ lệ kết cấu được sử dụng để làm giảm những
khuyết điểm trên.
Trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thì tỷ lệ kết cấu
là vấn đề trọng tâm của đề tài. Ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng sản

phẩm ván sàn công nghiệp dạng Engineering flooring chủ yếu được đánh giá
qua các chỉ tiêu: Độ cong vênh, độ võng do uốn, độ bền dán dính. Trong
21


phạm vi nghiên cứu của đề tài tôi xin đưa ra một số yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm như sau:
* Vật dán
Chủng loại nguyên liệu
Nếu bản chất của các lớp vật liệu khác nhau thì nó ảnh hưởng rất lớn
đến chất lượng dán dính của sản phẩm. Vì theo nguyên lý dán ép thì độ bền
dán dính tốt nhất là khi hai vật dán có tính chất giống nhau (tính đối xứng).
Mặt khác mỗi loại ngun liệu khác nhau thì có khối lượng thể tích khác
nhau, do vậy mà modul đàn hồi uốn tĩnh cũng khác nhau. Modul đàn hồi uốn
tĩnh của nguyên liệu ảnh hưởng nhiều đến độ võng do uốn của sản phẩm, nếu
modul đàn hồi uốn tĩnh càng cao thì độ võng do uốn càng nhỏ và ngược lại.
Trong đề tài sử dụng gỗ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) và gỗ Bồ
đề (Styrax tonkinensi Pierre)
Độ ẩm vật dán
Độ ẩm thay đổi trong phạm vi từ độ ẩm khô kiệt đến độ ẩm bão hồ thớ
gỗ, khi độ ẩm thay đổi thì sự co ngót của gỗ thay đổi, gỗ bị biến dạng dẫn đến
cong vênh.
Độ ẩm của các lớp vật liệu trong sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến độ
co ngót, trương nở của sản phẩm, nếu độ ẩm cao vật liệu sẽ giãn ra, nếu độ
ẩm thấp vật liệu sẽ co lại. Cho nên, khi độ ẩm các lớp vật liệu khơng đồng
nhất dẫn đến độ co ngót, trương nở của các lớp vật liệu khác nhau tạo ra sản
phẩm bị cong vênh, chất lượng sản phẩm không đảm bảo.
Độ ẩm là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm
bởi vì độ ẩm đóng vai trị tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu và khuyếch
tán keo dễ dàng, cịn trong q trình ép ván nó là yếu tố trung gian dẫn truyền

nhiệt từ mặt bàn ép vào lớp keo trong cùng nhằm thực hiện quá trình đóng rắn
của màng keo tuy nhiên nếu độ ẩm của nguyên liệu cao sẽ làm cho độ nhớt
của keo giảm xuống dễ gây ra hiện tượng thẩm thấu và tràn keo ra bề mặt khi
ép hoặc tạo ra màng keo khơng liên tục và kéo dài thời gian đóng rắn của
22


màng keo dẫn đến cường độ dán dính giảm xuống. Ngược lại nếu độ ẩm của
nguyên liệu thấp quá sẽ làm tăng nồng độ của keo làm keo khó dàn trải đều
trên bề mặt vật liệu, ảnh hưởng đến khả năng dán dính dẫn đến làm giảm chất
lượng sản phẩm. Qua các cơng trình nghiên cứu và cơng bố của hãng keo
cassco về độ ẩm của vật dán tốt nhất là từ 6 – 12%.
Đối với ván sàn công nghiệp quy định độ ẩm sử dụng 10  2%, nên sự
chênh lệch là không đáng kể nên coi như không ảnh hưởng. Vì vậy trong
phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi cố định yếu tố độ ẩm, Trong đề tài
này chúng tôi chọn độ ẩm vật dán (ván lõi và ván mặt) MC = 8 - 12% để đảm
bảo cho chất lượng mối dán.
Độ nhẵn bề mặt
Theo thuyết dán dính, độ nhẵn bề mặt càng cao thì cường độ dán dính
càng lớn. Cường độ dán dính ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền dán dính của
màng keo. Nếu bề mặt ván lõi và ván phủ mặt càng nhẵn thì quá trình tráng
keo dễ dàng, màng keo và đều, lượng keo tiêu hao ít chất lượng mối dán đảm
bảo. Nếu độ nhẵn bề mặt ván lõi và ván phủ mặt khơng cao, độ nhấp nhơ lớn
thì q trình tráng keo khó khăn, khó tráng được lớp keo đều, lượng keo tiêu
hao lớn khả năng tiếp xúc giữa các lớp vật liệu giảm làm chất lượng mối dán
không đảm bảo ảnh hưởng đến độ cong vênh của ván.
* Chế độ ép
Thông số chế độ ép ảnh hưởng đến chất lượng của ván sàn công nghiệp.
Chế độ ép bao gồm nhiệt độ ép, áp suất ép và thời gian ép.
- Nhiệt độ ép: trong quá ép ván nhiệt độ ép có tác dụng làm cho hơi

nước trong gỗ bốc hơi, làm mềm hóa gỗ, làm giảm độ nhớt của keo làm tăng
khả năng tiếp xúc của vật dán và tăng tốc độ đóng rắn của màng keo. Khi ép ở
nhiệt độ quá cao độ nhớt của keo giảm nhanh làm giảm khả năng thấm keo
vào vật dán, keo tràn ra ngoài dẫn đến màng keo bị gián đoạn, ngoài ra khi
nhiệt độ ép quá cao làm cho keo ván nền nóng chảy khi đó ván nền bị biến
dạng, khi giảm áp ván dễ bị nổ vì màng keo đóng rắn sớm trong khi màng keo
23


bên trong chưa kịp đóng rắn, ngược lại khi ép ở nhiệt độ quá thấp làm cho
màng keo trong cùng khó đóng rắn gây ra hiện tượng màng keo khơng liên
tục chất lượng mối dán giảm.
- Áp suất ép: áp suất là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của sản
phẩm, áp suất ép hợp lý sẽ làm cho màng keo dàn trải đồng đều liên tục loại
bỏ được các túi khí, bọt khí trong mối dán. Nếu áp suất ép quá lớn sẽ làm cho
keo dàn trải ra ngoài làm màng keo mất liên tục ảnh hưởng đến chất lượng
của sản phẩm, nếu tiếp tục tăng áp suất thì kết cấu của các vật liệu thành phần
sẽ bị phá hủy. Nếu áp suất ép quá nhỏ sẽ làm cho bề mặt dán dính khơng tiếp
xúc được với nhau tạo ra các khoảng trống sẽ xảy ra hiện tượng nổ ván, ván bị
phồng rộp.
- Thời gian ép: thời gian ép là thời gian duy trì vật liệu trong máy ép để
thu được cường độ dán dính tốt nhất. Thời gian ép có tác dụng làm cho keo
đóng rắn triệt để và tạo điều kiện để nhiệt lượng từ bên ngoài vào trong vật
liệu mang hơi nước từ bên trong ra. Vì vậy, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng sản phẩm, nếu thời gian ép phù hợp thì cường độ dán dính cao, thời
gian ép ngắn khơng đủ thời gian cho màng keo đóng rắn dẫn đến chất lượng
sản phẩm không đạt yêu cầu. Nếu thời gian ép quá dài thì sự đóng rắn của keo
là q mức màng keo trở nên giòn, làm cho cường độ của sản phẩm giảm
xuống.
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài thì các thông số của chế độ ép đối

với các kết cấu là như nhau.
Dựa vào đặc điểm loại hình sản phẩm, loại hình nguyên liệu, loại keo và
độ ẩm vật dán chúng tôi lựa chọn các thông số chế độ ép như sau:
+ Nhiệt độ ép : 280 C (nhiệt độ phòng)
+ Áp suất ép : 1,6 MPa
+ Thời gian ép: 60 phút.
Trong phạm vi nghiên cứu thì cố định hai yếu tố độ ẩm và nhiệt độ. Đề
tài chủ yếu nghiên cứu về ảnh hưởng cấu trúc ván tới chất lượng ván sàn.
24


Ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu tới chất lượng sản phẩm ván sàn là vấn đề
trọng tâm của đề tài.
* Chất kết dính
Chất kết dính có vai trị là tác nhân liên kết giữa hai vật dán trong điều
kiện xác định, nó đảm bảo sau q trình dán ép các phân tử liên kết được với
nhau và đạt được cường độ chịu lực nhất định. Vì thế chất kết dính ảnh hưởng
rất lớn đến chất lượng sản phẩm.
Nhóm yếu tố đặc trưng cho chất kết dính như loại keo, độ nhớt, nồng
độ, độ pH, lượng keo, hàm lượng khô.
- Loại keo: hiện nay, trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung
và trong cơng nghệ sản xuất ván sàn nói riêng thường sử dụng các loại chất
kết dính như: U - F, P – F, EPI, PVAc, PVA. Trong đề tài này tơi sử dụng
chất kết dính là keo synteko 1911/1999 đây là loại chất kết dính khơng mang
độc tố formaldehyde, phenol amin, có khả năng chịu nước, chịu nhiệt, chịu
hóa chất và rất thân thiện với mơi trường.
- Độ nhớt của dung dịch keo: là tổng nội lực dung dịch sinh ra trong khi
các phần tử keo chuyển động, nó quyết định đến khả năng thấm ướt của dung
dịch trên bề mặt gỗ. Vì vậy độ nhớt của keo ảnh hưởng trực tiếp đến q trình
bơi tráng, nếu độ nhớt của keo thấp, khả năng thấm ướt của keo trên bề mặt

dán tăng, làm giảm chất lượng sản phẩm. Nếu độ nhớt của keo khả năng dàn
trải của keo khó và tạo ra màng keo khơng liên tục, dẫn đến chất lượng mối
dán giảm.
- Độ pH của keo đặc trưng cho tốc độ phản ứng đa tụ của keo trong q
trình đóng rắn, nó phản ánh tính axit hay bazơ của keo dán. Do vậy pH của
keo ảnh hưởng đến chất lượng mối dán, tính chất axit mạnh hay bazơ mạnh
đều phá hủy các tổ chức các tế bào gỗ bởi thế khi sử dụng keo phải có độ axit
đảm bảo khơng phá hủy vật dán. Bên cạnh đó khi pH của keo quá cao làm cho
màng keo khó đóng rắn trong q trình ép. Việc xác định độ pH của keo phụ

25