Đề tài : Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng finger joint từ gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) part 3 pot

21 khối lợng thể tích 0.3- 0.7g/cm 3 thì sự phụ thuộc bớc ngón vào chiều dài ngón tuân theo bảng sau: Bảng 2.1. quan hệ chiều dài ngón và bớc ngón Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, căn cứ vào chiều dài ngón chúng tôi chọn độ lớn bớc ngón p = 4.3 mm - ảnh hởng của độ lớn đỉnh ngón (t) Nh ta đã biết dạng ngón trong mối ghép đầu dạng ngón thờng rất mảnh, vì vậy khi phay hoặc vận chuyển rất dễ rỡ đầu ngón. Để khắc phục hiện tợng này ngón đợc phay bao giờ cũng tồn tại độ rộng đỉnh ngón (t). Độ rộng đỉnh ngón chủ yếu phụ thuộc vào loại gỗ. Gỗ càng nhẹ, xốp, độ bền cơ học thấp thì độ rộng đỉnh ngón càng lớn và ngợc lại. Căn cứ vào loại gỗ chúng tôi chọn độ rộng đỉnh ngón cho thực nghiệm là: t = 0.9mm. - ảnh hởng của góc đỉnh ngón Góc đỉnh ngón là góc nhọn tạo bởi mặt phẳng cạnh ngón và mặt phẳng song song với chiều dọc thanh. Khi cố định dạng ngón thì góc ở đỉnh phụ thuộc vào chiều dài ngón và bớc ngón = 5 - 10 0 . Trong đề tài này chúng tôi chọn góc ở đỉnh ngón = 7 0 . 2.3.2. ảnh hởng của chất kết dính Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vật thể dới tác dụng của một vật thứ ba trong những điều kiện nhất định, vật thứ ba đợc gọi là chất kết dính, vì vậy chất kết l (mm) p (mm) 7.5 < l 10 10 < l 24 24 < l 35 l > 35 p = l/2.5 p = l/3 p = l/3.5 p = l/4 22 dính sẽ ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng mối dán. Sự ảnh hởng của chất kết dính tới chất lợng sản phẩm có thể đợc mô tả bằng hàm sau: y = f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ,x 5 ) Trong đó: y - Là hàm mục tiêu chất lợng mối dán x 1 - ảnh hởng của loại chất kết dính x 2 - ảnh hởng của độ nhớt x 3 - ảnh hởng của hàm lợng khô x 4 - ảnh hởng của độ pH của chất kết dính x 5 - ảnh hởng của lợng chất kết dính tráng a. ảnh hởng của loại chất kết dính Mỗi loại chất kết dính có những thông số và đặc tính riêng của nó, từ đó kéo theo các yếu tố công nghệ khác cũng phải phù hợp. Vì vậy lựa chọn chất kết dính phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lợng sản phẩm. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là DYNOCOLL 1186 LV do hãng DYNEA sản xuất. b. ảnh hởng của hàm lợng khô của chất kết dính Hàm lợng khô của chất kết dính có ảnh hởng lớn đến chất lợng mối dán vì trong quá trình dán ép dung môi của chất kết dính chủ yếu đợc gỗ hút thấm (trong điều kiện ép nguội) do đó làm cho độ ẩm tăng ảnh hởng đến chất lợng mối dán, dẫn tới ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, đặc biệt là đối với ván ghép thanh tạo ván lõi để phủ mặt, sẽ gây ra nổ ván hoặc có cờng độ dán thấp vì độ ẩm quá cao. Ngợc lại nếu hàm lợng khô của chất kết dính quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa chất kết dính và gỗ là khó do vậy tạo chất kết dính không đều, liên tục dẫn đến chất lợng mối dán giảm. Theo tài liệu số [12], trị số hàm lợng khô thích hợp nhất từ 40 60%. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là PVAc với hàm lợng khô 40%. 23 c. ảnh hởng của độ nhớt của chất kết dính Độ nhớt của 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 dịch chất kết dính lên bề mặt vật dán. Vì vậy độ nhớt của chất kết dính ảnh hởng rất lớn đến công nghệ sản xuất, ảnh hởng đến khả năng tráng chất kết dính, chiều dày màng chất kết dính. Nếu độ nhớt của chất kết dính quá lớn quá trình bôi tráng lên bề mặt rất khó, màng chất kết dính khó dàn trải đều, liên tục do đó, chất lợng mối dán giảm, độ bền kéo trợt màng chất kết dính thấp. Nếu độ nhớt chất kết dính quá thấp tuy khả năng bôi tráng chất kết dính lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhng lợng chất kết dính tráng thấm vào vật dán tăng lên làm nghèo lợng chất kết dính trên bề mặt vật dán, làm cho chất lợng mối dán giảm. Qua các công trình nghiên cứu trớc đây và tài liệu tham khảo số [12] cho thấy độ nhớt của chất kết dính trong sản xuất ván nhân tạo thích hợp nhất trong khoảng 50 90 giây (theo Bz 4 ) ở 25 0 C. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính có độ nhớt 8 Pa.s ở 34 0 C. d. Độ acid-bazơ của chất kết dính Độ acid-bazơ của chất kết dính là một trong những đại lợng đặc trng cho tính chất hoá học, nó ảnh hởng trực tiếp đến độ bền mối dán. Tính acid mạnh hay bazơ mạnh đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, vì vậy độ pH của chất kết dính khi sử dụng phải đảm bảo không phá huỷ vật dán. Độ pH của chất kết dính đóng rắn ở môi trờng acid khoảng 6 6.5. Đề tài chúng tôi sử dụng loại chất kết dính có pH = 6.5. e. ảnh hởng của lợng chất kết dính Độ bền mối dán phụ thuộc rất nhiều vào lợng chất kết dính khi thực hiện quá trình dán ép. Nếu lợng chất kết dính tráng trên một diện tích bề mặt quá ít thì khả năng dàn trải màng chất kết dính không đều, không liên tục làm cho chất lợng mối dán kém. Nếu lợng chất kết dính quá nhiều sẽ làm cho màng chất kết dính dày, sinh ra nội ứng suất rrong màng chất kết dính khi đóng rắn. Khi dán ép chất kết dính sẽ bị tràn ra ngoài, gây lãng phí chất kết dính làm tăng giá thành sản phẩm một cách 24 đáng kể. Theo một số công trình nghiên cứu trớc đây và tài liêu tham khảo số [2] thì lợng chất kết dính tráng thích kợp cho ván ghép thanh từ 150-250g/m 2 . Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, chất lợng bề mặt của thanh ghép chúng tôi chọn lợng chất kết dính là 190g/m 2 . Các thông số kĩ thuật của chất kết dính PVAc. Giới thiệu sản phẩm của công ty DYNEA : Dynocoll 1186 LV là một loại chất kết dính thích hợp cho việc liên kết các loại gỗ cứng nh ash, elm, hay gỗ mềm nh gỗ Cao Su, Dynocoll 1186 LV có thể đóng rắn ở nhiệt độ bình thờng hay đóng rắn nhờ nhiệt. Dynocoll 1186 LV có độ pH trung tính, nên không ảnh hởng lên chất lợng, tính chất của gỗ. Dynocoll 1186 LV không chứa các độc tố nh Formaldehyde, Phenol, kim loại nặng Dynocoll 1186 LV có khả năng kháng ẩm, nhiệt, dung môi. Thông số kĩ thuật Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Đơn vị Độ nhớt (27 0 C) 17000 22500 cps Độ pH 3.5 5.5 Hàm lợng rắn 48 1 % Điều kiện bảo quản thời gian sử dụng : ở nhiệt độ bình thờng, Dynocoll 1186 LV có thể sử dụng đợc trong khoảng thời gian 6 tháng. ở nhiệt độ cao hơn, thời gian sử dụng sẽ giảm đi. Thời gian để ngoài càng ngắn càng tốt. 2.3.3. ảnh hởng của các thông số chế độ ép a. ảnh hởng của áp suất ép 25 Trong sản xuất ván nhân tạo, áp suất ép đóng vai trò định hình sản phẩm, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa bề mặt vật dán và tạo ra khối lợng thể tích theo yêu cầu. Theo lí thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đều của màng chất kết dính lớn thì lực ép không dáng kể, trong thực tế gia công không thể thực hiện đợc độ phẳng lí tởng. Vì vậy, cần phải chọn ra một trị số áp suất đủ lớn, để làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các bề mặt thanh ghép là tốt nhất mà không phá huỷ vật dán. Nhng áp suất đó không đợc quá lớn sẽ gây nên hiện tợng tràn chất kết dính ra ngoài làm mất tính liên tục của màng chất kết dính, lợng chất kết dính tránh không đảm bảo ảnh hởng đến chất lợng mối dán. Trong sản xuất ván ghép thanh cần phải có lực tác dụng theo hai phơng, lực ép theo phơng ngang (ghép ván theo chiều rộng) có vai trò tạo ra sự tiếp xúc tốt nhất cho vật dán. Lực ép theo phơng đứng có tác dụng ổn định bề mặt ván không cho nó biến dạng trong quá trình ép ván. Còn lực ép đợc kích thớc thanh dài công nghệ mà vẫn đảm bảo cờng độ và thẩm mĩ. Nếu áp suất ép nhỏ thì sự tiếp xúc giữa vật dán kém, do đó cờng độ dán dính giảm dẫn tới ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm. Vậy trị số áp suất là một hàm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, đặc điểm, cấu tạo gỗ Mỡ và chất lợng bề mặt thanh chúng tôi chọn áp suất ép là: 1) ghép thanh áp suất ép dọc thanh (nối ngón) : P max = 50 kgf/cm 2 ; áp suất ép biên (ép mặt trên của thanh) : P max = 60 kgf/cm 2 ; 2) ghép ván áp suất ép mặt (khi ép ngang): P = 8 kgf/cm 2 ; áp suất ép cạnh : P = 50 kgf/cm 2 ; b. ảnh hởng của thời gian ép Đó là khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một tấm ván, nếu thời gian ép quá dài thì năng suất sản xuất thấp, nếu thời gian ép quá ngắn thì màng chất kết dính cha 26 đóng rắn làm cho mối dán không đảm bảo. Vì vậy thời gian một chu kì dán ép đợc xác định theo công thức sau: 4 1i ied 5 1k ken Trong đó: i1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng i2 - Thời gian tạo áp suất ép max i3 - Thời gian giảm áp suất ép max i4 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng i2 + i3 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng k1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng k2 - Thời gian tạo áp suất ép max k3 - Thời gian duy trì áp suất ép max k4 - Thời giảm áp suất ép max k2 + k3 + k4 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng k5 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng Đối với ép dọc thì ( i1 , i2 , i 4 ) nó là yếu tố cố định của máy và nó phụ thuộc vào công nghệ sản xuất. Vì vậy chúng tôi quan tâm đến i 2 nó đảm bảo cho độ kín khít của mối ghép và độ bền của màng chất kết dính. Vì thời gian này quá ngắn sẽ gây tách tại mối ghép và chất kết dính tràn ra ngoài nhiều làm giảm lợng chất kết dính tráng trên bề mặt ảnh hởng đến chất lợng mối nối. Nếu i2 quá dài sẽ gây lãng phí thời gian trong sản xuất và chất kết dính có thể bị đóng rắn trớc. Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, loại nguyên liệu chúng tôi chọn i2 = 15s. Đối với ghép ngang thì ( k1 , k2 , k3 , k4 , k5 ) nó phuộc vào công nghệ sản xuất ván, vì vậy chúng tôi quan tâm đến, đây là khoảng thời gian đóng rắn chất kết dính làm cho ván hình thành. Do đây là ép nguội nên khoảng thời gian này quá ngắn, màng chất kết dính sẽ cha đóng rắn, ảnh hởng đến chất lợng mối dán và ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm. Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, lợng chất kết dính, chúng tôi chọn k3 =5 phút. 27 Chơng 3 Thực nghiệm 3.1. Chuẩn bị điều kiện thực nghiệm 3.1.1. Nguyên liệu Để thực hiện đề tài này chúng tôi sử dụng gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) làm đối tợng nghiên cứu đợc khai thác ở Hoà Bình, độ tuổi từ 10-12 năm. 3.1.2. Chất kết dính Trong đề tài này chúng tôi dùng chất kết dính PVAc, các thông số nh bảng 2.2 mục 2.3.2 chơng 2 Lợng chất kết dính tráng là:190 g/m 2 . Tổng lợng chất kết dính dùng: 800g. 3.1.3. Sản phẩm Sản phẩm là ván ghép thanh không phủ mặt có kích thớc: L * W * t = 915 * 915 * 19 mm Số lợng: 3 tấm Các thanh thành phần đợc tạo bằng cách gia công nguyên liệu trên các máy chuyên dùng, thanh có kích thớc nh hình vẽ Trong đó: l th - Chiều dài thanh, mm l th w th t th 28 w th - Chiều rộng thanh, mm t th - Chiều dày thanh, mm l th = l 1 +l 1 +l 2 w th = w 1 +w 1 +w 2 t th = t 1 +t 1 +t 2 Trong đó: l 1 , w 1 , t 1 : là kích thớc danh nghĩa l 1 , w 1 , t 1 : là lợng d do sấy l 2 , w 2 , t 2 : là lợng d do gia công 3.2. Tính toán kích thớc thanh trớc khi xẻ 3.2.1. Lợng d gia công Các thanh sau khi xẻ đợc đa vào máy bào 2 mặt và máy bào 4 mặt để gia công. Căn cứ vào độ đồng phẳng của các máy xẻ và độ nhô của lỡi dao trên các máy bào. Qua thí nghiệm chúng tôi thấy cần phải có lợng d gia công nh sau: - Khâu gia công thô: 1.5mm cho mỗi mặt - Khâu gia công tinh: + Phay mặt (theo chiều dày ván): 1.5mm + Rọc cạnh thanh (theo chiều rộng): 3mm Vậy lợng hao hụt do gia công: t 1 = 1.5 * 2 + 1.5 = 4.4mm w 1 = 1.5 * 2 + 3 = 6mm 3.2.2. Lợng hao hụt do sấy Khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dới điểm bão hoà thớ gỗ thì gỗ bắt đầu co rút, nếu độ ẩm này càng giảm thì lợng co rút càng tăng. Trong đề tài này thanh ghép có thể thuần giác, thuần lõi hoặc cả giác và lõi không theo một tỉ lệ nào. Vì vậy chúng tôi chọn trị số co rút theo các chiều là lớn nhất để đảm bao tính chắc chắn của kích thớc vật liệu sau khi gia công. Độ co ngót theo các chiều ở độ ẩm 8-10% chúng tôi chọn nh sau: - Co ngót theo chiều dọc thớ không đáng kể nên có thể bỏ qua - Co ngót theo chiều tiếp tuyến : 3.81% - Co ngót theo chiều xuyên tâm : 1.53% 29 Vậy lợng co ngót theo các chiều là: w 2 (xuyên tâm) = 100 *53.1 1 w = 0.0153*40 = 0.61 mm; t 2 (tiếp tuyến) = 100 *81.3 1 t = 0.0381*19 = 0.72 mm; Kích thớc thanh phải xẻ là: W th = w 1 + w 1 + w 2 = 38 + 6 + 0.61 = 44.61 mm; t th = t 1 + t 1 + t 2 = 19 + 4.4 + 0.72 = 24.12 mm; 3.3. Tính toán lợng chất kết dính tráng 3.3.1. Tính lợng chất kết dính tráng cho ép dọc Kích thớc thanh W x t = 44.61 x 24.12 mm Chiều dài ngón: l = 11mm Số thanh cho một tấm : 24 38 915 n thanh; Có 9 mặt cần tráng chất kết dính cho một đầu: 44.61 *11 * 9 = 0.00442728 m 2 ; Mỗi tấm tối đa có 4 thanh ghép lại với nhau, vậy số đầu ghép là : 24* 4 = 96 đầu; Diện tích đầu tráng chất kết dính cho một tấm : S 1 = 96 * 0.00442728 = 0.42501888 m 2 ; Diện tích mặt cần tráng chất kết dính cho một tấm : S 2 = 23*915*24.12 = 0.399855 m 2 ; Vậy tổng diện tích cần tráng chất kết dính cho một tấm là : S = S 1 + S 2 = 0.82487388 m 2 ; Số lợng chất kết dính dùng cho một tấm là : M = 190 * 0.82487388 = 156.7260372 g; Với 5 tấm ta dùng hết số chất kết dính là : 5 * 156.7260372 = 783.630186 g; lấy 800 gam; 3.4. Gia công thanh 3.4.1. Xẻ phá 30 Do đờng kính gỗ tròn không lớn, mặt khác để tiết kiệm gỗ chúng tôi thực hiện phơng pháp xẻ tiếp tuyến. Gỗ đợc xẻ theo sơ đồ : Gỗ Mỡ non khi tiến hành xẻ ván do ứng suất sinh trởng lớn nên có hiện tợng nứt từ tâm rất điển hình. Vì vậy, khi xẻ ta nên chọn phơng pháp xẻ thích hợp để triệt tiêu ứng suất sinh trởng tránh hiện tợng nứt ván. 3.4.2. Xẻ thanh Do gỗ Mỡ trong lúc xẻ có hiện tợng nứt đầu rất mạnh nên sau khi xẻ ván chúng tôi quyết định xẻ thanh ngay để hạn chế nứt đầu. 3.4.3. Sấy thanh Thanh đã đợc xẻ sơ bộ, hơn nữa do là gỗ mềm nên ta có thể sấy với chế độ sấy tơng đối cứng, với nhiệt độ sấy 80 5 0 C trong thời gian 96 giờ. Độ ẩm cuối cùng của ván là 8 10%. 3.4.4. Cắt ngắn và bào hai mặt Thanh sau khi đợc sấy chúng tôi dùng ca cắt ngang cắt ngắn những thanh có độ cong qúa lớn. Với độ dài thanh tối thiểu là 200mm. 24.12 44.61 . Để thực hiện đề tài này chúng tôi sử dụng gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) làm đối tợng nghiên cứu đợc khai thác ở Hoà Bình, độ tuổi từ 10-12 năm. 3. 1.2. Chất kết dính Trong đề tài này chúng. gia công nh sau: - Khâu gia công th : 1.5mm cho mỗi mặt - Khâu gia công tinh: + Phay mặt (theo chiều dày ván ): 1.5mm + Rọc cạnh thanh (theo chiều rộng ): 3mm Vậy lợng hao hụt do gia công: . 190 * 0.8248 738 8 = 156.726 037 2 g; Với 5 tấm ta dùng hết số chất kết dính là : 5 * 156.726 037 2 = 7 83. 630 186 g; lấy 800 gam; 3. 4. Gia công thanh 3. 4.1. Xẻ phá 30 Do đờng kính gỗ tròn không