Tài liệu ván ghép thanh

Hiện nay ở nhiều nơi đã sản xuất keo dán gỗ chủ yếu làm ván sàn, yêu cầu chủ yếu của các loại keo là chất lợng tốt, giá thành hạ, nguyên liệu chế tạo keo dễ kiếm, hạn chế nhập ngoại.. Có

Bài 1: Tình hình sử dụng keo dán gỗ

Thời gian: 6 giờ (Lý thuyết 4 giờ; Thực hành 2 giờ )

I Mục tiêu

- Trình bày đợc tình hình sử dụng keo dán gỗ hiện nay và xu thế trong tơng lai

- Nhận thức đợc tầm quan trọng của keo dán trong công nghệ sản xuất ván ghép thanh

- Có ý thức trong việc sử dụng keo dán

II Nội dung

1 Tóm tắt lịch sử phát triển keo dán.

Hiện nay ở nớc ta nhu cầu tiêu dùng về gỗ ngày càng tăng, một phần dành cho xuất khẩu, một phần cung cấp cho ngành công nghiệp trong nớc và tiêu dùng của nhân dân Hơn nữa vốn rừng của nớc ta đang ở nớc báo động ngày càng giảm sút trầm trọng Vì vậy, đi đôi với việc trồng rừng thì công nghiệp Chế biến gỗ cần phải dợc phát triển mạnh Mũi nhọn của việc phát trieent công nghiệp Chế biến gỗ hiện nay là vấn đề tận dụng gỗ Muốn tận dụng gỗ một cách triệt để chúng ta phải đề cập những sản phẩm tận dụng phế liệu nh ván ghép thanh, ván dán, ván sợi, ván dăm Các sản phẩm này có nhiều tính u việt có thể thay thế gỗ nguyên ở nhiều lĩnh vực và có thể điều tiết theo ý muốn, đặc biệt là vấn đề thẩm mỹ rất phù hợp với đại đa số quần chúng Để có đợc tính thẩm mỹ này thì ngoài nguyên liệu tận dụng gỗ, nguyên liệu thứ hai là keo dán gỗ không thể thiếu đợc

Keo dán hiện nay đợc sử dụng khá rộng rãi và có thể nói có mặt trong nhiều lĩnh vực của các ngành kinh tế quốc dân: Nh công nghiệp tàu thuyền, máy bay, giao thong vận tải làm các dụng cụ cách điện, trong sản xuất đồ mộc nh bàn, ghế, tủ

ở nớc ta có nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất keo dán nh nhà máy gỗ dán Tân Mai, nhà máy dán Đồng Nai, nhà máy gỗ dán Cầu Đuống và một số nơi khác ở các cơ

sở nhỏ thuộc các tỉnh phía Nam cũng đang sản xuất keo dán gỗ Hiện nay ở nhiều nơi

đã sản xuất keo dán gỗ chủ yếu làm ván sàn, yêu cầu chủ yếu của các loại keo là chất lợng tốt, giá thành hạ, nguyên liệu chế tạo keo dễ kiếm, hạn chế nhập ngoại Tợng lai gần đây công nghệ ván nhân tạo cũng phát triển mạnh nh ván ghép thanh, ván dán, ván dăm Thì yêu cầu về keo dán đòi hỏi phải sản xuất với số lợng lớn

Keo dán nhìn chung đã đợc sử dụng lâu đời, có nhiều tài kiệu trên thế giới chứng minh loài ngời đã biết sử dụng keo dán cách đây từ 3.000 năm trớc công nguyên, thông qua việc khai quật những công trình kién trúc cổ ở nớc ta keo dán gỗ cũng đợc sử dụng rất sớm Ngời xa đã sử dụng sơn ta để ghép gỗ, trát thuyền, pha chế nhựa cây để bẫy chim thú

Trớc đây nguyên liệu để sản xuất keo dán chủ yếu có nguồn gốc tự nhiên và vô cơ nh: Keo Zelatin, Albumin, nhựa cây, xi măng Song với sự phát triển rất nhanh của công nghệ hoá học, đầu thế kỷ XXcon ngời đã sản xuất ra các loại keo tổng hợp

Năm 1907 keo Phenol-Formaldehyde (P-F) đã đợc phát minh ra tại Mỹ

Năm 1932 keo Urea- Formaldehyde (U-F) đã đợc phát minh ra tại Anh

Năm 1951 keo Melamin- Urea- Formaldehyde (M-U-F)đã đợc phát minh ra tại Thuỵ Điển

Ngoài ra ở rất nhiều n]ớc có công nghiệp Chế biến gỗ phát triển đã sản xuất nhiều loại keo tổng hợp có những tính năng rất đặc biệt nh đàn hồi cao, đóng rắn nhanh.

Nói tóm lại: Quá trình phát triển của keo dán gỗ có thể chia ra làm 3 giai đoạn

- Đầu thế kỷ những năm 30: Thời kỳ mới ra đời

- Những năm 30 - 60 : Thời kỳ phát triển

- Sau những năm 60: Thời kỳ hoàn hiện

Cùng với sự phát triển của công nghệ keo dán, việc nghiên cứu về dán dính cũng

đợc coi trọng Khoảng 300 năm về trớc, Niu tơn là ngời đầu tiên mô tả quá trình kết dính và lực kết dính Trên cơ sở tạo lập mối dán có liên kết tốt nhất Các nhà khoa học trện thế giới đã thực hiện rất nhiều công trình nghiên cứu ảnh hởng của các yếu tố công nghệ đến chất lợng dán dính

Keo dán và công nghệ dán đã và đang giữ vai trò quan trọng trong đời sống xã hội

2 Vị trí keo dán trong công nghiệp Chế biến gỗ.

Lợng keo dán sản xuất ra đợc dùng nhiều trong các ngành Chế Biến Gỗ, xây dựng, chế tạo máy, hàng không Trong đó công nghiệp Chế biến gỗ chiếm tỷ trọng sử dụng lớn nhất theo số liệu thống kê, tỷ trọng đó ở các nớc nh sau: Mỹ 60%, Nhật 70%, Liên xô (cũ) 70%-80%, Trung Quốc 70%

Trong công nghiệp Chế biến gỗ, lợng keo dán đợc sử dụng trong 3 lĩnh vực chủ yếu sau:

Do công nghệ keo dán gỗ ngày càng phát triển, rất nhiều tính năng mới của keo

đã đợc ứng dụng trong ngành Chế biến gỗ Ví dụ : Nhiều loại keo không chỉ có khả năng gắn kết gỗ với gỗ mà còn gắn kết đợc gỗ với các vật liệu khác nh: Sắt, nhựa

3 Tình hình sản xuất và sử dụng keo dán.

Theo số liệu của FAO, năm 1995

- Tổng sản lợng tiêu thụ keo trên toàn thế giới: Khoảng 5.500.000 tấn/ năm.Lợng keo này đợc tiêu thụ chủ yếu trong công nghiệp sản xuất ván nhân tạo

- Tổng sản lợng ván nhân tạo tính đến năm 1995 là: 163.334.000 m3.

- Lợng keo sử dụng tơng ứng: 11.435.100 tấn

Cũng theo số liệu của FAO, đến năm 2000:

- Tổng sản lợng ván nhân tạo trên toàn thế giới là: 202.708.000 m3

- Lợng keo sử dụng tơng ứng: 14.192.600 tấn

Đối với Việt Nam, chỉ nói riêng trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất ván nhân tạo:

- Năm 1995 tổng sản lợng ván nhân tạo: 53.000 m3

- Lợng keo dán sử dụng tơng ứng: 3700tấn

Với chơng trình 1 triệu m3 ván nhân tạo (dự kiến đến năm 2010 của chính phủ-1995) là:

- Tổng sản lợng ván nhân tạo: 1.000.000 m3

- Lợng keo sử dụng tơng ứng: 70.000 tấn / năm

Hiện nay ở Việt Nam cha có một nhà máy sản xuất keo dán gỗ Quá trình sản xuất keo dán chỉ diễn ra ở các xởng của các nhà máy sản xuất ván nhân tạo với công nghệ

và thiết bị lạc hậu và quy mô nhỏ phục vụ cho chính các nhà máy đó Do đó nguồn keo

sử dụng chủ yếu đợc nhập khẩu từ các công ty nớc ngoài nh: CASSCO NOBEL, DYNO,

Công nghiệp Chế biến gỗ ở Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển, việc sử dụng gỗ nhân tạo đã đợc ngời Việt Nam a chuộng Nhng lợng keo dán trong nớc vẫn không đủ cho tiêu dùng, do đó vẫn phải nhập ngoại Vì vậy khó có thể chủ động đợc

kế hoạch cũng nh ổn định chất lợng và hạ giá thành sản phẩm keo dán hiện nay

4 Xu hớng sử dụng trong tơng lai.

Với những u điểm nổi bật, keo dán tổng hợp đang giữ một vị trí hàng đầu trong công nghiệp sản xuất keo dán Cuối những năm 70 của thế kỷ này, ngời ta đã sử dụng phơng phap pha trộn, đa tụ, để biến tính các loại keo dán truyền thống, đồng thời nghiên cứu, sản xuất các loại keo dán mới có nhiều tính năng đặc biệt, tiết kiệm nguyên vậy liệu Những năm gần đây ngời ta đã đa ra kỹ thuật đa tụ bằng phơng pháp ghép mạng lới, mở ra con đờng mới để sản xuất keo dán tổng hợp, nâng cao năng suất lao động, cải thiện tính năng keo dán, giảm giá thành sản phẩm, phù hợp với quá trình

tự động hoá cao

Có tính năng tốt, phân tử lợng thấp, tính thấm ớt cao, có các nhóm chức có khả năng hấp thụ hoá học với các vật liệu có sợi, có cờng độ dán dính cao, chịu đợc các hoá chất Đây là một nhóm keo dán đợc sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp Chế biến gỗ

Phơng hớng phát triển của keo UF là: Khắc phục và giảm lão hoá cũng nh co rút thể tích khi đóng rắn Nghiên cứu và ứng dụng keo UF ít độc hại

Đối với keo PF: Nghiên cứu giảm tỷ lệ Bazơ, độc hại, giảm thời gian đóng rắn, giá thành

Là loại keo khi thu nhiệt sẽ nóng chảy, làm thấm ớt bề mặt vật dán, khi nguội sẽ

đóng rắn lại và gắn kết vật dán với nhau So với các loaik keo khác, keo nhiệt dẻo đóng

rắn nhanh có cờng đọ dán dính cao, không gây ôi nhiễm mội trờng, có khả năng dán nhiều loại vật liệu khác nhau, kể cả các vật liệu mà vật liệu mà bề mặt có dầu Nhợc

điểm của nó là khả năng chịu nhiệt kém, vốn đầu t tơng đối cao

∙ Keo bột

Keo dan PVAC những năm gần đây đợc dùng nhiều trong công nghiệp Chế biến

gỗ Keo PVAC có giá thành thấp, khả năng dán dính tốt đối với vật liệu có sợi và vật liệu nhiều lỗ hổng Ngoài ra chúng còn đợc dùng để biến tính keo UF nhằm khắc phục tính dòn và khả năng chịu nớc của loại keo này

∙ Keo dán phản ứng hoá học

Điển hình là các loại keo EEA Loại keo này đóng rắn nhanh, có thể đóng rắn tốt ở nhiệt độ thờng, có thể điều chỉnh tốc độ đóng rắn, sử dụng thuận tiện, vật rắn đa dạng

Bài 2: Một số loại keo dán thông dụng

Thời gian: 6 giờ (Lý thuyết 4; Thực hành 2; Kiểm tra 0 )

I Mục tiêu

- Trình bày đợc các đặc tính của một số loại keo thông dụng

- Sử dụng đợc các loại keo để dán dính gỗ đạt yêu cầu

- Có t duy và phân tích khoa học

II Nội dung

1 Khái niệm chất kết dính, nhựa và keo.

Quá trình dán dính là sự gắn liền giữa hai vật thể dới tác dụng của một vật chất thứ 3, trong những điều kiện nhất định - vật chất thứ ba đó là chất keo dính hay keo dán

Chất kết dính có nhiều loại nh: nhựa cây, tinh bột, keo động vật, keo casein keo

từ nhựa tổng hợp, keo từ các chất vô cơ.v v

Vật dán cũng có nhiều loại nh hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ, kim loại và phi kim loại Mỗi một loại vật dán thích hợp với một số keo dán và ngợc lại mỗi một loại keo dán chỉ thích hợp với một số loại vật dán, vì thế chúng ta không thể sử dụng keo dán một cách tuỳ tiện

Nhựa và keo là hai khái niệm khác nhau.

Nhựa (nhựa hoá học) là hợp chất cao phân tử do các thành phần từ những hợp chất có phân tử lợng thấp hơn tạo thành phân qua các phản ứng hoá học

Keo dán hoá học là keo dán đợc pha chế từ nhựa hoá học, đợc hoà tan trong các dung môi kiềm ở nồng độ nhất định và pH nhất định

2 Phân loại keo dán

Chủng loại keo rất phong phú, thành phần phức tạp, vì thế phải phân loại để nắm vững nó Hiện nay, từ các góc độ khác nhau có nhiều phơng pháp phân loại, theo các phơng pháp thông thờng, keo có thể phân làm các loại sau:

2.2 Phân loại theo phơng pháp sử dụng

- Kiểu đóng rắn ở nhiệt độ thờng

- Kiểu nhiệt rắn

- Kiểu nhiệt dẻo

- Kiểu nhậy cảm ở lực ép

- Kiểu làm ớt lại

2.3 Phân loại theo phạm vi sử dụng

- Keo kết cấu : PE Epoxy

- Keo phi kết cấu: PVAC, keo cao su

- Keo đặc biệt: Nhậy cảm với ánh sáng, chịu nhiệt độ cao

2.4 Phân loại keo theo tính chịu nớc

- keo chịu nớc cao: PF,MF

- Keo chịu nớc: UF, Keo máu

- Keo không chịu nớc: PVAC, keo da

3 Keo dán gốc Amino - Keo UF, MF.

- Keo UF: Keo UF có cờng độ dán dính cao và tính năng chịu nớc thờng thấp, sản xuất đơn giản Nhng màng keo dòn, dễ lão hoá, trong keo có Formaldehy tự do,

có hại cho sức khoẻ con ngời và môi trờng

- Keo UF là loại keo chủ yếu dùng trong công nghiệp vá nhân tạo Nó có thể dán gỗ, cũng có thể dùng để ngâm tẩm giấy làm chất liệu trang sức bề mặt ván nhân tạo

- Keo UF có thể sản xuất ở dạng lỏng, dạng bột, dạng hạt, trong đó dạng lỏng

đ-ợc sử dụng rộng rãi nhất

- Keo MF: có cờng độ dán dính cao, tính năng chịu nớc tơng đối cao, tính chịu nhiệt độ cao, năng lực đóng rắn ở nhiệt độ thấp tơng đối mạnh và cứng dòn, chịu mài mòn tốt Nhng độ cứng và độ dòn cao nên dễ nứt Do có những tính chất trên mà có thể dùng làm keo dán trong ván nhân tạo, nhng giá thành cao, đến nay sử dụng làm chất dính không thiếu, chủ yếu dùng để sản xuát chất liệu trang sức.

4 Loại keo dán gốc phenolat (PF,RF)

- Trong nội dung này, chúng tôi chỉ giới thiệu loại keo PF

- Keo PF có cờng độ dán dính và tính chịu nớc cực cao, có độ bền tơng đối cao, trong môi trờng nhiệt độ và độ ẩm cao, chịu axit và các hoá chất khác có khả năng hoá hợp với nhiều loại keo Keo PF có thể dùng để sản xuất các sản phẩm nội ngoại thất, nhng nhợc điểm chính là tính độc hại lớn, chịu bazơ mạnh, có thời gian đóng rắn dài, keo PF là mộ trong những loại keo quan trọng trong công nghiệp chế biến gỗ

- PF có thể sản xuất ở dạng lỏng, bột, sữa, màng, có thể sản xuất thành loại keo

đóng rắn ở nhiệt độ cao, loại đóng rắn ở nhiệt độ trung bình và loại đóng rắn ở nhiệt độ thấp, có thể sản xuất loại keo ngâm tẩm

5 Loại keo dán polyvinyl

Trong loại keo này PVAC đợc dùng rộng rãi nhất, để thay thế keo động vật, tên thông thờng là keo trắng hoặc keo trắng sữa, loại keo này có thể hoà tan trong dung môi hữu cơ chịu đợc axit, bazơ yếu, nhng bị thuỷ phân khi gặp axit bazơ mạnh loại keo này rất thích hợp để dán vật liệu có nhiều lỗ Nó có những u điểm sau:

- Điều kiện thao tác tốt và an toàn, không độc, không màu, không ăn mòn, không cháy nổ, có thể dùng nớc để rửa

- Tốc độ dán dính nhanh ở nhiệt độ thờng

- Cờng độ dán dính ở trạng thái khô cao, lớp keo đàn hồi, khi gia công dụng cụ cắt gọt bị mòn ít

- Sử dụng đơn giản không phải gia nhiệt và thêm chất đóng rắn, thời gian bảo quản một năm hoặc hơn nữa

- Không gây nên hiện tợng thỉếu hoặc thấm keo

- Màng keo sau khi đóng rắn không màu, trong suốt, không làm sấu vật dán

* Nhợc điểm

- Chịu nớc, chịu ẩm kém

- Chịu nhiệt kém

- Khi chịu tải tĩnh lâu, lớp keo bị trợt, xuất hiện xung biến

- ở nhiệt độ thấp, dung dịch keo sữa bị đông kết, ảnh hởng đến sử dụng

Vì thế, nó chỉ đợc dùng trong nội thất

6 Keo nhiệt nóng chảy lỏng.

Keo nhiệt chảy lỏng là một loại keo tính nhiệt dẻo tiến hành bôi tráng ở trạng thái hoá lỏng, nguội thành trạng thái rắn, hoàn thành dán dính Nó thờng lấy chất polyme tính nhiệt dẻo làm chất kết dính, cho thêm các phụ gia khác tạo thành ở nhiệt

độ thờng là chất rắn, có u điểm đặc biệt là dán dính nhanh

* Ưu điểm:

- Dán dính nhanh

- Có thể dán nhiều loại vật liệu, phạm vi sử dụng rộng

- Có thể tiến hành dán lại Khi muốn dán không đạt yêu cầu do keo nguội đi

đóng rắn, có thẻ gia nhiệt lại cho keo chảy lỏng để hoàn thành mối dán

- Không có dung mội, không độc hại, khong cháy, có thể dùng để sản xuất bao bì thực phẩm

- Chịu nớc, chịu hoá chất và nấm mốc

- Tính năng sử dụng chịu ảnh hởng của mùa và khí hậu tơng đối lớn

Do keo có cờng độ dán dính cao với nhiều loại vật liệu, lên nó đợc dùng rất rộng rãi trong nhiều ngành: Đóng sách, bao gói, xây dựng, điện, dệt, may mặc, đóng giầy, ô tô, Chế biến gỗ

Trong công nghiệp chế biến gỗ chúng đợc dùng để dán ghép ván lớp mặt, lớp giữa trong ván dán, dán ghép ván lạng trang sức, dán cạnh và ghép nối ván nhân tạo,

vỏ ti vi, loa đài

Các loại keo nhiệt chảy lỏng thờng gặp: Etylvinyl axetic (EVA), polyure than (PU ), polyetyl (PE ), polyeste (PES)

7 Tuyển chọn keo dán gỗ

7.1 Chọn theo yêu cầu sản phẩm

Yêu cầu chủ yếu của ván nhân tạo là cờng độ dán dính cao, tihs bền, tnhs chịu nớc, tính khí hậu và tính độc của snar phẩm những yêu cầu này thay đổi theo môi tr-ờng và mục tiêu sử dụng

- Cờng độ dán dính và tính chịu nớc

Cờng độ dán dính: Thờng yêu cầu cao hơn cờng độ của vật liệu bị dán và cờng

độ của keo một chút, nhng do yêu cầu và mục đích sử dụng của sản phẩm dán khác nhau, lên cờng độ của keo và cờng độ dán dính cũng yêu cầu khác nhau Thí dụ đối với sản phẩm nội thất, yêu cầu với tính chịu nớc không quan trọng bằng yêu cầu đối với sản phẩm dán dính và tính chịu nớc nớc đều vô cùng quan trọng Vì thế, các sản phẩm dán ngoại thất yêu cầu chọn keo có cờng độ dán dính và tính chịu nớc đều rất cao Sản phẩm nội thất thấp hơn Các sản phẩm ván dán làm bao bì, cờng độ dán dính chịu nớc

đều không quan trọng nhng giá thành và tính độc thì rất quan trọng

- Tính bền của mối dán: Tính bền của keo và sản phẩm quyết định tuổi thọ của sản phẩm

- Chủng loại keo khác nhau, tính bền của mối dnas rất khác nhau: Ví dụ tính bền của keo PF hơn rất nhiều so với keo UF và MF

- Keo UF sử dụng trong điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao axit mạnh, lớp keo dễ lão hoá, không phù hợp làm các sản phẩm dán dính lâu bền

Keo PF có tính bền tơng đối ở điều kiện hà khắc, ở nhiệt độ cao, độ bền của nó càng cao thể hiện rõ tính lâu bền và tốt của nó.

Keo MF trong điều kiện thuận lợi, vẫn có tinhd bền tơng đối trong điều kiện nhiệt đọ cao, độ ẩm cao lặp đi lặp lại, tính bền vững không bằng keo PF

Dung dich sữa PVAC trong điều kiện nội thất có tính tơng đối

- Tính độc của sản phẩm dán: chủ yếu là Formandehyt, phenol và các chất độc hại khác trong quá trình sử dụng sản phẩm chúng thoát rất mạnh ảnh hởng đến sức khoẻ cong ngời và gây ô nhiễm môi trờng Vì thế, tính độc hại của sản phẩm nội thất rất quan trọng, phải chon keo dán ít độc hại hoặc không độc hại

7.2 Chọn theo đặc tính sử dụng của keo.

Đặc tính sử dụng của keo thờng chỉ hàm lợng khô, độ nhớt, pH, thời gian sử dụng, thời gian đóng rắn, tính năng ép sơ bộ, điều kiện đóng rắn

- Hàm lợng khô và độ nhớt của keo: Hàm lợng khô và độ nhớt của keo nhìn từ góc độ vĩ mô là yêu cầu quan trọng quyết định chất lợng mối dán Nó quyết định lợng keo tráng, tính đồng đều của tráng keo, tính chảy và tính thẩm thấu của dung dich keo, phơng pháp tráng keovaf điều kiện công nghệ dán dính , cuối cùng là quyết định chất lợng mối dán

Bình thờng, sản xuất các sản phẩm dán ép nguội hoặc yêu cầu chu kì sản xuất ngắn, nên chọn keo có hàm lợng khô và độ nhớt tơng đối cao Đối với các sản phẩm yêu cầu cờng độ tơng đối thấp hoặc yêu cầu lợng keo thẩm thấu lớn, nên chọn loại keo

có hàm lợng khô và độ nhớt tơng đối thấp Đối với sản phẩm dán có chiều dầytơng đối lớn, nên dùng keo có độ nhớt và hàm lợng khô tơng đối cao

- Thời gian sử dụng của keo : Thời gian sử dụng keo có quan hệ rất chặt chẽ với thời gian đóng rắn và pH của keo Trong sản xuất ván nhân tạo, thờng yêu cầu thời gian đóng rắn của keo ngắn, thời gian sử dụng dài Đối với keo đóng rắn trong điều kiện axit, thời gian đóng rắn rút ngắn khi tinh axit tăng lên, thời gian sử dụng cũng bị rút ngắn, nhng cũng có một số loại keo mà quan hệ giữa đóng rắn và pH không lớn Vì thế, chọn thời gian sử dụng keo cần tham khảo điều kiện sản xuất sản phẩm dán, trình

độ tay nghề công nhân, yêu cầu chất lợng sản phẩm, tính có thể điều chỉnh thời gian sử dụng keo cố gắng chọn loại keo gần với thực tế sản xuất, nếu không, phải tiến hành

điều chỉnh cần thiết thời gian sử dụng

7.3 Điều kiện và thời gian đóng rắn

Điều kiện và thời gian đóng rắn của keo thay đổi theo chủn loại hoặc phơng pháp pha chế, và điều kiện công nghệ sản xuất Vì thế, điều kiện sản xuất sản phẩm dán cần căn cứ điều kiện đóng rắn và thời gian đóng rắn keo yêu cầu hoặc điều kiện đóng rắn

mà ngời nghiên cứu, sản xuất đa ra

Điều kiện đóng rắn của keo chủ yếu có nhiệt độ đóng rắn, lực ép, độ ẩm của vật dán, tính chất của vật liệu dán và kích thớc của vật liệu dán

7.4 Keo dán sử dụng trong qui trình sản xuất ván ghép thanh.

Trong sản xuất ván ghép thanh ngời ta sử dụng rất nhiều loại keo Tuỳ thuộc vào từng loại keo mà ngời ta lựa chọn keo phù hợp với mục đích sử dụng sản phẩm Theo trạng thái vật lý của keo ngời ta chia keo thành các loại keo nh: Keo bột, keo lỏng, keo

tấm lỏng Hoặc theo tính chất của keo mà ngời ta chia thanhf keo nhiệt dẻo, keo nhiệt rắn Ngoài ra có thể phân các loại keo theo nguồn gốc nh: keo có nguồn gốc tự nhiên, keo tổng hợp Trên thực tế sản xuất hiện nay chủ yếu sử dụng keo tổng hợp là keo nhiệt rắn nh: Keo Ure Formaldehyde (U-F); Phenol Formaldehyde (P-F); Melamin Formadehyde (M-F); và các loại keo biến tính nh: Ure phenol Formaldehyde (U-P-F); Ure Melamin Formaldehyde(U- M-F)

Đối với các loại vá ghép thanh thì ngời ta thờng dùng keo U-F, loại keo này có hàm lợng For maldehyde thấp dễ sản xuất và rẻ tiền Tuy nhiên khả năng chịu nớc và chịu nhiệt của keo U-F thấp Để nâng cao tính năng sử dụng của keo này, ngời ta thờng dùng keo P-F để biến tính keo U-F vào khoảng 3% Loại keo biến tính (U-P-F) này có hàm lợng Formaldehyde thấp, khả năng chịu nhiệt và chịu nớc cao, cờng độ dán dính lớn, màu sắc phù hợp với các thông số về màu sắc của những loại vật dán khác nhau

Đối với tất cả các loại ván nhân tạo nói chung và ván ghép thanh nói riêng, ngời

ta yêu cầu loại keo sử dụng không đợc gây độc hại đối với con ngời, hàm lợng Formaldehy tự do không đợc vợt quá 1,5% Màu sắc các loại keo khi đóng rắn không

đợc ảnh hởng tới màu sắc của vạt dán Độ pH của keo không làm thay đổi tính chất của vật dán Các thông số kỹ thuật của keo phải đảm bảo thuận lợi cho quá trình sản xuất và nâng cao chất lợng sản phẩm

Trên thực tế ngời ta sử dụng keo lỏng với các thông số sau đây:

+ Màu sác trắng, trong (hoặc nâu nhạt giống gỗ)

cờng độ dán dính

Thời gian: 5 giờ (Lý thuyết 4; thực hành 0; Kiểm tra 1 )

I Mục tiêu

- Trình bày đợc bản chất dán dính, cácyếu tố ảnh hởng đến cờng độ dán dính

- ứng dụng đợc các kiến thức về dán dính vào sản xuất

- Có t duy và phân tích khoa học

II Nội dung.

1 Bản chất của hiện tợng dán dính.

1.1 Hiện tợng hấp thụ.

Hấp thụ là kết quả tác dụng của ba loại liên kết giữa hai vật rắn khác nhau:

- Liên kết vật lý hay liên kết bằng lực hấp dẫn

- Liên kết tích điện hay liên kết có cực

- Liên kết hoá học thông qua các cầu nối hoá học

1.2 Hiện tợng dính kết.

Hiện tợng dính kết là kết qủa của tổng hợp các lực do sức căng bề mặt khio một dung dịch tiếp xúc với vật rắn qua các pha tiếp xúc: chất rắn - môi trờng (R - M) chất lỏng - môi trờng (L - M ), chất rắn - chất lỏng (R - L)

Quá trình liên kết bằng keo dán là một quá trình hoá lý phức tạp, chụi ảnh hởng của nhiều yếu tố nh nhiệt độ, độ pH, thời gian v.v

2 Các điều kiện cần có của keo dán, vật dán và quá trình dán dính

2.1 Độ nhớt của keo

Độ nhớt của dung dịch chất lỏng keo dán là nọi lực của dung dich hình thành do tổng hợp cá lực sinh ra trong lòng dung dịch, nó biểu hiện qua khả năng thấm ớt của dung dịch trên bề mặt vật rắn Nếu nội lực của keo lớn hơn lực hút keo của keo và vật

dán thì keo không có khả năng thấm ớt hoặc dàn đều trên bề mặt dán, nên không thực hiện đợc mối dán ( h.1a) Nếu nội lực của keo quá nhỏ so với lực hút dẫn đó thì keo sẽ loang chảy, thông thờng không còn khả năng liên kết với vật dán (h.1b).

3 Các yếu tố ảnh hởng đến cờng độ dán dính

3.1 Trạng thái bề mặt của vật dán.

Mức độ nhấp nhô bề mặt của vật dán là nguồn gốc tạo ra lực dán dính cơ học thu đợc nhờ thông qua tác dụng thấm ớt và hấp thụ

Cấu tạo bề mặt gỗ phụ thuộc vào quá trình chế biến, phơng pháp gia công, phân

bố các thành phần của gỗ rất phức tạp Mức độ nhấp nhô bề mặt tăng lên, điều này giống nh vật liệu khác

Trong một phạm vi nhất định, khi độ nhấp nhô bề mặt tăng lên, diện tích bề mặt tăng lên, thì cờng độ dán dính giảm xuống

3.2 Lớp mặt danh giới yếu.

Nguyên nhân tạo lên lớp mặt danh giới làg kết quả tác dụng của vật dán ( gỗ ), keo, môi trờng hoặc tác dụng của chúng

Phá huỷ sự kết dính dới tác dụng của ngoại lực, tất nhiên xẩy ra tại lớp mặt danh giới yếu, là nguyên nhân giảm nghiêm trọng cờng độ dán dính

Nhng cũng cần chỉ ra rằng, phá huỷ lớp mặt danh giới yếu của vật dán dính, kkông thể quy cho tác dụng lớp mặt danh giới yếu

3.3 Nội lực

Nội lực của chi tiết dán dính hoặc tính ứng biến là yếu tố ảnh hởng rất lớn đến ờng độ dán dính và tính bền của mối dán Vì thế trong quá trình dán dính phải làm giảm hoặc hoà hoãn ứng lực là vấn đề rất quan trọng

c-Nguồn gốc của nội lực:

- Co rút thể tích trong quá trình đóng rắn của keo

- Hệ số trơng nở nhiệt của keo và bị vật dán không giống nhau, khi nhiệt độ thay

đổi tạo lên nội lực

- Tính dị hớng của vật liệu, khi độ ẩm thay đổi co rút, dãn nở không giống nhau, gây lên nội lực

Khối lợng thể tích của vật dán không giống nhau, co rút, dãn nở thể tích thờng không giống nhau, ở diện tích dán dính lớn, tạo lên nội ứng lực lớn

3.5 Cực tính

Cực tính của keo có quan hệ với cờng độ dán dính Cực tính bề mặt của vật liệu

bị dán càng mạnh, thì cờng độ dán dính càng cao Nhng không có nghĩa là cực tính của keo cang mạnh thì cờng độ dán dính của vạt dán có cực tính càng cao Ban đầu cờng

độ dán dính tăng theo sốlợng các gố có cực tính, nhng sau đó, tăng gốc có cực tính, ờng độ liên kết của keo tăng, keo khó dàn trải, không lợi cho quá trình thấm ớt của vật dán, cờng độ dán dính giảm

c-3.6 Phân tử lợng và phân bố của phân tử lợng.

Phân tử lợng của keo cố ảnh hởng rất lớn đến tính chất của keo và cờng độ dán dính, phân tử lợng giống nhau, nhng phân bố của phân tử lợng khác nhau, cờng độ dán dính cũng khác nhau Phân tử lợng không chỉ ảnh hởng đến cờng độ dán dính mà còn

ảnh hởng đến tốc độ đóng rắn của keo trên bề mặt và tốc độ thẩm thấu bên trong của vật bị dán, đồng thời cũng ảnh hởng đến lực liên kết bên trong của keo

3.8 Chiều dày lớp keo

Thờng cho rằng, để có cờng độ dán dính và độ cứng tốt nhất, chiều dày lớp keo trong điều kiện lớp keo không tạo lên các khuyết tật, nêm cố gắng mỏng Đề phòng hiện tợng thiếu keo, lợng keo dùng không đủ, để hình thành màng keo liên tục Ngoài

ra cần xem xét do bay hơi, làm nguội làm cho keo co rút, khuếch tán hoặc thẩm thấu vào các lỗ nhỏ làm cho lợng keo ở mặt danh giới kém đi

4 Phân huỷ mối dán

Các chi tiết dán dính trong quá trình hình thành và sử dụng do đóng rắn của keo tạo thành co rút thể tích, hệ số dãn nở nhiệt độ của vật liệu bị dán và keo khong giống nhau, tác dụng của môi trờng xung quanh tạo nên các chi tiết bên trong của quá trình dán dính, phân bố của ứng xuất bên trong cũng không đồng đều

Một chi tiết bị dán có rất nhiều bộ phận tạo thành:

- Vật liệu bị dán

- Lớp bề mặt của vật liệu bị dán

- Lớp hỗn hợp ( khu vực quá độ ) giữa vật liệu bị dán và keo

- Lớp mặt gianh giới giữa vật liệu bị dán và keo

- Keo

Do cấu tạo và tính chất của vật liệu bị dán khác nhau từ đố cho thấy, bất kỳ bộ phận nào của chi tiết bị dán cũng không phải là một chỉnh thể đồng đều, tính chất lực học của chúng rất khác nhau, khi chịu tác dụng của ngoại lực, ứng xuất sẽ phân bố lên mỗi phần của chi tiét bị dán dính Nh vậy sự phá huỷ của bất kỳ bộ phận nào của chi tiết bị dán đều đa đến phá huỷ toàn bộ chi tiết dán dính

Tác dụng chung của ứng xuất bên ngoài và bên trong làm cho các chi tiết bị dán dính khi chịu tải trọng phân bố ứng suất rất phức tạp, đồng thời do tồn tại của các

khuyết tật bên trong của chi tiết bị dán, tạo lên ứng suất cục bộ tập trung Khi ứng suất cục bộ tập trung lớn hơn cờng độ cục bộ, khuyết tật sẽ mở rộng thành nứt, là do mối dán bị phá huỷ.

Chi tiết bị dán thờng có 4 dạng phá huỷ

- Phá huỷ của vật bị dán

- Phá huỷ của liên kết bên trong keo

- Phá huỷ của lớp mặt danh giới

- Phá huỷ hỗn hợp

Các dạng phá huỷ mối dán.

Khi phát sinh vật bị dán dính, phá huỷ thờng phát sinh ở nơi gần với phần dán dính, vì ở đó ứng xuất tập trung lớn nhất Nhng cần chú ý, cờng độ phá huỷ lúc đó không hoàn toàn giống với cờng độ của bản thân vật bị dán

Khi phát sinh phá huye lớp keo, cờng độ phá huỷ do cờng độ liên kết bên trong của keo quyết định

Trong thực tế không tồn tại hiện tợng toàn bộ mặt danh giới dán dính bị phá huỷ Phá huỷ mặt danh giới dán dính chúng ta thờng chỉ: Trên thực tế làm bề mặt vật dán họăc keo dán

Phá huỷ hỗn hợp xảy ra trong trờng hợp cờng độ của các bộ phận của chi tiét bị dán dính xấp xỉ nhau Cũng là một loại trạng thái quá độ giữa phá huỷ của liên kết bên trong keo và phá huỷ danh giới lớp mặt

Phần II: Sấy gỗ Bài 1: Chế độ sấy và thời gian sấy gỗ

1 Chế độ sấy gỗ

1.1 Các khái niệm chung :

Chế độ sấy là tập hợp biểu đồ biến đổi các thông số của môi trờng sấy nhằm bảo đảm đợc chất lợng và thời gian sấy cần thiết Chế độ sấy đợc thể hiện bằng biểu đồ nhiệt độ T, độ ẩm tơng đối φ(hoặc ΔT) và trạng thái của nguyên liệu sấy vận tốc gió trên bề mặt gỗ cũng là thông số quan trọng của chế độ sấy song cũng là thông số quan trọng của chế độ sấy song cũng là địa lợng không đổi đối với từng lò sấy cụ thể

Các thông số trạsng thái của môi trờng sấy vận tốc tuần hoàn của môi trờng sấy trên bề mặt gỗ sấy cùng với độ cứng của chế độ sấy là những đặc tính chủ yếu của một chế độ sấy

- Nhiệt độ T có ảnh hởng đến các tinh chất (cơ lý, nhiệt) của gỗ và do vậy - ảnh hởng đến các quá trình vận chuyển xẩy ra trong gỗ sấy ở nhiệt độ cao cờng độ các quá trình vận chuyển lớn hơn (khi động lực vật chuyển giống nhau );

- Độ ẩm của môi trờng sấyφ (trong thực tế thờng đợc biểu thị qua ΔT) có ảnh ởng đến tốc độ bay hơi nớc từ gỗ vào môi trờng sấy Đại lợng này đặc trng cho ảnh h-ởng của môi trờng sáy đến quá trình bề mặt ;

- Vận tốc tuần hoàn của môi trờng sấy v có ảnh hởng đến qua trình bề mặt, tuy nhiên khi độ ẩm gỗ càng giảm thì ảnh hởng này càng giảm nhng quan trọng hơn là v

ảnh hởng đến sự đồng đều đến w - do vậy có ảnh hởng đến thời gian sấy và chất lợng

1.2 Nguyên tắc xây dựng và đánh giá chế độ sấy

Sấy gỗ là một công đoạn sản xuất do vậy yêu cầu đặt ra đối với nó cũng bao gồm các yếu tố kinh tế và kỹ thuật chủ yếu là năng suất, chất lợng và hiệu quả Trên cơ sở các yêu cầu đó, một chế độ sấy phải bảo đảm sao cho :

- Gỗ sấy khô đạt yêu cầu chất lợng đặt ra;

- Thời gian sấy ngắn nhất- do vậy năng suất sấy cao nhất;

- Chi phí sấy (năng lợng nhân công và chi phí khác) là nhỏ nhất

Nguyên tắc xây dựng, lựa chọn chế độ sấy là dựa vào phân tích ảnh hởng của các thông số của môi trờng sấy vào các quá trình xẩy ra trong gỗ ở đây cần chú ý các

điểm sau:

1 Trong sấy gỗ, quá trình vậ chuyển ẩm đóng vai trò hết sức quan trọng ( đối với ván dày là vai trò quyết định) do vậy mọi chế độ sấy phải thúc đẩy quá trình vận chuyển ẩm từ trong ra ngoài bề mặt gỗ Cần phải chú ý là ở nhiệt độ cao gỗ dẫn ẩm tốt hơn (T tăng dẫn đến a, tăng) Xuất phát từ nguyên tắc này ngời ta coi trọng giai đoanj

làm nóng gỗ ở nhiệt độ môi trờng (φ) cao Đối với nhiều loại gỗ ở Việt Nam việc tăng

độ ẩm môi trờng làm nóng gỗ và ở giai đoạn sấy đều có ý nghĩ hết sức quan trọng còn

do sự phụ thuộc đáng kể của hệ số quán tính nhiệt (a) vào độ ẩm W

2 Đặc tính quá trình sấy gỗ phụ thuộc đáng kể vào môi trờng vào độ ẩm của nó

Độ ẩm ban đầu của gỗ càng thấp, nhiệt độ môi trờng sấy càng có thể nâng cao, độ ẩm môi trờng càng có thể giàm xuống và do vậy thời gian sấy có thể rút ngắn đợc đáng kể Cũng từ nguyên tắc này ta thấy là nên tận dụng hong phơi gỗ trớc khi sấy

3 Ván càng mỏng càng dễ khô hơn nêm có thể tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm môi

trờng sấy Ván càng dày và độ ẩm ban đầu càng lớn thì cần thay đổi T và φ nhiều bậc

hơn Tuy nhiên khi thay đổi bậc nhiệt độ cần chú ý đến hiệu ứng ngợc của gradT đối với quá trình vận chuyền ẩm

Biều đồ thay đổi trị số các thông số môi trờng sấy có thể đợc xác định theo 3

ph-ơng pháp khác nhau:

1 Lập lịch trình thay đổi T và φ (ΔT) cho cả quá trình sấy theo thời gian sấy

Đâ°là phơng pháp đơn giản, dễ sử dụng song kém linh hoạt và cho chất lợng sấy thấp:

nó có thể áp dụng cho những loại gỗ và thiết bị sấy đã đợc nghiên cứu kỹ

2 Thay đổi T, φ (φ1) theo đoọ ẩm tức thời của gỗ sấy Đây là phơng pháp đang

đợc áp dụng rộng rãi nhất hiện nay do nó linh hoạt, dễ điều chỉnh Tuy nhiên nó đòi hỏi phải thợng xuyên kiểm tra độ ẩm của gỗ trong lò sấy

3 Thay đổi T, φ (ΔT) theo đặc tính phát triển của nội ứng suất trong gỗ sấy

Đây là phơng pháp có khả năng cho chất lợng sấy cao nhất Tuy nhiên cha có phơng pháp xá định nội ứng suất xuất hiện trong gỗ sấy một cách nhanh chóng và thuận tiện thì phơng pháp này chỉ là một ý tởng

1.3 Các loại chế độ sấy và cách lựa chọn

1.3.1 Các loại chế độ sấy

Trong công nghệ sấy gỗ, nhất là sấy ván xẻ việc lựa chọn chế độ sấy hợp lý có ý nghĩa hết sức quan trọng Việc lựa chọn chế độ sấy hợp lý là điều kiện cần trớc hết để

đạt đợc chất lợng sây cao và quá trình sấy hiệu quả cao

Các chế độ sấy gỗ có thể phân loại theo nhiệt độ sấy, theo mức độ ảnh hởng của quá trình sấy đến chất lợng gỗ hoặc theo nguyên tắc điều hành quá trình sấy

- Phân loại theo nhiệt độ sấy: chế độ sấy nhiệt độ cao ( T>1000C ) ché độ sấy nhiệt độ thấp Đối với các loại ván xẻ ở Việt nam nói chung chỉ nên sấy ở nhiệt độ sấy thấp

- Phân loại theo mức độ ảnh hởng đến chất lợng gỗ sấy: chế độ sấy mềm, chế độ sấy thông thờng và chế độ sấy cứng; ở chế độ sấy mềm, độ bền và màu sắc gỗ hoàn toàn đợc giữ nguyên, nội ứng suất tồn tại trong gỗ không đáng kể; ở chế độ sấy thông thờng gõ có thể biến màu nhng không đáng kể, độ bền của gỗ đợc bảo toàn; ở chế độ sấy cứng gỗ bị biến màu, độ bền của gỗ giảm 15 - 20%

- Phân loại theo nguyên tắc điều hành quá trình sấy: chế độ sấy hai cấp, ba cấp hoặc nhiều cấp Phổ biến hiện nay là chế độ sấy ba cấp, trong quá trình sấy, môi trờng sấy đợc thay đổi theo ba cấp độ ẩm của gỗ: W> 30%; T1, φ1, W=20 - 30%: T2, φ 2 và

W<20% ; T3, φ 3 Chế độ sấy nhiều cấp đợc áp dụng ngày càng rộng rãi ( thí dụ trong

các lò sấy tách ẩm) Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật do độ ẩm của gỗ trong lò sấy, chế đô sấy nhiều cấp sẽ đợc áp dụng ngày càng rộng rãi hơn

Các chế độ sấy nhiệt độ thấp ba cấp điển hình đợc ghi ở bảng I-1

Bảng I-1 Các chế độ sấy nhiệt độ thấp

N0 Độ ẩm

W% Nhiệt độ Tk

ΔT φ ΔT φ ΔT φ

1 20-30> 30

<20

636783

3623

0.860.750.34

5925

0.780.640.30

71127

0.700.580.28

2 20-30> 30

<20

576177

2521

0.900.780.36

4723

0.810.700.32

61025

0.720.590.29

3 20-30> 30

<20

525570

2520

0.900.760.35

4722

0.800.680.31

6924

0.710.660.27

4 20-30> 30

<20

475062

2518

0.900.750.36

3619

0.840.700.33

4720

0.790.660.31

5 20-30> 30

<20

424557

2417

0.890.790.36

3518

0.830.740.34

4619

0.770.690.31

Loại gỗ: Trong công nghệ sấy, khối lợng riêng (ɣ) và đặc tính cấu tạo của gỗ ảnh hởng rất lớn đến quá trình sấy Do đó việc phân loại gỗ theo đặc tính công nghệ sấy chủ yếu

đợc dựa vào khối lợng rieng và có tính đến đặc tính cấu tạo của gỗ Theo nguyên tắc

đó có thê phân các loại gỗ theo 4 nhóm công nghệ sấy:

Yêu cầu chất lợng: yêu cầu chất lợng có thể xác định đợc dựa vào mục đích sử dụng gỗ sau khi sấy Hiện nay yêu cầu chất lợng có thể xác định theo yêu cầu của khách hàng (thí dụ đối với hàng mộc xuất khẩu) Trong sản xuất hàng mộc, độ chính xác gia công các chi tiết phụ thuộc đáng kể vào chất lợng gỗ sấy; chính vì lý do đó mà việc phân cấp chất lợng gỗ sấy có thể xuất phát từ cấp chính xác gia công chi tiết hàng mộc:

Cấp chính xác gia công chi tiết: 1 2 3 0

Cấp chất lợng sấy I II III IV

Độ ẩm ban đầu của gỗ (Wđ): Độ ẩm Wđ càng cao thì càng sử dụng chế độ sấy với T và ΔT càng thấp Nếu Wđ <Wbh có thể sử dụng ngay cấp thứ 2 của từng chế độ sấy