Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật từ gỗ bồ đề (styrax tonkinensis pierre)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐẶNG XUÂN THỨC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TẠO VÁN LẠNG KỸ THUẬT TỪ GỖ BỒ ĐỀ (Styrax tonkinensis Pierre) LUẬN ÁN TIẾN SĨ SẢN XUẤT, CHẾ BIẾN KHÁC HÀ NỘI, 2015 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐẶNG XUÂN THỨC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TẠO VÁN LẠNG KỸ THUẬT TỪ GỖ BỒ ĐỀ (Styrax tonkinensis Pierre) Chuyên ngành: Kỹ thuật chế biến lâm sản Mã số: 62 54 03 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SẢN XUẤT, CHẾ BIẾN KHÁC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Văn Thiết HÀ NỘI, 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ mang tên “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre)” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc ngƣời khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác dƣới mọi hình thức. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận án là có nguồn gốc và đƣợc trích dẫn rõ ràng. Tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận án. Hà Nội, tháng 7 năm 2015 Nghiên cứu sinh Đặng Xuân Thức ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án gặp không ít những khó khăn, nhƣng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô giáo cùng các đồng nghiệp và Gia đình, đến nay luận án đã hoàn thành nội dung nghiên cứu theo mục tiêu đặt ra. Nhân dịp này, tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Văn Thiết đã hết lòng dìu dắt, định hƣớng, tận tình hƣớng dẫn và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo sau Đại học, Viện Công nghiệp gỗ, Thƣ viện, các Thầy, Cô giáo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Trƣờng Cao đẳng nghề Chế biến gỗ đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm của luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Tổng cục dạy nghề, Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã hội đã tạo điều kiện và dành thời gian cho tôi thực hiện chƣơng trình đào tạo nghiên cứu sinh. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn tới toàn thể gia đình và những ngƣời thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội, tháng 7 năm 2015 Nghiên cứu sinh Đặng Xuân Thức iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 3 1.1. Khái quát ván lạng kỹ thuật 3 1.1.1. Khái niệm 3 1.1.2. Sự khác biệt giữa ván lạng kỹ thuật và ván lạng gỗ tự nhiên 3 1.1.3. Phân loại ván lạng kỹ thuật 4 1.1.4. Ứng dụng 5 1.4.1. Trang trí tƣờng 5 1.4.2. Trang sức ván sàn và ván nhân tạo 6 1.4.3. Trang sức bề mặt sản phẩm mộc 6 1.4.4. Tạo các sản phẩm gỗ nghệ thuật 7 1.1.5. Quy trình công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật 7 1.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển của ván lạng kỹ thuật 8 1.2.1. Nghiên cứu về nhận dạng và mô phỏng hoa văn 11 1.2.2. Nghiên cứu về tạo khuôn ép và hoa văn ván lạng kỹ thuật 12 1.2.3. Nghiên cứu về tạo màu sắc cho ván mỏng 13 1.2.4. Hƣớng nghiên cứu cần thực hiện 15 1.3. Những đóng góp mới của luận án 17 1.4. Ý nghĩa của luận án 17 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 2.1. Hoa văn ván lạng kỹ thuật 19 iv 2.1.1. Vân thớ và hoa văn gỗ tự nhiên 19 2.1.2. Thiết kế hoa văn ván lạng kỹ thuật 21 2.2. Tạo màu ván mỏng bằng phƣơng pháp xử lý nhiệt độ cao 27 2.3. Nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng phôi lạng và ván lạng kỹ thuật 29 2.3.1. Các nhân tố liên quan đến vật dán khi sản xuất ván lạng kỹ thuật 29 2.3.2. Các nhân tố liên quan đến keo dán 36 2.3.3. Ảnh hƣởng của công nghệ ép tạo phôi 42 2.3.4. Đặc điểm gỗ Bồ đề 43 Chƣơng 3 ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu 45 3.2. Mục tiêu nghiên cứu 46 3.3. Phạm vi nghiên cứu 46 47 3.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 48 3.6. Phƣơng pháp thực nghiệm 49 3.6.1. Tạo màu sắc cho ván bóc 49 3.6.2. Đánh giá độ bền màu ván bóc xử lý nhiệt 51 3.6.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian ép 52 3.6.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của áp suất ép 53 3.6.5. Xẻ phôi lạng và lạng ván 54 3.6.5.1. Xẻ phôi lạng 54 3.6.5.2. Lạng ván 54 3.6.6. Xác định chỉ số màu sắc ván bóc 54 3.6.7. Xác định chỉ tiêu chất lƣợng phôi lạng 56 3.6.7.1. Xác định độ bền dán dính giữa các lớp ván 56 3.6.7.2. Độ đàn hồi trở lại của phôi lạng sau khi ép định hình 57 3.6.8. Xác định chỉ tiêu chất lƣợng ván lạng kỹ thuật 58 Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 59 v 4.1. Xác định tham số tạo hoa văn ván lạng kỹ thuật 59 4.1.1. Nhập dữ liệu vào máy tính 59 4.1.2. Xác định bán kính cong (r) của khuôn ép tạo hoa văn thiết kế 60 4.1.3. Xác định góc nghiêng xẻ phôi lạng (α) và tọa độ các điểm trên khuôn ép62 4.2. Xây dựng ứng dụng mô phỏng hoa văn ván lạng kỹ thuật 63 4.3. Tạo màu gỗ bằng phƣơng pháp xử lý nhiệt độ cao 67 4.3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt đến màu sắc của ván mỏng 67 4.3.2. Độ bền màu của ván mỏng xử lý nhiệt khi chiếu tia UV 70 4.4. Ảnh hƣởng của thông số chế độ ép đến chất lƣợng phôi lạng 73 4.4.1. Ảnh hƣởng của thời gian ép đến chất lƣợng phôi lạng 74 4.4.2. Ảnh hƣởng của áp suất ép đến chất lƣợng phôi lạng 77 4.5. Sản xuất thử nghiệm ván lạng kỹ thuật từ ván bóc gỗ Bồ đề 81 4.5.1. Lựa chọn thông số công nghệ tạo ván lạng thử nghiệm 81 4.5.2. Chất lƣợng phôi lạng thử nghiệm 84 4.5.3. Chất lƣợng ván lạng kỹ thuật từ nguyên liệu ván bóc gỗ Bồ đề 85 4.5.3.1. Độ nhẵn bề mặt và tần số vết nứt 85 4.5.3.2. Dung sai chiều dày ván lạng kỹ thuật 86 4.6. Phƣơng án sử dụng triệt để phôi sau khi ép định hình 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 1. Kết luận 90 2. Tồn tại 91 3. Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC CÔNG TRÌNH TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ PHỤ LỤC vi BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa UF Keo Ure Formaldehyde PVAc Keo Polyvinyl Acetate L*, a*, b* Các chỉ số màu sắc theo không gian màu CIELab (1976) L Chênh lệch độ sáng E Độ lệch màu tổng Độ bền kéo trƣợt màng keo ĐBT Độ bong tách màng keo r Bán kính khuôn ép Góc nghiêng xẻ phôi lạng vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Một số tính chất cơ học của gỗ Bồ đề 44 3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án 48 3.2 Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý nhiệt 49 3.3 Nhiệt độ và thời gian xử lý ván mỏng 51 3.4 Chế độ xử lý nhiệt ván bóc 51 4.1 So sánh trung bình mẫu giữa các chế độ xử lý 69 4.2 Độ bền kéo trƣợt màng keo của phôi lạng khi thời gian ép thay đổi 74 4.3 Độ bong tách màng keo của phôi lạng khi thời gian ép thay đổi 75 4.4 Độ bền kéo trƣợt màng keo của phôi lạng khi áp suất ép thay đổi 77 4.5 Độ bong tách màng keo của phôi lạng khi áp suất ép thay đổi 79 4.6 Độ bền dán dính giữa các lớp ván bóc trong phôi lạng 84 4.7 Độ phục hồi hình dạng của phôi lạng sau khi ép định hình 84 4.8 Chất lƣợng của ván lạng kỹ thuật thử nghiệm từ ván bóc Bồ đề 85 4.9 Độ dày trung bình của ván lạng kỹ thuật từ ván bóc Bồ đề 87 viii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Các công đoạn chính trong sản xuất ván lạng kỹ thuật 8 2.1 Hoa văn trên các mặt cắt của gỗ 19 2.2 Hoa văn gỗ khi bóc quay tròn 20 2.3 Hoa văn gỗ khi lạng theo phƣơng xuyên tâm 20 2.4 Hoa văn gỗ khi lạng theo phƣơng tiếp tuyến 20 2.5 Hoa văn gỗ khi bóc nửa vòng 21 2.6 Hoa văn gỗ khi bóc trên khối gỗ xẻ xuyên tâm 21 2.7 Hoa văn ván lạng kỹ thuật vân xuyên tâm 22 2.8 Quy trình thiết kế hoa văn vân tiếp tuyến 23 2.9 Hoa văn ván lạng kỹ thuật vân tiếp tuyến với bán kính cong khác nhau 24 2.10 Hoa văn ván lạng kỹ thuật vân tiếp tuyến khác 24 2.11 Bề mặt khuôn tạo hoa văn hình gốc cây 25 2.12 Hoa văn hình gốc cây theo lý thuyết 26 2.13 Hoa văn nghệ thuật 26 3.1 Thiết bị xử lý nhiệt 50 3.2 Không gian màu CIELab (1976) 55 3.3 Mẫu thử độ bền kéo trƣợt màng keo 56 4.1 Hình dạng hoa văn yêu cầu thiết kế 60 [...]... tố gây tác động không tốt đến môi trƣờng trong quá trình sản xuất cũng nhƣ sử dụng Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật mang tính thân thiện môi trƣờng là một hƣớng nghiên cứu mới và cần thiết Từ các phân tích trên, luận án với tên Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) đã tiếp cận theo hƣớng cải tiến công nghệ. .. xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề Từ đó có thể tạo ván lạng kỹ thuật với nguyên liệu là gỗ rừng trồng mọc nhanh mà không dùng hóa chất trong công đoạn tạo màu cho ván bóc (3) Đã xác định đƣợc thông số công nghệ ép định hình phù hợp để tạo phôi lạng trong điều kiện phòng thí nghiệm để sản xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề với ván bóc đƣợc tạo màu bằng công nghệ thân thiện môi trƣờng – công nghệ xử lý... (4) Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý nhiệt phôi lạng; và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề và Keo tai tƣợng; (5) Thiết kế phân xƣởng sản xuất ván lạng kỹ thuật quy mô khoảng 5 triệu m2/năm Một công trình nghiên cứu khác của Đặng Xuân Thức, Nguyễn Văn Thiết và Vũ Mạnh Tƣờng công bố năm 2014 về vấn đề xác định thông số tạo vân gỗ cho ván lạng kỹ thuật Bài... về công nghệ của một công đoạn nhất định trong quá trình sản xuất Ví dụ nhƣ: nghiên cứu công nghệ tạo màu sắc cho gỗ rừng trồng [40, 51, 52], giải pháp mô phỏng vân gỗ cho sản phẩm ván lạng kỹ thuật [36, 37, 39, 47],… Tại Việt Nam cũng có một số công trình nghiên cứu về công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật, tuy nhiên số lƣợng rất ít Năm 2009, Trần Văn Chứ đã tiến hành nghiên cứu công nghệ sản xuất ván. .. không thể có đƣợc một số đặc tính mà chỉ gỗ tự nhiên mới có đƣợc Tuy nhiên, hiện tại, đây vẫn là một giải pháp tốt nhất nhằm bổ sung và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên gỗ rừng trồng 1.1.3 Phân loại ván lạng kỹ thuật Căn cứ vào tính năng đặc thù của ván lạng kỹ thuật có thể phân thành ván lạng kỹ thuật chậm cháy, ván lạng kỹ thuật chịu nƣớc, ván lạng kỹ thuật chịu ẩm, ván lạng kỹ thuật tiêu âm,… Căn... ván lạng kỹ thuật bằng các phối hợp giữa ván bóc gỗ Bồ đề và gỗ Keo tai tƣợng (đề tài thuộc nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn), kết quả cho thấy, sản phẩm ván lạng kỹ thuật đảm bảo yêu cầu chất lƣợng cho ván trang sức bề mặt sản phẩm gỗ [2] Các nội dung chủ yếu đề tài đã thực hiện gồm: (1) Nghiên cứu yêu cầu về nguyên liệu gỗ trong sản xuất ván lạng kỹ thuật; ... (2) Nghiên cứu ảnh hƣởng của hóa chất tẩy, nhuộm tới màu sắc, khả năng dán dính và chất lƣợng ván mỏng; và xây dựng quy trình tẩy trắng, nhuộm màu ván mỏng làm nguyên 11 liệu cho sản xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề, Keo tai tƣợng; (3) Nghiên cứu một số loại keo dán; và quy trình tổng hợp keo dán làm nguyên liệu tạo phôi cho công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề và Keo tai tƣợng; (4) Nghiên. .. tên Ván lạng kỹ thuật 2 Ván lạng kỹ thuật là ván mỏng đƣợc lạng từ phôi lạng tạo thành bởi sự dán dính nhiều lớp ván bóc xen kẽ với màu sắc khác nhau theo chiều dọc thớ gỗ So với ván lạng gỗ tự nhiên, ván lạng kỹ thuật có những ƣu điểm nhƣ: Có thể làm thành một tấm trang sức hoàn chỉnh, từ đó đã làm đơn giản hoá công đoạn sản xuất ván trang sức, đồng thời có lợi cho việc thực hiện sản xuất một cách... các thông số liên quan đến nguyên liệu cũng nhƣ việc tạo khuôn ép theo hoa văn vân tiếp tuyến chuẩn Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề Sản phẩm ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề hoàn toàn đáp ứng đƣợc yêu cầu đối với ván lạng trang sức thông thƣờng Từ đó có thể nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ rừng trồng và góp phần vào công tác... sản phẩm Hiện nay, gỗ nghệ thuật đã đƣợc chú ý đến nhƣ một loại hình sản phẩm gỗ mới trên thế giới 1.1.5 Quy trình công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật Quá trình công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật thƣờng gồm các công đoạn sau (hình 1.1) [22]: Thiết kế sản phẩm - sản xuất ván mỏng - cắt ván mỏng - phân loại ván mỏng - nhuộm màu ván mỏng - sấy ván mỏng - cắt và lựa chọn ván mỏng tráng keo ván mỏng - xếp phôi . sĩ mang tên Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận. trƣờng là một hƣớng nghiên cứu mới và cần thiết. Từ các phân tích trên, luận án với tên Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván lạng kỹ thuật từ gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) đã. VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐẶNG XUÂN THỨC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TẠO VÁN LẠNG KỸ THUẬT TỪ GỖ BỒ ĐỀ (Styrax tonkinensis Pierre) Chuyên ngành: Kỹ thuật