Nghiên cứu sản xuất cốt sơn mài từ hỗn hợp mùn cưa và vỏ trấu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP DƯƠNG THẾ HÙNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CỐT SƠN MÀI TỪ HỖN HỢP MÙN CƯA VÀ VỎ TRẤU 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 DƯƠNG THẾ HÙNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CỐT SƠN MÀI TỪ HỖN HỢP MÙN CƯA VÀ VỎ TRẤU 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 TS Lê Xuân Phương Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển cho đời nhiều loại vật liệu mới, góp phần giảm bớt thiếu hụt nguồn nguyên liệu tự nhiên Công nghệ sản xuất ván nhân tạo công nghệ tạo vật liệu thay gỗ tự nhiên, phát triển mạnh, tạo nguyên liệu cho ngành cơng nghiệp chế biến gỗ mà cịn tạo thêm lựa chọn cho dạng sản phẩm phục vụ đời sống Theo chiến lược phát triển ngành Lâm nghiệp giai đoạn 2006 - 2020, nước ta phấn đấu sản xuất triệu m3 ván nhân tạo Trong chiến lược ván dăm ván MDF ưu tiên hàng đầu Để đạt mục tiêu cần phải có kế hoạch xây dựng nguồn nguyên liệu có trữ lượng lớn đảm bảo cho việc sản xuất Bên cạnh nguồn nguyên liệu gỗ truyền thống việc tìm nguồn nguyên liệu thay hướng phát triển Phế thứ liệu nông nghiệp (vỏ trấu, rơm ̣) nguồn nguyên liệu thu hoạch hàng năm, có trữ lượng dồi lên tới hàng chục triệu dạng nguyên liệu có sợi sử dụng để sản xuất ván dăm Sản phẩm ván dăm hỗn hợp sản xuất từ mùn cưa - vỏ trấu dạng sản phẩm Với đặc điểm vỏ trấu cứng, hút nước trương nở thấp nên hứa hẹn tạo loại vật liệu cứng, chắc, có tính ổn định kích thước tốt Đây yêu cầu nguyên liệu làm cốt sơn mài, sản phẩm mỹ nghệ truyền thống Việt Nam Hướng nghiên cứu tạo sản phẩm ván dăm nói chung từ hỗn hợp mùn cưa - vỏ trấu, làm cốt sơn mài nói riêng mẻ vỏ trấu từ trước tới chưa nghiên cứu sâu sắc tính chất vật lý hóa học để làm vật liệu Hơn nữa, vỏ trấu thường coi phế liệu nông nghiệp nên có giá trị sử dụng thấp, chủ yếu dùng trực tiếp làm nhiên liệu đốt, phân bón, ni cấy nấm… Để đánh giá khả sản xuất cốt sơn mài từ ván dăm từ hỗn hợp mùn cưa - vỏ trấu, đồng ý khoa Sau Đa ̣i học - Trường Đại học Lâm nghiệp, hướng dẫn thầy giáo T.S Lê Xuân Phương, thực đề tài: “Nghiên cứu sản xuất cốt sơn mài từ hỗn hợp mùn cưa vỏ trấu” Chương TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Ván dăm loại sản phẩm nghiên cứu đưa vào sản xuất nửa đầu kỷ 20 phát triển nhanh, đáp ứng yêu cầu ngày tăng xã hội số lượng chất lượng Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu sản xuất ván dăm gỗ rừng trồng lại có hạn, lại phải đáp ứng nhiều nhu cầu khác làm đồ mộc, sản xuất giấy bột giấy Bên cạnh gỗ nguồn ngun liệu từ phế thứ liệu Nơng – Lâm nghiệp lại dồi dào, chủ yếu bị bỏ gây ảnh hưởng môi trường, cần quan tâm nghiên cứu sử dụng có hiệu Trong số loại phế thứ liệu Nông – Lâm nghiệp mùn cưa vỏ trấu loại phế thứ liệu điển hình điều kiện Việt Nam Chính thế, việc nghiên cứu sử dụng vỏ trấu mùn cưa làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ván dăm tận dụng nguồn nguyên liệu dồi phong phú với trữ lượng lớn sinh hàng năm mà mang lại hiệu kinh tế lớn, giải việc làm tăng thu nhập cho nông dân, đồng thời giải tình trạng nhiễm mơi trường Sơn mài sản phẩm thủ công mỹ nghệ đặc trưng văn hoá Việt Nam Đây nguồn thu nhập quan trọng cho khu vực nông thôn, làng nghề khu vực đồng Bắc Bộ Trong số dạng sản phẩm từ sơn mài tranh sơn mài có vị trí quan trọng Hiện nay, nguồn nguyên liệu để sản xuất tranh sơn mài, ngồi gỗ tự nhiên ván dăm, ván sợi dần đưa vào sản xuất Với xu hướng xã hội ngày ưa chuộng sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, gần gũi thân thiện với người, hướng nghiên cứu tạo ván dăm từ nguồn nguyên liệu mùn cưa - vỏ trấu để làm cốt sơn mài hướng nghiên cứu mẻ, độc đáo cần quan tâm nghiên cứu phát triển 1.2 Khái niệm ván dăm công nghệ sản xuất 1.2.1 Khái niệm ván dăm Ván dăm loại ván hình thành cách trộn dăm (những phần tử nhỏ có hình dạng khác tách từ gỗ thực vật có cellulose khác) với keo chất phụ gia ép điều kiện áp suất và/hoặc nhiệt độ (TCVN 7751:2007)  Phân loại: ván dăm phân loại theo dạng sau: 1) Theo công nghệ sản xuất ván dăm: Ván dăm theo công nghệ ép phẳng, công nghệ ép trống, công nghệ đùn (đặc, rỗng) 2) Theo trạng thái bề mặt dăm: Ván dăm không đánh nhẵn, ván dăm đánh nhẵn, ván dăm phủ bề mặt chất phủ lỏng, ván dăm phủ mặt vật liệu khác (ván mỏng, giấy trang trí, mỏng trang trí ) 3) Theo hình dạng ván dăm: Ván dăm phẳng, ván dăm có bề mặt định hình ván dăm có cạnh định hình 4) Theo kích thước hình dạng dăm: Ván dăm vng, ván dăm dẹt, ván với loại dăm khác 5) Theo cấu trúc ván dăm: Ván dăm lớp, nhiều lớp, Ván dăm tiệm biến, ván dăm rỗng, ván dăm định hướng 6) Theo mục đích điều kiện sử dụng:  Ván dăm thông dụng  Ván dăm sử dụng nhà điều kiện khô  Ván dăm chịu tải sử dụng xây dựng: + Ở điều kiện khô; + Ở điều kiện ẩm  Ván dăm chuyên dụng: + Ván dăm chịu tải lớn; + Ván dăm chống sâu nấm; + Ván dăm chậm cháy; + Ván dăm tiêu âm; + Các loại ván dăm khác Ván dăm loại nguyên liệu sử dụng tương đối rộng rãi cơng trình cơng cộng, đồ dùng sinh hoạt thiết yếu người bàn, ghế, giường, tủ…cho đến khung tranh ảnh Vì thế, ván dăm đóng góp phần khơng nhỏ việc giảm bớt phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu gỗ tự nhiên, tận dụng tối đa việc sử dụng gỗ chế biến lâm sản Ván dăm dần vật liệu thay cho gỗ sản xuất đồ mộc sản xuất sản phẩm phục vụ cho sinh hoạt Vì vậy, nói ván dăm nói riêng ván nhân tạo nói chung giữ vai trị quan trọng đời sống sinh hoạt người Nó thể phát triển khoa học công nghệ quốc gia 1.2.2 Công nghệ sản xuất ván dăm Nguyên liệu Trộn keo Trải thảm Xử lý nguyên liệu Tạo dăm Sấy dăm Phân loại dăm Ép nhiệt Xử lý cuối Sản phẩm Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất ván dăm Nguyên liệu sản xuất ván dăm: Có dạng sau - Ngun liệu gỗ: Gồm gỗ trịn có đường kính nhỏ, gỗ rừng trồng mọc nhanh, gỗ không hợp quy cách sản phẩm số lĩnh vực chế biến gỗ như: sản xuất ván ghép thanh, ván dán, sản xuất đồ mộc, cưa xẻ… - Nguyên liệu có nguồn gốc từ nơng nghiệp như: Thân đay, bã mía, xơ dừa, rơm rạ, vỏ trấu… - Nguyên liệu gỗ như: Tre, lau, sậy… Xử lý nguyên liệu: Mục đích khâu loại bỏ tạp chất lẫn vào nguyên liệu (gỗ) đất cát, kim loại, vỏ Tạo dăm: Mục đích khâu tạo dăm gỗ cơng nghệ có kích thước phù hợp Nguồn nguyên liệu để sản xuất ván dăm từ gỗ (chiếm 90%, gồm gỗ trịn đường kính nhỏ, cành nhánh, bìa bắp, phế liệu xưởng chế biến gỗ) Sấy dăm: Sấy dăm cơng đoạn cần thiết dăm sau băm (tạo ra) có độ ẩm cao, khơng sấy ván dễ bị phồng rộp, phân lớp sau ép nhiệt mà kéo dài thời gian ép, giảm sản lượng Trộn keo: Mục đích cơng đoạn đưa lượng keo định, phân bố đồng bề mặt dăm Liên kết dăm - dăm liên kết dạng điểm keo (đinh keo) bề mặt dăm Trải thảm: Mục đích cơng đoạn tạo thảm dăm có tính đồng khối lượng thể tích (KLTT), kết cấu đối xứng (với lớp lõi), bề mặt mịn (không lộ dăm thô lớp mặt) tỷ lệ kết cấu phù hợp (tỷ lệ % lượng dăm lớp mặt (đã trộn keo) so với khối lượng thảm dăm) Ép nhiệt: Đây công đoạn quan trọng nhất, thiếu dây chuyền sản xuất ván dăm Khi ép nhiệt, thảm phôi ván tác dụng nhiệt độ áp suất, bị ép đến chiều dày quy định làm cho keo đóng rắn, cuối tạo ván dăm có KLTT chiều dày định Xử lý cuối: Mục đích làm nguội ván sau ép nhiệt, hạn chế cong vênh ván hút ẩm trở lại khơng hồn thiện sản phẩm (kích thước, chất lượng bề mặt) 1.3 Khái quát chung sản phẩm sơn mài 1.3.1 Khái niệm sơn mài Sơn mài coi chất liệu hội họa Việt Nam Đây tìm tịi phát triển kỹ thuật nghề sơn (nghề sơn ta) thủ công truyền thống Việt Nam thành kỹ thuật sơn mài riêng Sơn mài (tiếng Anh: lacquer) thường hiểu sang đồ dùng sơn mỹ nghệ Nhật Bản, Trung Quốc, sản phẩm sơn mài nét đặc trưng văn hóa người Việt Nam Tranh sơn mài sử dụng vật liệu màu truyền thống nghề sơn sơn then, sơn cánh gián làm chất kết dính, loại son, bạc thếp, vàng thếp, vỏ trai, v.v vẽ vóc màu đen Đầu thập niên 1930, họa sĩ Việt Nam học trường Mỹ thuật Đông Dương tìm tịi phát thêm vật liệu màu khác vỏ trứng, ốc, cật tre, v.v đặc biệt đưa kỹ thuật mài vào tạo nên kỹ thuật sơn mài độc sáng tác tranh sơn mài thực Thuật ngữ sơn mài tranh sơn mài xuất từ Tranh vẽ mài nhiều lần tới đạt hiệu mà họa sĩ mong muốn Sau đánh bóng tranh Ngày nay, việc kết hợp sơn mài nguyên liệu khác tạo nên đa dạng chủng loại thấm nước, không bị mối mọt, không phụ thuộc môi trường làm gỗ co ngót sử dụng phơi gốm, phơi MDF, phơi cốt tre tạo nhiều sản phẩm sơn mài độc đáo, dần khẳng định vị thương hiệu Sơn mài Việt Nam thị trường thủ công mỹ nghệ quốc tế Hình 1.2: Sản phẩm sơn mài Nhật Bản (Trái: Tebako (Thế kỷ 19) - Phải: Kosara) Hình 1.3: Sản phẩm sơn mài Nhật (Trái: Ogi - Phải: Suzuribako) 1.3.2 Nguyên liệu thô Một sản phẩm sơn mài kết tạo từ nguyên liệu sau: + Sơn: Được tạo từ sơn, dầu trẩu, dầu trám, nhựa thơng nhựa dó ... (2010): Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ mùn cưa đến chất lượng ván dăm hỗn hợp mùn cưa - vỏ trấu Kết nghiên cứu cho thấy, với đặc thù mùn cưa chủ yếu từ cưa vịng cưa đĩa tỷ lệ hỗn hợp mùn cưa hợp lý... cưa - vỏ trấu  Tạo số mẫu ván dăm hỗn hợp mùn cưa - vỏ trấu làm cốt sơn mài  Trên sở sản phẩm ván dăm chế độ ép tối ưu, tiến hành đánh giá chất lượng cốt sơn mài từ ván dăm mùn cưa - vỏ trấu. .. vi nghiên cứu 1.6.1 Đối tượng nghiên cứu Một số thông số công nghệ chủ yếu tạo cốt sơn mài từ nguyên liệu mùn cưa, vỏ trấu: Chế độ ép ván dăm hỗn hợp mùn cưa - vỏ trấu hợp lý 1.6.2 Phạm vi nghiên