tự nhiên
Hình 3.3. Sơ đồ ảnh hưởng các yếu tố đến chất lượng trang sức
a. Độ ẩm của vật liệu dán
Độ ẩm của ván nền không chỉ ảnh hưởng đến độ bền dán dính giữa ván lạng gỗ và ván nền, mà còn quan hệ đến vấn đề thấm keo bề mặt ván lạng. Độ ẩm của vật liệu dán quá cao ngoài ảnh hưởng đến tốc độ đa tụ của keo, ngăn cản quá trình đóng rắn của keo, làm giảm rõ rệt độ bền dán dính, còn dẫn đến thấm keo lớp mặt vật dán. Vì thế độ ẩm của vật liệu dán cao, độ nhớt của keo tất nhiên giảm xuống, từ đó làm tăng nhanh quá trình khuyết tán của dung dịch keo vào bên trong vật liệu dán, quá trình đóng rắn của keo chậm lại. Thường, độ ẩm của vật liệu dán từ 8-10% là tốt nhất, trường hợp vật dán có độ ẩm cao hơn thì không nên lớn hơn 12%. Độ ẩm của ván nền tốt nhất là từ
CHẤT LƯỢNG TRANG SỨC BỀ MẶT Các yếu tố về ván nền: - Độ ẩm ván nền. - Độ nhẵn bề mặt. - Sai số chiều dày.
Các yếu tố về keo dán: - Độ nhớt dung dịch keo - Lượng keo tráng - Tốc độ đóng rắn - Loại keo - Chất độn - Hàm lượng khô Các yếu tố về ván lạng: - Loại gỗ tạo ván lạng - Độ ẩm ván - Chiều thớ (độ nghiêng thớ) - Chiều dày ván
- Chất lượng gia công
Chế độ dán ép:
-Áp suất - Nhiệt độ - Thời gian
- Thời gian để ráo màng keo - Tốc độ gia lực
10-12%, sự chênh lệch độ ẩm giữa hai vật dán là ván nền và ván dán mặt không quá 2%.
Độ ẩm của ván ghép thanh làm ván nền trong luận văn là 12%, độ ẩm của ván lạng gỗ là 10% [6].
b. Lượng keo tráng
Để sản xuất ván sàn cần phải sử dụng một lượng rất lớn keo dán. Trên thế giới hiện nay, xu hướng sử dụng keo dán gỗ là sử dụng các loại keo dán không độc, thân thiện với môi trường đó là các loại keo có hàm lượng lượng fomaldehyde tự do thấp hoặc không phát thải fomaldehyde. Keo đáp ứng được yêu cầu này là các loại keo có nguồn gốc tự nhiên, keo gốc Isocyanate, keo PVAc. Trong từng trường hợp cụ thể, sử dụng keo gì, lượng keo sử dụng là bao nhiêu để vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm, vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
Lượng keo tráng ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính của ván lạng và khả năng thấm keo lớp mặt. Kinh nghiệm sản xuất cho thấy, lượng keo càng lớn, khả năng thấm keo lớp mặt cũng càng nghiêm trọng.
Khi lượng keo lớn, tráng keo không đều, khi ép nhiệt, phần dày của lớp keo chịu lực ép lớn, dễ tạo thấm keo lớp mặt. Lớp keo càng mỏng, tráng keo đều thì độ bền dán dính lớn, sự thấm keo lớp mặt giảm [21].
Hình 3.4 dưới đây là hình ảnh về keo thấm lên lớp ván mặt trang sức
Ván lớp mặt
Ván nền Màng keo
Do đó, khống chế lượng keo tráng và tráng keo đều là điều kiện chủ yếu để loại trừ khuyết tật thấm keo lớp mặt và nâng cao độ bền dán dính. Khi dùng ván lạng dày 0,2 - 0,4 mm để dán mặt ván nhân tạo, lượng keo tráng là 70 - 150 g/m2. Do ván nền là ván ghép thanh đã được đánh nhẵn bề mặt đảm bảo yêu cầu dán; ván dán mặt là ván lạng gỗ Sồi có chiều dày 0,2mm nên lượng keo tráng trong luận văn chúng tôi chọn lượng keo tráng cho lớp mặt ở ba mức độ khác nhau là 75 g/m2, 100 g/m2, 125 g/m2.
c. Độ nhớt dung dịch keo
Độ nhớt của dung dịch keo ảnh hưởng rất lớn đến độ bền dán dính giữa ván lạng và ván nền, đến khả năng thấm keo lớp mặt.
Khi độ nhớt keo lớn, để đạt lớp keo theo yêu cầu, cần tăng lượng keo dùng, làm cho keo tráng không được đều. Khi ép lớp keo dày sẽ chịu áp lực lớn và gây thấm keo lớp mặt. Nếu độ nhớt thấp, sẽ gây hiện tượng thẩm thấu keo lên lớp mặt và lớp keo sẽ thấm vào ván nền gây độ bền dán dính thấp. d. Tốc độ đóng rắn của dung dịch keo
Tốc độ đóng rắn của dung dịch keo cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Khi dùng loại keo đóng rắn nhanh, tỷ lệ thấm keo lớp mặt ít. Vì trong quá trình dán ép, quá trình phản ứng đóng rắn của keo đồng thời với quá trình thẩm thấu, khuyết tán của dung dịch keo. Cũng có nghĩa là tỷ lệ thấm keo lớp mặt dán do tốc độ đóng rắn và tốc độ thẩm thấu của dung dịch keo quyết định.
Khi sử dụng keo đóng rắn nhanh, dung dịch keo có thể đã được đóng rắn trước khi thấm đến bề mặt. Vì thế khả năng thấm keo lớp mặt nhỏ. Căn cứ vào đó, khi dùng ván lạng có chiều dày 0,2 - 0,5mm để dán ván nhân tạo, nên dùng keo đóng rắn nhanh. Thời gian sống của loại keo này tương đối ngắn, trong quá trình sử dụng phải thường xuyên quan sát trạng thái của dung dịch keo.
e. Áp suất ép
Đây là thông số nghiên cứu chính trong đề tài. Trong thực tế, tất cả các mối dán đều cần có áp lực ép. Nó chính là điều kiện cần khi dán ép các vật lại với nhau.
Theo nguyên lý dán dính, khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đồng đều màng keo lớn, thì áp suất ép là không đáng kể, thậm chí nếu độ nhẵn là tuyệt đối thì không cần đến áp suất ép. Nhưng trên thực tế sản xuất, do bản chất vật liệu gỗ cũng như điều kiện máy móc thiết bị, một bề mặt phẳng nhẵn tuyệt đối là không thể thực hiện được, do đó luôn cần phải có một áp suất ép nhất định. Khi bề mặt ván nền và ván phủ càng nhẵn, sai số chiều dày càng nhỏ, màng keo đều liên tục thì áp suất ép yêu cầu càng nhỏ.
Trong quá trình ép ván, áp suất ép đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự tiếp xúc cần thiết cho các bề mặt vật dán đồng thời làm ổn định kích thước ván và ảnh hưởng đáng kể tới chất lượng mối dán, áp suất ép hợp lý có tác dụng dàn trải màng keo đồng đều liên tục và loại bỏ được các túi khí, bọt khí trong mối dán, nếu áp suất ép quá cao sẽ làm cho keo dàn trải ra ngoài dẫn tới hiện tượng màng keo mất tính liên tục, lượng keo tráng không đảm bảo làm cho chất lượng mối dán không đạt yêu cầu. Áp suất ép quá cao còn gây ra ứng suất đàn hồi lớn có thể làm phá huỷ liên kết mối dán, ngoài ra áp suất ép lớn còn làm cho vật biến dạng và bị phá huỷ trong quá trình ép. Ngược lại nếu áp suất ép thấp sẽ làm cho ván ghép thanh và lớp mặt không tiếp xúc được với nhau, do vậy sẽ tồn tại giữa chúng các khoảng trống. Trong quá trình ép nhiệt, dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất ép, nên áp suất trong khoảng trống đó tăng lên gây nên hiện tượng nổ ván.
cho công nghệ sản xuất ván nhân tạo và trang sức phủ mặt bằng ván lạng, chúng ta có thể biểu diễn mối quan hệ này dưới dạng hàm số như sau:
P = f(x1, x2, x3,….xn) Trong đó: x1 - loại gỗ;
x2 - độ ẩm của vật dán;
x3 - chất lượng bề mặt vật dán; x4 - nhiệt độ ép;
x5 - loại keo và thông số kỹ thuật của keo;
xn - tỷ số giữa khối lượng thể tích sản phẩm và khối lượng thể tích của gỗ.
Mục đích của gia tăng áp suất cho phôi ván là làm cho gỗ - lớp keo - gỗ trong phôi ván kết hợp chặt chẽ. Keo thấm vào trong tế bào gỗ tạo điều kiện cần thiết cho dán dính.
Khi ép phôi ván, lực ép cũng ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc giữa các vật liệu, khối lượng thể tích của ván, đặc tính nén của phôi ván, chiều dày ván, năng lực truyền dẫn keo giữa chiều dày lớp keo và vật liệu. Áp suất ép liên quan đến loài cây, loại keo và khối lượng thể tích của sản phẩm. Tiếp xúc của vật liệu trong phôi ván ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính của ván. Từ giai đoạn đầu gia áp đến lực ép tăng dần đến giá trị cao nhất, tiếp xúc cũng tăng dần đến giá trị lớn nhất.
Hàm lượng keo có tác dụng quan trọng đến tiếp xúc của gỗ, khi hàm lượng keo thấp phải dùng lực ép cao mới có thể làm cho mặt tiếp xúc tiếp xúc tốt. Gỗ có khối lượng thể tích thấp nên dùng lực ép thấp. Tăng lực ép, cho dù có thể khe hở giữa gỗ nhỏ đi, nhưng cũng làm cho khối lượng thể tích của ván tăng.
Độ ẩm của phôi ván có ảnh hưởng đến lực ép lớn nhất do độ ẩm có ảnh hưởng đến tính dẻo của vật dán. Độ ẩm của phôi ván càng cao, lực ép yêu cầu
có thể nhỏ một chút. Lượng keo tăng lên, cũng có thể giảm giá trị lực ép lớn nhất. Lực ép tăng theo khối lượng thể tích của ván, nhưng không phải là quan hệ đường thẳng.
Do gỗ thuộc vật liệu tính đàn hồi, dưới tác dụng của ẩm nhiệt, gỗ dần dần bị nén, chiều dày của phôi ván giảm dần. Dưới tác dụng của lực ép giảm chiều dày của phôi ván gọi là nén tổng. Sau khi nhả áp phần nén có thể khôi phục gọi là nén tính đàn hồi. Ngoài ra một bộ phận gây ra biến dạng tính dẻo phần biến dạng không thể khôi phục gọi là nén dư. Sau khi nhả áp tỷ lệ giữa nén dư và chiều dày phôi ván, biểu thị bằng % gọi là tỷ suất nén.
f. Nhiệt độ ép
Nâng cao nhiệt độ ép có tác dụng rút ngắn thời gian ép và giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Khi nhiệt độ ép 100 - 1200C, tỷ lệ thấm keo lớp mặt giảm không rõ rệt. Tuy nhiên, khi nhiệt độ ép quá cao, tốc độ co rút của ván lạng lớn hơn tốc độ đóng rắn của keo, kết quả là các mối dán của ván lạng, đặc biệt là ván lạng loại mỏng sẽ tách ra, lớp keo giòn, ảnh hưởng đến chất lượng dán. Có rất nhiều người cho rằng, nhiệt độ ép đạt 900C đã thu được độ bền dán dính tương đối cao. Nhưng thời gian ép dài, lại tăng khả năng thấm keo lớp mặt. Dán mặt ván nhân tạo bằng ván lạng gỗ nên chọn nhiệt độ 100 - 1500C.
Đề tài sử dụng phương pháp ép nguội, nhiệt độ ép là nhiệt độ môi trường (khoảng 30oC)
g. Làm se lớp keo trước
Làm se lớp keo trước chỉ quá trình xử lý chờ sau khi vật liệu dán mặt được tráng keo. Như vậy, có thể giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt vật dán. Thời gian chờ, tức là thời gian làm se trước từ sau khi vật liệu dán đã được tráng keo đến trước khi ép nhiệt chủ yếu do loại keo quyết định. Thời gian chờ quá dài, có thể bộ phận keo đã đóng rắn, là giảm độ bền dán dính. Xử lý chờ chia
Khi xử lý chờ ở nhiệt độ thường (18 - 200C), tổng thời gian từ sau khi pha chế keo đến trước khi ép nhiệt không quá 60 - 70% thời gian sống của keo là thích hợp. Trong phạm vi cho phép, thời gian chờ dài sẽ giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Có hai nguyên nhân chủ yếu: Một là thời gian do keo và chất đóng rắn tiếp xúc lâu làm tăng tốc độ đóng rắn của dung dịch keo; Hai là do nước bay hơi và nước thẩm thấu vào bên trong vật liệu dán làm lượng nước trong keo giảm, gây tăng độ nhớt của dung dịch keo. Sử dụng công nghệ làm se keo trước là giải pháp có kết quả để giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt.
Để tăng nhanh quá trình dán mặt bằng ván lạng loại mỏng mà không tạo thành khuyết tật thấm keo, ván nền có thể gia nhiệt đến 60 - 650C, sau đó tráng keo, trong 10 phút phải xếp phôi xong.
Thời gian làm se lớp keo trước khi ép trong luận văn là 10 phút. h. Chất độn
Cho chất độn vào dung dịch keo có thể làm cho lớp keo tăng tính đàn hồi. Hiện nay chất độn có làm giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt hay không còn có nhiều quan điểm chưa thống nhất. Có quan điểm cho rằng, cho chất độn vào dung dịch keo (ví dụ cho 20% bột mì) có thể giảm tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Quan điểm khác lại cho rằng, cho chất độn không phải là giải pháp có hiệu quả để đề phòng hiện tượng thấm keo lớp mặt. Nguyên nhân là cho chất độn vào sẽ làm tăng độ nhớt của dung dịch keo và dẫn đến phải tăng lượng keo tráng. Kết quả là lại tăng tỷ lệ thấm keo lớp mặt.
i. Chiều dày ván lạng
Chiều dày ván lạng ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thấm keo lớp mặt. Thực tiễn cho thấy, khi dán ván lạng, khả năng thấm keo lớp mặt tăng lên theo hướng chiều dày của ván lạng giảm đi. Quan hệ giữa khả năng thấm keo lớp mặt và chiều dày ván lạng (keo U-F) như bảng 3.1
Bảng 3.1. Quan hệ giữa tỷ lệ thấm keo và chiều dày ván lạng
Chiều dày ván lạng (mm) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Tỷ lệ thấm keo (%) 60 – 75 50 - 55 25 – 40 15 - 20 10 - 12 Ghi chú: sau khi tráng keo không để ráo mà xếp phôi ngay
Nếu lớp keo để ráo trước khi dùng ván lạng có chiều dày 0,4 mm dán lên ván dăm, không những cho độ bền mối dán cao, mà bề mặt không có khuyết tật thấm keo.
j. Loại gỗ tạo ván lạng
Loại gỗ cũng có ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo lớp mặt. Cấu tạo gỗ khác nhau, gỗ sớm và gỗ muộn đều ảnh hưởng đến tỷ lệ thấm keo.
Kết quả thí nghiệm dùng ván lạng gỗ, cho thấy bất kỳ loại gỗ nào, tính thấm khí càng lớn thì tỷ lệ thấm keo lớp mặt càng lớn. Ở phần gỗ sớm, gỗ muộn, khuyết tật thấm keo xuất hiện đầu tiên ở phần gỗ sớm, vì tính thấm khí của phần gỗ sớm lớn hơn phần gỗ muộn rất nhiều.
Đối với ván nền, khối lượng thể tích ván càng lớn, lớp dán mặt càng có các khuyết tật thấm keo.
Trước khi dán tiến hành xử lý phun nước lên bề mặt ván lạng với lượng 50g/m2. Vì nước được quét lên bề mặt ván lạng, khi tiếp xúc bàn ép nhiệt nước thành hơi nước và hình thành áp suất dư giữa bề mặt ván lạng và bàn ép và ngăn cản hiện tượng thấm keo lớp mặt. Ngoài ra hiệu ứng này cũng tăng nhiệt độ lớp keo và rút ngắn thời gian ép nhiệt, nâng cao hiệu suất máy ép.
Độ ẩm của ván lạng là 1 trong những yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Nếu độ ẩm cao dẫn đến giảm nồng độ của keo, do đó tạo thành màng keo không liên tục và kéo dài thời gian đóng rắn của keo. Hơn nữa nếu độ ẩm ván cao thì ván lạng có thể bị co rút và bong ra khỏi ván nền do nước bốc hơi
nồng độ keo làm keo khó dàn trải, khả năng truyền nhiệt vào trong kém, khả năng dẻo hóa gỗ kém làm tiếp xúc khó, chất lượng mối dán bị ảnh hưởng.
Thực tiễn cho thấy độ ẩm thích hợp cho trang sức bề mặt từ 8% - 10% Chiều thớ của ván lạng (độ nghiêng thớ): mặt cắt của ván so với chiều thớ gỗ có ảnh hưởng tới độ thấm keo vào trong ván. Với giả thiết tất cả các lỗ hổng trên mặt ván đều được lấp đầy bằng dung dịch keo, người ta xác định độ thấm keo vào ván theo công thức:
y = sinα.X
Trong đó: y là độ thấm trung bình lớn nhất của keo α là góc nghiêng của thớ gỗ