Luận văn
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt
độ ép tới chất lượng ván LVL sản
xuất từ gỗ Keo lai với chiều dày ván
mỏng là 2mm
LỜI NÓI ĐẦU
Đứng trên sự phát triển không ngừng của con người về khoa học kỹ thuật,
kinh tế, dân số… thì rừng ngày càng bị suy thoái cả về số lượng và chất lượng.
Rừng nguyên sinh ngày một thu hẹp, rừng trồng phát triển chưa được như mong
muốn mà nhu cầu sử dụng gỗ và các sản phẩm từ gỗ ngày càng cao. Một vấn đề
cấp bách đặt ra là làm sao tìm được nguồn nguyên liệu thay thế gỗ tự nhiên.
Công nghệ sản xuất ván nhân tạo là một trong những lĩnh vực tiêu biểu
cho việc sử dụng nguyên liệu thay thế gỗ tự nhiên bằng nguồn nguyên liệu gỗ
phế liệu từ gỗ, tre nứa, song mây, và các phế phẩm nông nghiệp. Sự phát hiện
loại hình sản phẩm ván LVL là rất kịp thời, qua các kết quả khảo sát điều tra
nghiên cứu, thu thập thông tin trong và ngoài nước cho thấy, sản phẩm LVL ra
đời trên cơ sở sản xuất ván dán nó được sử dụng làm các chi tiết chịu lực trong
xây dựng và trong sản xuất đồ mộc, với mục dích thay thế gỗ tự nhiên.
Chính vì vậy, công nghệ sản xuất ván LVL phát triển, được nhiều cơ quan tổ
chức quan tâm.
Được sự đồng ý của nhà trường, khoa Chế Biến Lâm Sản và được sự
hướng dẫn của thầy giáo: Phan Duy Hưng. Tôi đi sâu vào nghiên cứu một trong
những thông số công nghệ để sản xuất ván LVL với đề tài: Nghiên cứu sự ảnh
hưởng của nhiệt độ ép tới chất lượng ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều
dày ván mỏng là 2mm”.
Do thời gian và trình độ của bản thân có hạn nên đề tài không tránh được
những thiếu sót. Vậy kính mong các thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý để đề
tài hoàn thiện hơn.

Ngay nay có 2 dây truyền lớn sản xuất LVL với sản lượng sản xuất ra là
60000 m
3
/1 dây truyền trong năm, trong đó 75 – 80% xuất khẩu, thị trường chính
tiêu thụ loại hình sản phẩm này là Chung Âu .
- Lượng tiêu hao nguyên liệu vào khoảng 2,7 m
3
gỗ/1m
3
sản phẩm. Gỗ tròn
bóc vỏ sau đó sử lý trong nước với nhiệt độ xử lý đã định rồi để nguội trong một
thời gian nhất định đến khi nhiệt độ gỗ bằng 30
0
C sau đó tiến hành bóc gỗ.
Nguyên liệu dùng sản xuất LVL ở Mỹ có:
NL
= 300  600 Kg/m
3
.
Kết quả của công trình nghiên cứu sản xuất ván LVL từ gỗ Keo tai tượng và gỗ
Cao su bằng các loại chất kết dính khác nhau được trình bày trong tài liệu [5]
cho thấy:
Các loại ván LVL được sản xuất ở các nhà máy ván dán thông thường, các
tấm ván mỏng ướt được sấy đến MC < 6% trên máy sấy ván mỏng ở nhiệt độ sấy
là T = 150  170
0
C. Có ba loại keo sử dụng làm chất kết dính là: MUF, PF, UF.
Đối với keo UF và PF được dùng theo công thức thông thường trong sản xuất
ván dán thông dụng trong khi đó với loaị keo MUF được dùng cho loại ván LVL
đặc biệt.

lớn đang dần cạn kiệt. Như chúng ta đã biết gỗ yêu cầu trong xây dựng ngày một
tăng điều này dẫn đến những ý tưởng nghiên cứu và sản xuất LVL trong nước
cần được đề cập đến. Hiện nay trong nước đã và đang có những công trình
nghiên cứu về ván LVL của các sinh viên Trường Đại Học LN với mục đích có
thể đi vào sản xuất từ các loại nguyên liệu như:
- Bồ đề : ( ……. … )
- Trám trắng: (Canarium album )
- Keo lai : ( Acacia mangium  auriculiformis).
Riêng với cây Keo Lai thì đây là một sự phát hiện mới về nguyên liệu ở
nhưng khu rừng hỗn giao giữa Keo Tai Tượng và Keo Lá Tràm ở một số nơi
như:
Ở trong nước:( Hà Tây, Hoà Bình, Sơn La, Phú Thọ, Tuyên Quang,Vĩnh
Phúc,Thái Nguyên, Quảng Trị, Bình Định ).
Ở ngoài nước:( Malaysia, Úc )
Đặc điểm của cây Keo Lai cho thấy là: thế hệ lai F
1
có tính chất tốt kết
hợp được của hai cây bố và cây mẹ, còn thế hệ lai F
2
bi thoái hoá khi lai tự nhiên
cho nên người ta đã tiến hành lai nhân tạo giữa hai giống cây keo lá tràm và cây
keo Tai Tượng để tạo ra giống Keo Lai, người ta chỉ sử dụng thế hệ lai F
1
vào
sản xuất ván nhân tạo, và đặc biệt sử dụng vào nghiên cứu và sản xuất ván LVL.
Đây có thể gọi là bước đầu nghiên cứu mở ra tầm phát triển quan trọng của
ngành ván nhân tạo trong nước. Hiện nay đang có một số công trình nghiên cứu
để sản xuất ván LVL của các đồng nghiệp có thể kể đến như:
1/ Lê Công Nam - “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian ép tới tính chất của
ván LVL sản xuất từ cây gỗ Keo Lai với cấp chiều dày ván mỏng là 2 mm”.

Đề tài lựa chọn yếu tố nhiệt độ ép là thông số khảo sát với 3 cấp nhiệt độ
là 110
0
C, 120
0
C, 130
0
C.
4. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm.

Chương 2

Tính ch
ất

Tr
ị số

Đơn v
ị

Tỷ lệ cenlulose
49

51
%
T
ỷ lệ co rút

Dọc thớ
Xuyên tâm
Tiếp tuyến

0,59
3,73
7,61

%
%
%
T
ỷ lệ d



KD
: 104,84
MPa
Cường độ kéo ngang thớ


KNXT
: 3,83

KNTT
: 3,66
MPa
MPa
Ứng suất tách


TXT
: 1,22

TT
: 1,50
MPa
MPa
Đ
ộ cứ
ng t
ĩnh


khó khăn. Nếu  quá lớn sẽ làm ảnh hưởng nhiều đến quá trình tạo ván mỏng,
chất lượng ván mỏng giảm đặc biệt là sai số chiều dầy và độ nhấp nhô bề mặt
lớn dẫn đến việc lựa chọn áp suất là khó khăn, chất lượng sản phẩm không đảm
bảo đặc biệt là  của sản phẩm không đều dẫn đến các tính chất của ván bị ảnh
hưởng theo xu hướng giảm chất lượng.
Khi sử dụng gỗ có  quá nhỏ để sản xuất thì yếu tố đầu tiên phải kể đến là
 sản phẩm. Điều này khồg thể tránh khỏi là tiêu hao nguyên liệu và nghiêm
trọng hơn là quá trính ép ván, nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyền nhiệt
từ mặt bàn ép tới màng keo trong cùng của ván. Vì khi  gỗ quá nhỏ dấn đến khả
năng chuyền nhiệt của gỗ kém, khi đó nhiệt ép phải giảm và thời gian ép quá dài
để đảm bảo cho màng keo trong cùng đóng rắn mà màng keo ngoài cùng không
bị phá huỷ và bề mặt sản phẩm không bị cacbon. Nếu khắc phục nhược điểm này
bằng cách tăng độ ẩm cho ván mỏng thì nó hoàn toàn trái ngược khi sản xuất ván
LVL vì yêu cầu của ván mỏng là chiều dầy lớn, độ ẩm < 6% và chiều dầy sản
phẩm lớn. Ngoài yếu tố  của gỗ và cần phải xét đến tổ thành hoá học của gỗ. Đó
chính là các chất chiết suất có trong gỗ, đối với loại gỗ có nhiều chất chiết suất,
trong quá trình ép chúng sẽ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến quá
trình truyền nhiệt đồng thời làm cho màng keo đóng rắn không đều làm giảm
chất lượng sản phẩm.

1.2.2. Ảnh hưởng của ván mỏng.
Chất lượng ván mỏng có ảnh hưởng rất lớn đối với công nghệ ép và chất
lượng sản phẩm, nó thể hiện qua các thông số:
- Chiều sâu vết nứt
- Sai số chiều dầy
- Số lượng mắt
- Độ ẩm ván mỏng
 Chiều sâu vết nứt
Như chúng ta đã biết khi chiều sâu vết nứt lớn sẽ làm cho lượng keo tráng
tiêu hao lớn để lấp đầy các lỗ hổng, theo thuyết dán dính thì màng keo càng

 Ảnh hưởng của độ ẩm ván mỏng tới công nghệ ép và chất lượng sản
phẩm.
Đối với công nghệ sản xuất ván LVL thì khâu sấy để độ ẩm của ván mỏng
đạt MC < 6% ở nhiệt độ 150 – 170
0
C là rất khó khăn. Quy trình sản xuất ván
LVL thành công hay không phụ thuộc rất lớn vào độ ẩm của ván mỏng sau khi
sấy vì một trong những nguyên nhân dẫn tới ván LVL bị nổ là do độ ẩm ván
mỏng quá cao.
Trong sản xuất ván LVL ván mỏng có yêu cầu MC < 6% bởi vì trong quá
trình tráng keo, MC của ván mỏng tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu và
khuyếch tán của keo dễ dàng, còn khi ép nhiệt MC đóng vai trò là yếu tố trung
gian dẫn truyền nhiệt từ mặt bàn ép vào tới màng keo trong cùng thực hiện quá
trình đóng rắn cho màng keo là nhanh nhất. Tuy nhiên nếu độ ẩm của ván mỏng
quá thấp hoặc quá cao đều ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm, khi mà MC của
ván mỏng thấp thì khi tráng keo nó sẽ hút hết dung môi của keo dẫn tới màng
keo dàn trải không đều, điều đó làm cho chất lượng mối dán không đều và chất
lượng sản phẩm thấp. Nếu độ ẩm của ván mỏng quá cao làm cho lượng keo tráng
thấm vào ít, và chủ yếu mằm trên mặt ván dẫn tới khi ép ván keo dễ bị tràn ra
ngoài khiến cho lượng keo cần thiết trong màng keo bị hao hụt dẫn đến chất
lượng sản phẩm kém. Đồng thời khi độ ẩm ván mỏng quá cao sẽ gây ra hiện
tượng nổ ván khi mở khoang máy ép. Lý do là khi MC ván mỏng cao, trong quá
trình ép sẽ làm dư lượng nước trong ván lớn, tại thời điểm nhiệt độ ép cao truyền
vào tới màng keo trong cùng để màng keo trong cùng đóng rắn thì tại thời điểm
đó nhiệt độ cũng sẽ đủ làm cho lượng nước bay hơi tạo ra túi khí, áp suất hơi
nước và các phần tử keo sẽ bị hơi nước đẩy đi dẫn tới hiện tượng keo bị tràn ra
ngoài và nguy hiểm hơn là có những chỗ trong tấm ván không có keo mà chỉ có
hơi nước thậm chí là nước cho nên tại những chỗ như vậy thì hai mặt tấm ván
mỏng tiếp xúc nhau trong cùng một mặt tấm ván không có sự liên kết dẫn tới sự
nổ ván.

Phương pháp dán ép nguội thường được sử dụng trong sản xuất với quy
mô nhỏ, thông thường nó chỉ dán ép các chi tiết nhỏ trong sản xuất đồ mộc. Hầu
như không sử dụng chất kết dính dán ép nguội vào sản xuất ván dán nói chung vì
năng suất không cao. Do vậy, ta không pha chất kết dính theo phương pháp này.
 Pha chất kết dính dán ép nóng
Tính toán lượng nước, lượng nước này phụ thuộc vào tỷ lệ khô ban đầu
của nhựa và tỷ lệ khô của dung dịch chất kiết dính định pha chế.
Nó được xác định theo công thức. Trong đó:
m
v
: Lượng nước cần dùng [Kg]
m
n
: Lượng nhựa cần pha [ Kg]
k
1
: Tỷ lệ khô của nhựa [ % ]
k
2
: Tỷ lệ khô của chất kết dính [ % ]
Lượng chất đóng rắn thường dùng từ (0,5 – 1,5)% so với lượng chất kết
dính, nó phụ thuộc vào bản chất của chất đóng rắn, phụ thuộc vào độ pH ban đầu
của chất kết dính và phụ thuộc vào nhiệt độ dán ép cũng như phương pháp bôi,
tráng chất kết dịnh lên bề mặt vất dán. Chất kết dính U- F người ta dùng NH
4
Cl
làm chất đóng rắn và được chọn theo độ pH ban đầu của chất kết dính theo bản

v

=

m
n

( k
1

–

k
2
)

k
2

[Kg]

Nguyên liệu Lượng chất độn cho vào keo phụ thuộc vào bản thân của chất
kết dính, mục đích dán ép, vật dán và bản thân chất độn, thông thường khi sử
dụng chất độn là tinh bột (bột mì, bột gỗ…) thì dùng với một lượng nước là (10
 30)% so với lượng chất kết dính. Quy trình pha như sau:
- Cho lượng chất độn vào 1/2 lượng nước đã tính toán rồi khuấy đều.
- Cho 1/2 lượng nước còn lại vào nhựa rồi khuấy đều.
- Trộn lượng chất độn đã hoà tan trong nước vào lượng nhựa đã hoà tan
trong 1/2 lượng nước còn lại rồi cho lượng chất đóng rắn đã hoà tan ở nồng
độ 20% vào, khuấy đều lên ta sẽ được một lượng chất kết dính như đã tính

thấm ướt và dàn trải đều lên bề mặt vật dán khiến cho màng chất kết dính không
liên tục làm giảm chất lượng mối dán. Khi độ nhớt của chất kết dính thấp chứng
tỏ mức độ trùng ngưng của chất kết dính thấp sẽ làm cho chất lượng dán dính
thấp, khi ép keo có thể bị tràn ra ngoài làm cho chất lượng mối dán không đảm
bảo.

2.2.3. Hàm lượng khô của chất kết dính
Trong sản xuất ván dán nói chung, hàm lượng khô của chất kết dính
thường từ khoảng (50  65)% để thuận lợi cho quá trình tráng keo lên bề mặt ván
mỏng. Cũng như vậy đối với ván LVL, việc lựa chọn chất kết dính U-F mục đích
sản xuất ra sản phẩm thay thế cho gỗ xẻ và làm các chi tiết chịu lực trong sản
xuất đồ mộc. Tuy nhiên sự ảnh hưởng về hàm lượng khô của chất kết dính tới
sản phẩm LVL. Nếu hàm lượng khô quá lớn, màng keo dàn trải không đều dẫn
đế chất lượng mối dán giảm. Ngược lại khi hàm lượng khô quá thấp sẽ dẫn đến
khi tráng keo độ ẩm ván mỏng tăng lượng keo thấm vào gỗ ít, khi ép keo dễ bị
nước đẩy tràn ra ngoài mặt bàn ép làm cho chất lượng mối dán kém. Vì vậy khi
sử dụng chất kết dính U-F ta phải điều chỉnh hàm lượng khô của chất kết dính
sao cho phù hợp với yêu cầu của MC ván mỏng trong sản xuất LVL.
2.2.4. Độ pH của chất kết dính
Độ axít, bazơ của chất kết dính là một trong những đại lượng đặc trưng
cho tính chất hoá học của chất kết dịnh. Yếu tố này nó ảnh hưởng trực tiếp tới
khả năng dán ép và độ bền của mối dán.
Nếu độ pH của chất kết dính quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ tăng nhanh quá trình
lão hoá của dung dịch, rất khó khăn trong quá trình khống chế các điều kiện dán
dính, thậm chí nó có thể phá huỷ các liên kết trên bề mặt vật dán và đặc biệt đối
với gỗ có thành phần Xenluloza rất dễ bị phân huỷ do độ axít hoặc bazơ quá lớn
của chất kết dính. Vì vậy khi sử dụng chất kết dính sản xuất LVL ta phải điều
chỉnh hoặc kiểm tra độ pH của dung dịch thích hợp với loại vật dán khác nhau.
2.2.5. Thời gian gel hoá chất kết dính
Thời gian gel hoá là khoảng thời gian các phân tử keo bắt đầu có sự

với phương pháp xử lý nhiệt bằng hơi nước nó có những vấn đề đáng lo ngại như
sau.
- áp suất nồi hơi là vấn đề rất lo ngại cho nhà sản xuất về sự an toàn và chi phí
nhất là đối với sản xuất nhỏ.
- Không loại bỏ được các chất như: nhựa, chất chiết suất, chất khoáng và các
chất vô cơ khác, mà các chât này nó lại ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình đóng
rắn của keo, gây cản trở quá trình đóng rắn của keo. Tuy nhiên, đối với phương
pháp này nó không làm biến mầu của gỗ.
Đối với phương pháp: xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ được chìm trong nước
nóng) có nhiều thuận lợi hơn như:
- Gảm giá thành chi phí công nghệ.
- đảm bảo được yêu cầu của gỗ sau khi xử lý.
- Loại bỏ được các chất cac chiết suất và các chất gây ảnh hưởng tới quá
trình đóng rắn của keo. Nhưng ở phương pháp này nó làm biến mầu
của gỗ, tuy nhiên so với phương pháp trên thì phương pháp này có
nhiều thuận lợi hơn.
Vì vậy đề tài đã lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt trực tiếp(gỗ được ngập
chìm trong nước nóng) để xử lý nhiệt trong gỗ
3.2. Bóc ván mỏng.
Đề tài đã lựa chọn máy bóc gỗ phân xưởng Trung Tâm Chuyển Giao Công
Nghiệp Công Nghệ Rừng – Trường Đại Học Lâm Nghiệp làm công cụ sản xuất
ván mỏng.
 Khái niệm về bóc ván mỏng:
Bóc gỗ là một dạng cắt gọt chuyên dùng, phôi là khúc gỗ tròn, chuyển
động quay tròn tại chỗ quanh tâm của nó tạo ra tốc độ cắt gọt. Dao bóc đồng thời
thực hiện 2 chuyển động: chuyển động tự quay quanh mũi dao bóc và chuyển
động tịnh tiến theo phương vuông góc với trục tâm quay của phôi trong mặt
phẳng nằm ngang.
Phôi là thành phẩm, được tạo ra liên tiếp. Tổng chiều dài phoi bằng chiều
dài quỹ đạo của dao trên phôi, chiều rộng của phôi bằng chiều dài khúc gỗ chiều


[m/phút]

- Tốc độ cắt: Trong đó:
D
1
,D
2
: Đường kính khúc gỗ trước và sau khi bóc (mm).
- Tốc độ cắt tức thời: R
i
: Là bán kính khúc gỗ tại tọa độ mà ta sét.
Trong quá trình bóc ván mỏng, do quan hệ động học giữa dao bóc và
gỗhoặc do lắp đặt dao bóc à thước nén không chính xác thường tạo ra các tấm
ván mỏng có chiều dày không đều tại một vị trí tiết diện nào đó của tấm ván. Để
hạn chế được khuyết tật của ván mỏng,Người ta đã nghieen cứu bàng thực
nghiệm và đưa ra được các phương án ssiều chỉnh các thông số trong mối quan
hệ giữa gỗ,dao bóc và thước nén
-Góc sau : (Giáo sư:KY KOB đã xác định trị số góc sau phụ thuộc vào
đường kính gỗ như sau:
d < 300(mm)
=0
0
30


0,13

0,2
-

0,25

0,3
-

0,38

0,4
-

0,5

V
TB

=

n.

.(D
1
– D
2
)

t
thích hợp là.
= 5
0
- 7
0

- Nhiệt đọ bóc gỗ:
T
0
= (7S + 20)K
t
[
0
C ]
3.3. Sấy ván mỏng.
3.3.1 . Mục đích - yêu cầu.
 Mục đích của sấy ván mỏng.
Nhằm làm giảm của ván tới độ ẩm phù hợp với yêu cầu công nghệ.Trị số
độ ẩm cuối cùng của ván phụ thuộc vào mục đích sử dụng ván dán nói chung và
ván LVL nói riêng ;loại keo sử dụng ,loại gỗ Với loại ván dán thông thường
hiện nay người ta sấy ván tới độ ẩm cuối cùng bằng (7 - 12)% .Riêng với ván
LVL yêu cầu MC
vm
<6% thậm chí có thể bằng 5%
 Yêu cầu của công đoạn sấy ván mỏng.
+ Phù hợp với năng suất của ván ép nhiệt.
+ Hạn chế tới mức thấp nhất hiện tượng rách ván trong quá trình sấy.
K : hệ số giai đoạn sấy 2: 1/phút
3.4. Phương pháp ép.
Tuỳ theo cách phân loại mà người ta có thể chai ra thành nhiều phương
pháp ép khác nhau.
3.4.1. Theo thông số chế tộ ép ta có 3 phương pháp ép.

s
= [
VsW
đ

30

+

K

W
c
30

2,3

lg

] K


C.
- Áp suất ép: áp suất ép phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng thể tích của sản
phẩm, ngoài yếu tố đó ra nó cò phụ thuộc vào một số yếu tố khác như: loại gỗ,
độ nhẵn bề mặt của ván mỏng, sai số chiều dầy của ván mỏng… thông thường
người ta sử dụng áp suất ép trong khoảng
P
ÉP
: (14 – 18)KGf/cm
2
.
Chúng tôi thấy rằng với phương pháp này rất phù hợp cho quá trình
nghiên cứu sản xuất LVL trong điều kiện công nghệ và cơ sở vật chất hiện tại.
Vì vậy, đề tài đã đi vào nghiên cứu và sản xuất LVL từ phương pháp ép nhiệt
này.
3.4.2. Các phương pháp ép khác.
Phương pháp ép cao tần.
- Phương pháp ép một bước.
- Phương pháp ép nhiều bước.
Các phương pháp này đều đựoc sử dụng trên thế giới.
 Phương pháp ép cao tần.
Phương pháp ép này, nó chỉ phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất
hiện đại. Trên thế giới ở các nước phát triển mạnh về công nghiệp ván nhân tao
đã đi vào sản xuất băng phương pháp này, bên cạnh đó người ta có thể kết hợp
phương pháp ép một bước hoặc nhiều bước với phương pháp ép cao tần, còn đối
với tình hình trong nước hiện nay phương pháp này có thể nói là rất mới mẻ,
chưa có dây chuyền sản xuất ván nhân tạo nào sản xuất bằng phương pháp ép
này. Do vậy đề tài không đề cập lựa chọn phương pháp này trong quá trình
nghiên cứu.
 Phương pháp ép một bước.