1

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TÊN ĐỀ TÀI :
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH
DẠNG FINGER JOINT
TỪ GỖ MỠ (MANGLIETIA GLAUCA ANET)
2
ĐẶT VẤN ĐỀ

Những năm gần đây ở nước ta do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, sự gia
tăng không ngừng của dân số, mức độ đô thị hoá ngày càng cao làm tăng nhanh nhu
cầu về gỗ.Trong khi đó, diện tích rừng tự nhiên đang bị thu hẹp dần, trữ lượng gỗ
ngày càng giảm. Ngành công nghiệp Chế biến Lâm sản đứng trước thực trạng bị
thiếu nguyên liệu trầm trọng. Vì vậy, việc chuyển đổi sang sử dụng gỗ mọc nhanh
rừng trồng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất cộng với việc sử dụng gỗ hợp lí
và có hiệu quả là một trong những vấn đề được quan tâm hiện nay trong chế biến
gỗ. Các hướng nghiên cứu phục vụ mục đích này là tìm kiếm nguồn nguyên liệu,
tìm kiếm loại sản phẩm mới cũng như nâng cao, đổi mới công nghệ, thiết bị để cho
ra sản phẩm mới phù hợp với yêu cầu sử dụng.
Để thực hiện thành công mục tiêu chiến lược phát triển của ngành đến năm 2010
phấn đấu đạt 1 triệu m
3
ván nhân tạo [10], ngay từ bây giờ chúng ta phải sử dụng 4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN

1.1 Lịch sử quá trình nghiên cứu
Ván ghép thanh là một loại hình sản phẩm ván nhân tạo, nó xuất hiện từ tất sớm
nhưng nó chỉ được phát triển mạnh sau năm 1970. Khu vực có khối lượng lớn nhất
là Châu Âu, tiếp theo là Châu Mỹ, ở Châu Á thì Nhật Bản là nước sản xuất ván
ghép thanh nhiều nhất sau đó đến Hàn Quốc, Inđônêxia.
Ở Việt Nam ngành công nghệ sản xuất ván nhân tạo vói chung và ván ghép thanh
nói riêng tuy đã được quan tâm, nhưng sản xuất vẫn còn ở quy mô nhỏ. Để có được
những cơ sở khoa học đưa vào sản xuất, nhằm nâng cao năng xuất và chất lượng
sản phẩm, từ đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nước ngoài và trong nước.
Góp phần vào việc nghiên cứu, trường Đại học Lâm nghiệp đã có rất nhiều đề tài
nghiên cứu về ván nhân tạo, trong đó có một số lượng không nhỏ các đề tài nghiên
cứu về công nghệ sản xuất ván ghép thanh ví dụ : các đề tài nghiên cứu về công
nghệ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ Bồ Đề, từ gỗ Keo Lá Tràm, từ gỗ Bạch Đàn,
Thông Trắng… Hơn nữa còn rất nhiều đề tài chuyên nghiên cứu một cách cụ thể
những yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới quá trình sản xuất ván ghép thanh như : Bề
rộng thanh ảnh hưởng tới cường độ ván, lượng keo ảnh hưởng tới cường độ ván…
Sự ảnh hưởng của các chất bảo quản tới cường độ ván, tới khả năng trang sức
ván…
1.2 Nguyên liệu và sản phẩm trong sản xuất ván ghép thanh
1.2.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh, chủ yếu là việc tận dụng từ các loại gỗ
phi tiêu chuẩn như bìa bắp của phân xưởng xẻ, lõi gỗ bóc, gỗ có đường kính nhỏ và

Hiện nay loại hình sản phẩm ván ghép thanh không dán phủ bề mặt sản xuất ít
hơn các loại hình sản phẩm ván ghép thanh khác bởi vì do yêu cầu chất lượng bề
mặt thanh ghép nên tỉ lệ lợi dụng không cao, xu hướng trong những năm tới ván
ghép thanh không dán phủ bề mặt mà chủ yếu là dạng ghép ngón (Finger joint) sẽ
rất được phát triển.

6

b. Ván ghép thanh khung rỗng
Là loại sản phẩm thu được bằng cách dán ép các tấm ván mỏng hoặc tấm ván dán
có chiều dày nhỏ lên các khung gỗ rỗng, với sự tham gia của chất kết dính trong
những điều kiện nhất định. Do đặc điểm cấu tạo nên sản phẩm thường có chiều dày
lớn, khối lượng thể tích nhỏ, độ bền uốn tĩnh không cao đặc biệt khi chịu lực ở dạng
tấm phẳng. Ở các nước phát triển ván ghép thanh khung rỗng thường được sử dụng
chủ yếu để làm cửa, vách ngăn ở dạng định hình, vì ngoài ưu điểm khối lượng thể
tích nhỏ nó còn có khả năng cách nhiệt và cách âm tốt. Để tăng khả năng cách
nhiệt, cách âm phần rỗng bên trong ván có thể cho thêm mùn cưa, phoi bào, các vật
liệu xốp khác.
Với việc sản xuất đơn giản không kén chọn về nhiên liệu, sản phẩm thường được
ứng dụng rộng rãi trong xây dựng.Ván ghép thanh khung rỗng đang được sản xuất
với khối lượng lớn ở các nước phát triển và sẽ là loại hình sản phẩm phổ biến ở các
nước đang phát triển cũng như ở Việt Nam trong tương lai không xa.
c. Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt
Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt là loại sản phẩm thu được bằng cách dán ép
các tấm ván mỏng lên cả hai mặt của tấm gỗ ghép (ván lõi) với sự tham gia của chất
kết dính trong những điều kiện nhất định.
Ván ghép thanh lõi đặc được chia thành hai loại “Block board” và “Lamin board”,
hai loại này khác nhau chủ yếu về kích thước chiều rộng của các thanh thành phần
để tạo nên ván lõi.
“Block board” là sản phẩm thu được bằng cách phủ một hoặc hai lớp ván mỏng

Forestry and wood Technology, Finland hiện nay sản phẩm dạng “Block board” có
4 loại sau:
- Loại A : 5 lớp AA – lõi – AA
- Loại B : 5 lớp AB – lõi – BA
- Loại C : 5 lớp BA – lõi – AB
- Loại D : 3 lớp D – lõi – D
Các loại ván mỏng A và B thường có chiều dày từ 1.4 – 1.5 mm, ván mỏng D có
chiều dày từ 2.2 - 2.4 mm. Ván A, D có chiều thớ trùng với chiều rộng của gỗ, ván
B có chiều thớ trùng với chiều dài sản phẩm.

81.3. Mục tiêu đề tài
Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger joint
từ gỗ Mỡ, trên cơ sở đó đề xuất các thông số công nghệ sản xuất ván ghép
thanh cho phù hợp.
1.4. Phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Nguyên liệu
Trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) được khai
thác ở Hoà Bình, với độ tuổi từ 8-10 tuổi để sản xuất ván ghép thanh thông dụng
không phủ mặt.
1.4.2. Chất kết dính
Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính của hãng Dynochem Việt Nam
với chất kết dính là PVAc.
1.4.3. Sản phẩm
Các mẫu sản phẩm ván ghép thanh từ gỗ Mỡ với kích thước cụ thể:
L x W x S = 915 x 915 x 19mm, với số lượng là 3 tấm.
1.4.4.Thiết bị
Dây chuyền công nghệ sản xuất ván ghép thanh của Trung tâm công nghệ và

Trong sản xuất ván nhân tạo người ta sử dụng rất nhiều loại chất kết dính, tùy
thuộc vào đặc điểm của từng loại chất kết dính mà người ta lựa chọn chất kết dính
phù hợp với mục đích sử dụng sản phẩm.
- Theo trạng thái vật lí của chất kết dính chia thành các loại như sau: chất kết dính
dạng lỏng, chất kết dính dạng bột, chất kết dính dạng tấm phiến, chất kết dính dạng
hạt.
- Theo tính chất của chất kết dính chia ra chất kết dính nhiệt rắn, chất kết dính
nhiệt dẻo.

10
- Theo nguồn gốc chia ra chất kết dính có nguồn gốc tự nhiên, chất kết dính tổng
hợp.
Trên thực tế hiện nay chủ yếu sử dụng chất kết dính tổng hợp vào sản xuất như
chất kết dính nhiệt rắn U-F, P-F và các loại chất kết dính biến tính như: U-M-F, U-
P-F. Ngoài ra còn có các loại chất kết dính PVAc, EPI có thể đóng rắn nguội hay
đóng rắn nóng.
Đối với ván ghép thanh thường dùng chất kết dính PVAc, EPI để ghép dọc và
ghép ngang. Đối với ghép dọc thường dùng phương pháp ép nguội, còn ép ngang
thường dùng phương pháp ép nhiệt để tăng năng suất sản phẩm. Do điều kiện chưa
cho phép nên tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng thuộc
trường Đại học Lâm Nghiệp dùng phương pháp ép nguội cả ghép dọc và ghép
ngang. Loại chất kết dính này cho chất lượng mối dán cao, trong chất kết dính lại
không có hàm lượng Formaldehyde tự do, bởi vậy mà không gây độc hại đến môi
trường và con người. Màu sắc, độ pH của chất kết dính khi đóng rắn không ảnh
hưởng tới màu sắc, tính chất của vật dán. Các thông số kĩ thuật của chất kết dính
phải đảm bảo cho quá trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Trên thực tế
sử dụng chất kết dính lỏng với các thông số kĩ thuật sau:
Bảng 1.1 : yêu cầu thông số kĩ thuật của chất kết dính
Màu sắc Trắng sữa hoặc nâu nhạt
Hàm lượng khô, (%) 40 - 60

Bảng 1.2
Tên máy Thông số kĩ thuật trị số Đơn vị
Cưa vòng CD
3

Kích thước bao: LxBxH 295*140*175 cm
Đường kính bánh đà 84 mm
Động cơ chính:
Công suất 11 Kw
Cos


0.85
Số vòng
quay
1450 v/ph
Động cơ phụ:
Công suất 0.75 Kw
Số vòng
quay
1410 v/ph
Cưa đĩa xẻ lại
Kích thước bao: LxBxH 172*100 *100 cm
Công suất động cơ 4.5 cm

12
Số vòng quay 1450 v/ph
Đường kính lưỡi cưa 34 cm

Máy đánh
nhẵn
Kích thước bao: L*B*H 240*210*190 cm
Động cơ kéo rulo
trên
Công su
ất
2.2 Kw
S
ố v
òng quay
1460

v/ph

Động cơ kéo băng
nhám
Công su
ất
1.5 Kw
Số v
òng quay
1430 v/ph
Động cơ kéo rulo
dưới
Công su
ất
2.2 Kw
Số vòng quay

ng quay
2890

v/ph

Cos


0.89

Động cơ kéo rulo
Công su
ất
1.1 Kw
Số v
òng quay
940 v/ph
Cos


0.76
13
Lò sấy
Kích thư
ớc bao: L*B*H
720 *195 *195
cm

Số v
òng quay
2870 v/ph
Đường kính lưỡi cưa c
ắt đầu
31 cm
Áp suất é
p
250 kgf/cm
2

Máy phay
ngón
Kích thước bao: L*B*H 232 *165 *130

cm
Động cơ phay
Công suất động
cơ
5.5 Kw
Số vò
ng quay
2890

v/ph

Cos


0.91

350 kgf/cm
214
Động cơ kéo gỗ
Công suất
động cơ
0.75 Kw
Số vòng
quay
1380 v/ph
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1. Nguyên lí hình thành ván ghép thanh
Ván ghép thanh là loại ván được hình thành từ việc dán ghép các thanh (tre, gỗ)
có kích thước nhỏ lại với nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định, tạo
thành những tấm ván có kích thước lớn hơn, khả năng sử dụng cao hơn.
Ván ghép thanh được sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau dẫn đến ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng khác nhau, ảnh hưởng đến sự co rút giữa các
thanh ghép, sự liên kết của các thanh ghép, ảnh hưởng đến khả năng ổn định của
ván dẫn đến hiện tượng cong vênh của ván ghép hay hiện tượng bong mối ghép do
nội lực co rút của thanh ghép sinh ra, để ván được ổn định thì vấn đề triệt tiêu nội
lực là cần thiết. Phương pháp ghép và việc quan tâm đến vị trí của thanh ghép trong
thân cây gỗ là một trong các giải pháp để khắc phục những nhược điểm trên.
Thường có ba phương pháp chủ yếu để tạo ván lõi đặc :
- Phương pháp ghép khối.


Để ghép các thanh thành phần người ta có rất nhiều phương pháp khác nhau. Theo
A.H.kẩpậậOB có một số dạng ghép sau :
Ghép đối xứng vòng năm theo phương tiếp tuyến Nền rỗng
Nhi
ề
u
l
ớ
p

Một lớp
Nhiều
l
ớ
p

Nền đặc
Một lớp
ghép
r
ộ
ng

Ván ghép thanh
Có phủ mặt
Không phủ mặt
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, trong quy trình công nghệ sản xuất có một số
yêu cầu bắt buộc sau:
- Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách.
- Đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép.
- Xếp các thanh ghép liền nhau theo phương pháp đối xứng vòng năm.
Sấy thanh
Gia công thanh
Gỗ tròn
Cắt khúc Xẻ ván

Xẻ thanh
Cắt ngắn
Phay ngón Tráng
keo

Ép dọc
Bào bốn mặt
Tráng keo

Xếp thanh
Ép ngang

Xử lí sản phẩm

17

Trình độ của máy móc thiết bị có ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công bề mặt
của các thanh thành phần, nó có quan hệ với lượng chất kết dính cần tráng và áp
suất ép ván.
Căn cứ vào thực tế máy móc tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công
nghiệp rừng, đây là dây chuyền ván ghép thanh của công ty SAFOMEC (Việt
Nam). Qua khảo sát đánh giá của Trung tâm thì chất lượng máy ở đây còn mới
100%.

18
Căn cứ vào loại gỗ Mỡ có đặc điểm và cấu tạo nêu trên, ta thấy đây là loại gỗ
tượng đối mịn, từ đó chúng tôi chọn chất lượng gia công thanh thành phàn của thiết
bị có độ nhẵn từ ∇?5 - ∇?7.
2.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh
Trong sản xuất ván ghép thanh, chất lượng ván phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố,
chúng ta có thể biểu diễn quan hệ này theo một hàm phụ thuộc
ọ = f(x,y,z)
Trong đó: ọ - Hàm mục tiêu chất lượng sản phẩm
x -Tham số thuộc về vật dán
y- Tham số thuộc về chất kết dính
z - Tham số thuộc về chế độ dán ép
2.3.1. Ảnh hưởng của vật dán
a. Ảnh hưởng của loại gỗ
Ứng với mỗi loại gỗ sẽ có một khối lượng thể tích và thành phần các chất trong
gỗ khác nhau. Gỗ có khối lượng thể tích lớn, có kết cấu các tể bào mạch gỗ chặt
chẽ, khi gia công cho chất lượng bề mặt thanh tốt, do đó lượng chất kết dính tráng
cần ít nhưng vẫn đảm bảo mối dán. Ngược lại gỗ có khối lượng thể tích nhỏ dẫn
đến kết cấu trong gỗ lỏng lẻo do các tế bào mạch gỗ xếp không chặt chẽ, khi gia
công cho bề mặt thanh kém dẫn đến lượng chất kết dính tráng lớn.
b. Ảnh hưởng của độ ẩm thanh
Nếu độ ẩm thanh khi dán ép quá lớn (lớn hơn mức quy định) sẽ làm giảm độ nhớt

Tai Tượng. Kích thước chiều dày thanh thường được quyết định bởi chiều dày sản
phẩm, còn chiều rộng thanh phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo và tính chất của gỗ.
- Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu.
- Căn cứ vào cơ sở lí thuyết.
- Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván nhân tạo.
- Căn cứ vào mục đích sử dụng sản phẩm và hiệu quả kinh tế;.
- Căn cứ vào tài liệu tham khảo [6]. Chúng tôi chọn chiều rộng thanh bằng hai lần
chiều dày (W = 2*t).

20
e. Ảnh hưởng của phương pháp ghép
- Ảnh hưởng của phương pháp ghép thanh theo chiều rộng
Phương pháp sắp xếp các thanh thành phàn có ảnh hưởng lớn đến sự cong vênh
của ván. Khi tạo ván ghép thanh từ những thanh gỗ xẻ tiếp tuyến mà các vòng năm
của chúng lại sắp xếp cùng một hướng sẽ tạo ra ván có bề mặt nhẵn, nhưng rất dễ bị
cong vênh (theo một chều). Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh
ghép được xếp đối xứng với nhau theo phương chiều rộng ván thì ván tạo ra ít cong
vênh hơn, nhưng có nhược điểm là bề mặt ván có dạng sóng do sự co rút của gỗ
theo phương tiếp tuyến và phương xuyên tâm là khác nhau. Nếu mặt tiếp tuyến với
đường vòng năm của các thanh ghép vuông góc với bề mặt ván ghép thì ván tạo
thành sẽ có bề mặt nhẵn và phẳng hơn. Loại ván như vậy chỉ có thể tạo ra từ các
thanh ghép xẻ xuyên tâm. Tuy nhiên khi xẻ các thanh dạng xuyên tâm tỉ lệ lợi dụng
gỗ nhỏ hơn rất nhiều so với phương pháp xẻ tiếp tuyến.
- Căn cứ vào cơ sở lí thuyết.
- Căn cứ vào mục tiêu sử dụng cho sản phẩm là đồ mộc thông dụng và hiệu quả
kinh tế.
- Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván ghép thanh chúng tôi chọn phương pháp
các thanh ghép có mặt tiếp tuyến với đường vòng năm xếp đối xứng theo
phương chiều rộng ván.
- Ảnh hưởng của phương pháp ghép theo chiều dài thanh thành phần

Trong đó:
l – Chiều dài ngón, mm;
l = 13 mm;
p – Bước ngón, mm;
p = 4.3 mm;
t – Bề rộng đỉnh ngón, mm;
t = 0.9 mm;
ỏ – Góc nghiêng của ngón.
ỏ = 7
o
.
- Ảnh hưởng của chiều dài ngón (l)
l
t

p

ỏ

22
Dựa vào kích thước dao phay định hình ta có thể tạo được nhiều cấp chiều dài
ngón. Chiều dài ngón ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mối ghép và giá thành sản
phẩm.
Nếu ngón ngắn l = 7.5-10 mm khi gia công xẻ tận dụng được gỗ, phế liệu ít, công
cắt gọt thấp
Nếu ngón có độ dài l = 50-60 mm, thì công cắt gọt lớn, phế liệu nhiều. Loại ngón
này chỉ phù hợp với loại gỗ có khối lượng thể tích lớn và độ bền cơ học cao. Còn
loại gỗ có độ bền cơ học thấp, nhẹ, xốp, chịu lực kém khi phay có hiện tượng vỡ
đầu. Vì vậy chọn chiều dại ngón hợp lí là rất quan trọng. Căn cứ vào đặc điểm
nguyên liệu, trong đề tài này chúng tôi chọn chiều dài ngón l = 13 mm.

p = l/4

23
phụ thuộc vào loại gỗ. Gỗ càng nhẹ, xốp, độ bền cơ học thấp thì độ rộng đỉnh ngón
càng lớn và ngược lại.
Căn cứ vào loại gỗ chúng tôi chọn độ rộng đỉnh ngón cho thực nghiệm là: t =
0.9mm.
- Ảnh hưởng của góc đỉnh ngón
Góc đỉnh ngón là góc nhọn tạo bởi mặt phẳng cạnh ngón và mặt phẳng song song
với chiều dọc thanh. Khi cố định dạng ngón thì góc ở đỉnh phụ thuộc vào chiều dài
ngón và bước ngón  = 5 - 10
0
. Trong đề tài này chúng tôi chọn góc ở đỉnh ngón
 = 7
0
.
2.3.2. Ảnh hưởng của chất kết dính
Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vật thể dưới tác dụng của một vật thứ ba
trong những điều kiện nhất định, vật thứ ba được gọi là chất kết dính, vì vậy chất
kết dính sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối dán. Sự ảnh hưởng của chất kết
dính tới chất lượng sản phẩm có thể được mô tả bằng hàm sau:
y = f(x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,x

dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là đối với ván ghép thanh tạo
ván lõi để phủ mặt, sẽ gây ra nổ ván hoặc có cường độ dán thấp vì độ ẩm quá cao.
Ngược lại nếu hàm lượng khô của chất kết dính quá cao thì khả năng dàn trải đều
giữa chất kết dính và gỗ là khó do vậy tạo chất kết dính không đều, liên tục dẫn đến
chất lượng mối dán giảm. Theo tài liệu số [12], trị số hàm lượng khô thích hợp nhất
từ 40 – 60%. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là PVAc với hàm
lượng khô 40%. c. Ảnh hưởng của độ nhớt của chất kết dính
Độ nhớt của chất kết dính là nội lực của dung dịch hình thành do tổng hợp các
lực sinh ra trong lòng dung dịch. Nó biểu hiện qua khả năng thấm ướt của dung
dịch chất kết dính lên bề mặt vật dán. Vì vậy độ nhớt của chất kết dính ảnh hưởng
rất lớn đến công nghệ sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng tráng chất kết dính, chiều
dày màng chất kết dính.
Nếu độ nhớt của chất kết dính quá lớn quá trình bôi tráng lên bề mặt rất khó,
màng chất kết dính khó dàn trải đều, liên tục do đó, chất lượng mối dán giảm, độ
bền kéo trượt màng chất kết dính thấp. Nếu độ nhớt chất kết dính quá thấp tuy khả
năng bôi tráng chất kết dính lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhưng lượng chất kết dính
tráng thấm vào vật dán tăng lên làm nghèo lượng chất kết dính trên bề mặt vật dán,
làm cho chất lượng mối dán giảm. Qua các công trình nghiên cứu trước đây và tài
liệu tham khảo số [12] cho thấy độ nhớt của chất kết dính trong sản xuất ván nhân
tạo thích hợp nhất trong khoảng 50 – 90 giây (theo Bz
4
) ở 25
0
C. Trong đề tài này
chúng tôi sử dụng chất kết dính có độ nhớt 8 Pa.s ở 34
0
C.

Dynocoll 1186 LV không chứa các độc tố như Formaldehyde, Phenol, kim loại
nặng…
Dynocoll 1186 LV có khả năng kháng ẩm, nhiệt, dung môi.
Thông số kĩ thuật
Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Đơn vị
Độ nhớt (27
0
C) 17000 – 22500 cps

Trích đoạn Nguyên liệu

---