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

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ


1

MỞ ĐẦU

Ván lạng kỹ thuật là ván mỏng được 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. Ván lạng kỹ thuật có những ưu điểm như: 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 liên tục. Ngoài ra, hoa văn và màu sắc của ván
mỏng có thể thiết kế theo yêu cầu; có thể lạng ra ván mỏng trang sức
có vân thớ, màu sắc tương tự nhau. Công nghệ sản xuất ván lạng kỹ
thuật là sự phối hợp của rất nhiều kỹ thuật chế biến gỗ rừng trồng
như: bóc ván, nhuộm màu, ép ván, xẻ, lạng ván,… Đối với các nước
phát triển, quy trình công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật về cơ bản
đã đáp ứng được việc sản xuất công nghiệp hóa, và thương mại hóa
sản phẩm. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất thường sử dụng rất
nhiều hóa chất. Đây chính là các nhân tố gây tác động không tốt đến
môi trường trong quá trình sản xuất cũng như sử dụng. Vì vậy, việc
nghiên cứu áp dụng công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật mang tính
thân thiện môi trường là một hướng nghiên cứu mới và cần thiết.
Từ 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 hướng cải tiến công nghệ sản xuất ván lạng
kỹ thuật thông thường bằng cách áp dụng công nghệ mới, thân thiện
môi trường – Công nghệ xử lý nhiệt độ cao trong công đoạn tạo màu
cho ván bóc của quá trình sản xuất để tiến hành nghiên cứu.

2

Những năm 80 của thế kỷ 20, tại các tỉnh duyên hải phía nam
Trung Quốc bắt đầu quan tâm đến ván lạng kỹ thuật. Do hoa văn và màu
sắc loại sản phẩm này đa dạng, đã thu hút lượng rất lớn người tiêu dùng
[41].
Wang Zhexin, Ding Qiusheng và các cộng sự (1991) đã nghiên cứu
và phát triển một cách hệ thống công nghệ sản xuất ván lạng kỹ thuật từ
gỗ Dương nhằm thay thế sản phẩm từ gỗ quý hiếm như: Thủy khúc liễu
(Fraxinus mandschurica), Tếch, đã tạo ra lợi ích kinh tế xã hội rõ rệt
[48].
Meng Xianshu và Jiang Zheng (1995) đã nghiên cứu thăm dò sử
dụng keo dùng trong sản xuất ván dán để làm nguyên liệu sản xuất ván
lạng kỹ thuật từ gỗ Bạch đàn, gỗ Dương, gỗ Hoa. Kết quả cho thấy, tính
năng của ván lạng kỹ thuật tạo ra cơ bản tương đương với sản phẩm nhập
khẩu [38].
Li Niancun, Xiang Qin và các cộng sự (2000) nghiên cứu ván lạng
kỹ thuật chống rách, trong thí nghiệm đã áp dụng ván lạng phun keo (keo
UF biến tính, hàm lượng khô 55%) dán dính với vải mỏng, lượng keo
tráng 20-30 g/m
2
, nhiệt độ ép 100
o
C, thời gian ép 90s, áp lực ép 1,0 MPa.
Sản phẩm ván lạng kỹ thuật tính dẻo dai được tạo ra có độ dai lớn, tính
năng dán dính và chất lượng ngoại quan đáp ứng yêu cầu trang sức bề
mặt, trang trí nội thất, dán cạnh thẳng, cạnh cong hoặc phủ mặt với hình
dạng đặc biệt [44].

4
Năm 2009, Trần Văn Chứ đã tiến hành nghiên cứu công nghệ sản
xuất ván lạng kỹ thuật bằng các phối hợp giữa ván bóc gỗ Bồ đề và gỗ

2.1. Hoa văn ván lạng kỹ thuật
2.1.1. Vân thớ và hoa văn gỗ tự nhiên
(1) Vân thớ và hoa văn gỗ
Hoa văn gỗ là các đường nét hoặc các vết đặc thù trên bất cứ
bề mặt nào của gỗ. Hoa văn gỗ do tác dụng qua lại giữa các tổ chức
cấu tạo nên gỗ tạo ra như: vòng năm, tia gỗ, mạch gỗ, tế bào mô
mềm xếp dọc thân cây, u bướu, mắt gỗ, cành, thớ gỗ và màu sắc,…
Hoa văn gỗ trên các mặt cắt khác nhau có hình dạng khác nhau. Với
các loại gỗ khác nhau, do cấu tạo khác nhau, màu sắc khác nhau nên
có hoa văn rất khác nhau.
(2) Phương pháp tạo hoa văn bề mặt gỗ từ gỗ tự nhiên
Hình dạng hoa văn gỗ rất khác nhau khi thay đổi các phương
pháp cắt, chiều hướng cắt so với thớ gỗ. [46].

Hình 2.2. Hoa văn gỗ khi bóc quay tròn

Hình 2.3. Hoa văn gỗ khi lạng theo phƣơng xuyên tâm

6

Hình 2.4. Hoa văn gỗ khi lạng theo phƣơng tiếp tuyến

Hình 2.5. Hoa văn gỗ khi bóc nửa vòng

Hình 2.6. Hoa văn gỗ khi bóc trên khối gỗ xẻ xuyên tâm
2.1.2. Thiết kế hoa văn ván lạng kỹ thuật
Hoa văn ván lạng kỹ thuật có hai dạng. Dạng thứ nhất là hoa
văn giống với hoa văn gỗ các loài cây quý hiếm và có hiệu quả trang
sức bề mặt một cách tự nhiên, trong đó thường có ba loại cơ bản là
ván lạng kỹ thuật vân tiếp tuyến, ván lạng kỹ thuật vân xuyên tâm và

côn trùng hại gỗ qua việc cắt đứt chuỗi thức ăn, vì vậy có thể nâng
cao khả năng chống vi sinh vật phá hoại [9, 19, 23]. Phương pháp
này chỉ sử dụng tác nhân vật lý, so với các phương pháp dùng tác
nhân hóa học khác, vấn đề ô nhiễm trong quá trình sản xuất bằng
công nghệ xử lý nhiệt ít, công nghệ xử lý đơn giản, hơn nữa trong
quá trình sử dụng hiệu quả bảo quản của gỗ xử lý nhiệt không bị suy
giảm do hóa chất bị rửa trôi hay bay hơi, cũng không làm hại đến sức
khỏe của con người.
Gỗ sau khi được xử lý với nhiệt độ cao màu sắc thường trở nên
sẫm hơn, và dần chuyển sang màu sắc tương tự với màu của các loài
gỗ quý [10, 14]. Nghiên cứu thể hiện, chất chiết xuất trong gỗ bị di
chuyển ra bề mặt gỗ sau khi xử lý nhiệt hoặc bị thoát ra không khí,
dẫn đến màu sắc gỗ sau xử lý nhiệt thường sẫm hơn. Tuy nhiên, màu
sắc gỗ xử lý nhiệt chủ yếu là do các hợp chất có phân tử lượng thấp
tạo thành từ sự phân giải của hợp chất cao phân tử trong gỗ [32].
Màu sắc gỗ xử lý nhiệt có sự khác biệt phụ thuộc vào loài gỗ,
công nghệ xử lý. Mức độ thay đổi màu sắc của gỗ phụ thuộc vào chế
độ xử lý [7, 18, 31]. Màu sắc gỗ sẫm hơn khi tăng nhiệt độ xử lý và
kéo dài thời gian xử lý [25]. Vì vậy, có thể lợi dụng mối quan hệ giữa
sự biến đổi màu sắc của gỗ với các tham số của quá trình xử lý (nhiệt
độ, thời gian) làm cơ sở lựa chọn công nghệ để xử lý sao cho có thể
đạt được gỗ có màu sắc theo yêu cầu. 9
Chƣơng 3
ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trên cơ sở quy trình công nghệ và phân tích các công trình
nghiên cứu liên quan cũng như những tồn tại trong công nghệ sản

3.3. Phạm vi nghiên cứu
(1) Nguyên liệu
- Ván bóc từ gỗ Bồ đề 9-10 tuổi, khai thác tại Phú Thọ;
- Loại keo: Keo dán dùng trong thí nghiệm là keo UF biến tính
bằng PVAc.
(2) Hoa văn sản phẩm ván lạng
Hoa văn mục tiêu cho sản phẩm ván lạng kỹ thuật trong nghiên
cứu là hoa văn dạng vân gỗ xẻ tiếp tuyến và vân gỗ xẻ xuyên tâm;
(3) Công nghệ tạo màu ván bóc
Trong nghiên cứu của luận án đã áp dụng công nghệ tạo màu
bằng phương pháp xử lý nhiệt trong môi trường không khí.
(4) Thông số công nghệ ép
- Chiều dày ván bóc: cố định
- Nhiệt độ ép tạo hộp gỗ lạng: ép ở nhiệt độ thường
- Khuôn ép: khuôn gỗ
- Áp suất ép: thay đổi (cụ thể trình bày trong Chương 3)
- Thời gian ép: thay đổi (cụ thể trình bày trong Chương 3)
(5) Các chỉ tiêu cần kiểm tra
- Chỉ tiêu chất lượng ván bóc tạo màu bằng phương pháp xử lý
nhiệt trước khi ép tạo phôi lạng: Màu sắc, Khả năng dán dính, Chỉ
tiêu chất lượng phôi lạng, Độ bền kéo trượt màng keo, Độ bong tách
màng keo, Độ phục hồi hình dạng phôi lạng
- Chỉ tiêu chất lượng ván lạng kỹ thuật: Chỉ tiêu ngoại quan, Độ
thô bề mặt ván lạng

3.4.

11
(1) Nghiên cứu xác định tham số tạo phôi lạng
(2) Nghiên cứu tạo màu ván bóc bằng phương pháp xử lý nhiệt:

4
Phân tích đề xuất giải pháp
lợi dụng hiệu quả hộp gỗ
lạng
- Lý thuyết
5
Khảo nghiệm tạo ván lạng
kỹ thuật
- Thực nghiệm
6
Phương pháp xử lý số liệu
- Phương pháp thống kê toán
học 12
Chƣơng 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Xác định tham số tạo hoa văn ván lạng kỹ thuật
4.1.1. Nhập dữ liệu và xác định bán kính cong
Trong nghiên cứu đã áp dụng các công cụ máy tính và phần
mềm đồ họa để nhập dữ liệu vân gỗ dạng tiếp tuyến chuyển thành dữ
liệu ảnh và tiến hành vẽ lại hình dạng vân gỗ bằng phần mêm CAD.
Kết quả như hình 4.1.
a. Hoa văn màu tự
nhiên

+
b
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
= r
2r '
2
+
b
2
+t '
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
= (r +t)
2


a
=
t
t
1a
= arcsin
t
t
1
æ
è
ç
ö
ø
÷
15
Trong thực tế, có thể lấy t, t1 như hình 4.1 và hình 4.2, để tính
giá trị góc nghiêng khi xẻ hộp gỗ lạng ( ).
Trên cơ sở nét cơ bản của hoa văn yêu cầu thiết kế, nếu đặt một
điểm A(x1,y1) trên mặt phẳng chứa các nét cơ bản này, lúc này điểm
ta sẽ có thể xác định được tọa độ của điểm tương ứng A’(x,y) trên
khuôn ép, tọa độ hai điểm A và A’ thỏa mãn quan hệ sau:
x = x1


(hình 4.8).

Hình 4.8. Độ lệch màu tổng của ván mỏng xử lý ở các chế độ
khác nhau

17
Từ hình 4.8 ta thấy, độ chênh lệch màu giữa ván mỏng xử lý
nhiệt và ván mỏng đối chứng là khá lớn, có thể lên đến gần 50. Kết
quả này hoàn toàn tương đồng với nhiều kết quả nghiên cứu khác khi
tiến hành xử lý nhiệt độ cao cho gỗ.
4.3.2. Độ bền màu của ván mỏng xử lý nhiệt khi chiếu tia UV
Kết quả kiểm tra các chỉ số màu sắc của ván mỏng gỗ Bồ đề
khi chiếu tia UV trong thời gian 960h được thể hiện trong các hình từ
4.9 đến 4.12.

Hình 4.9. Biến đổi màu sắc khi chiếu tia UV của mẫu ván đối
chứng

Hình 4.10. Biến đổi màu sắc khi chiếu tia UV của mẫu ván xử lý
170
o
C, 1h

18

Hình 4.11. Biến đổi màu sắc khi chiếu tia UV của mẫu ván xử lý
180
o
C, 1h


(thể hiện qua độ bong tách màng keo khi kiểm tra theo thí nghiệm
ngâm nước). Cụ thể, khi thời gian ép tăng từ 18 h lên đến 26 h thì độ
bong tách màng keo giảm từ 9,4% xuống 7,6%.
4.4.2. Ảnh hưởng của áp suất ép

Hình 4. 15. Mối quan hệ giữa độ bền kéo trƣợt màng keo và áp
suất ép
Kết quả ở bảng và hình vẽ cho thấy, trong quá trình ép tạo phôi
lạng, khi áp suất ép tăng lên, độ bền kéo trượt màng keo cũng tăng
lên, giá trị độ bền kéo trượt màng keo biến động trong khoảng 2,14
MPa đến 3,07 MPa.

Hình 4. 16. Mối quan hệ giữa độ bong tách màng keo và áp suất ép

21
Từ bảng và hình vẽ cho thấy, khi thời gian ép tăng lên thì độ
bong tách màng keo giảm xuống hay độ bền dán dính của màng keo
tăng lên. Cụ thể, khi áp suất ép tăng từ 1,0 MPa lên đến 1,8 MPa thì
độ bong tách màng keo giảm từ 10,8% xuống 7,4%.
4.5. Sản xuất thử nghiệm ván lạng kỹ thuật
4.5.2. Chất lượng phôi lạng thử nghiệm
Bảng 4.6. Độ bền dán dính giữa các lớp ván bóc trong phôi lạng
Đặng trưng
thống kê
Độ bền kéo trượt
màng keo, MPa
Độ bong tách màng keo
(%)
TB
2,8

4.5.3. Chất lượng ván lạng kỹ thuật thử nghiệm
Bảng 4.8. Chất lƣợng của ván lạng kỹ thuật thử nghiệm từ ván
bóc Bồ đề
Đặng trưng
thống kê
Tần số vết nứt,
vết/cm

TB
6,9
54,5
SD
1,3
3,5
Hoa văn ván lạng kỹ thuật từ ván bóc gỗ Bồ đề xử lý nhiệt như
hình sau:

22 Nhận xét về sản phẩm thử nghiệm:
Từ các kết quả trong bảng 4.8 cho thấy, các chỉ tiêu về độ nhẵn
bề mặt và tần số vết nứt của ván lạng kỹ thuật sản xuất từ ván bóc gỗ
bồ để tạo màu bằng xử lý nhiệt độ cao hoàn toàn phù hợp với điều
kiện về chất lượng của ván lạng được quy định trong tiêu chuẩn GB
17657-2013 (LYT 1654-2006). Vì vậy, có thể khẳng định thông số
công nghệ đã lựa chọn khá hợp lý cho sản xuất ván lạng kỹ thuật từ
ván bóc gỗ Bồ đề.
4.6. Phƣơng án sử dụng triệt để phôi sau khi ép định hình
Bước 1: Xác định góc xẻ để

thời gian tăng từ 1h đến 3h và nhiệt độ tăng từ 170 đến 190
o
C thì
màu sắc của ván chênh lệch khoảng 25-45% so với ván bóc không xử
lý. Ngoài ra, ván bóc sau xử lý có độ bền màu khi chiếu tia UV tương
đối tốt. Độ sai khác màu tổng ( E) của ván bóc xử lý nhiệt sau khi
chiếu UV chỉ dưới 8, trong khi ván bóc không xử lý có độ sai khác
màu tổng lên tới gần 25.
(3) Về thông số chế độ ép định hình tạo phôi lạng
- Thời gian ép và áp suất ép đều gây ảnh hưởng đáng kể đến
chất lượng dán dính của phôi lạng (độ bền kéo trượt màng keo, độ
bong tách màng keo). Khi thời gian ép kéo dài, áp suất ép tăng lên,
độ bền dán dính màng keo của phôi lạng cũng tăng lên. Tuy nhiên
đạt giá trị khá ổn định khi thời gian ép khoảng 24 giờ với áp suất ép
khoảng 1,4 MPa.
- Thông số chế độ ép (thời gian và áp suất ép) có quan hệ rất
chặt với độ bền dán dính màng keo của phôi lạng theo hàm số bậc 2
với hệ số tương quan lớn hơn 0,9.