3.3.2. Chế độ sấy ván mỏng: Căn cứ vào mục đích và yêu cầu của công đoạn sấy,hiện nay ngời ta thờng sử dụng chế độ sấy cứng; nhiệt độ môi trờng sấy cao.Điển hình nh ,nhiệt độ sấy cho ván mỏng dùng để sản xuất LVL lên tới 150 - 170 0 C. Quá trình sấy ván mỏngcó thể chia thành 2 giai đoạn: + Giai đoạn sấy tăng tốc . + Giai đoạn vận tốc sấy giảm dần. Tnời gian của giai đoạn sấyđảng tốc chiếm phần cơ bản trong toàn bộ quá trình sấy. Một trong những thông số quan trọng nhất của chế độ sấy là việc xác định thời gian sấy. Thời gian sấy ván mỏng là một hàm phụ thêm vào rất nhiều các yếu tố nh: độ ẩm ban đầu của ván, độ ẩm cuối cùng của ván, nhiệt độ môi trờng sấy,độ ẩm tơng đối của môi trờng sấy,vận tốc tuần hoàn, chiều dày ván, loại gỗ Công thức thực nghiệm để xác định thời gian sấy ván mỏng: Trong đó: W đ : độ ẩm ban đầu của ván. W c : độ ẩm cuối cùng của ván Vs : vận tốc sấy: %/phút K : hệ số giai đoạn sấy 2: 1/phút 3.4. Phơng pháp ép. Tuỳ theo cách phân loại mà ngời ta có thể chai ra thành nhiều phơng pháp ép khác nhau. s = [ Vs W đ - 30 + K W c 30 2,3 lg ] K [ phút ] 3.4.1. Theo thông số chế tộ ép ta có 3 phơng pháp ép. - Phơng pháp khô lạnh. - Phơng pháp nhiệt ẩm. - Phơng pháp khô nhiệt. Với phơng pháp khô - lạnh còn đợc gọi là phơng pháp ép nguội, nó phù hợp với các loại keo đóng rắn nguội. Cho nên trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và đối với LVL nói riêng cho ta thấy khả năng áp ứng dụng vào công nghệ sản suất sẽ không cao vì phạm vi sử dụng nguyên liệu chất kết dính bị hạn chế, thời gian sản xuất kéo dài dẫn đến tiến độ sản xuất không đợc phát triển cho nên đề tài không lựa chọn phơng pháp ép này. Phơng pháp nhiệt ẩm cho phép giảm đáng kể thời gian ép, bằng cách sử dụng quá trình ẩm dẫn nhiệt ở giai đoạn đầu quá trình ép. Nhiệt độ ép phụ thuộc vào loại keo, chiều dầy sản phẩm, chiều dầy ván mỏng. áp suất ép phụ thuộc vào sản phẩm, chất lợng bề mặt của ván mỏngphơng pháp này có thể cho năng suất cao và chất lợng sản phẩm tốt. Tuy nhiên nó chỉ phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại, trong khi đó phơng pháp này ở nớc ta vẫn đợc gọi là mới mẻ và do điều kiện không cho phép trong qúa trình nghiên cứu cho nên, chúng tôi không sử dụng phơng pháp ép nhiệt ẩm vào quá trình nghiên cứu sản xuất LVL. Đối với phơng pháp khô nhiệt thì đây là phơng pháp đang đợc ứng dụng phổ biến trong nớc và một số nớc trên thế giới nền công nghiệp chế biến gỗ cha phát triển mạnh. Các thông số đặc trng của phơng pháp: - Độ ẩm ván mỏng: MC = (6 8)%, tuy nhiên hiện nay trên thế giới việc áp dụng phơng pháp này sản xuất LVL yêu cầu chiều dầy ván mỏng có độ ẩm < 6%. - Nhiệt độ ép: Yếu tố nhiệt độ ép của phơng pháp phụ thuộc các yếu tố nh: loại keo, chiều dầy sản phẩm số lớp ván mỏng Nhiệt độ ép trong sản xuất ván dán nói chung thờng từ (105 150) 0 C. - áp suất ép: áp suất ép phụ thuộc chủ yếu vào khối lợng thể tích của sản phẩm, ngoài yếu tố đó ra nó cò phụ thuộc vào một số yếu tố khác nh: loại gỗ, độ nhẵn bề mặt của ván mỏng, sai số chiều dầy của ván mỏng thông thờng ngời ta sử dụng áp suất ép trong khoảng P ép : (14 18)Kgf/cm 2 . Chúng tôi thấy rằng với phơng 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 phơng pháp ép nhiệt này. 3.4.2. Các phơng pháp ép khác. Phơng pháp ép cao tần. - Phơng pháp ép một bớc. - Phơng pháp ép nhiều bớc. Các phơng pháp này đều đựoc sử dụng trên thế giới. Phơng pháp ép cao tần. Phơng pháp ép này, nó chỉ phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại. Trên thế giới ở các nớc phát triển mạnh về công nghiệp ván nhân tao đã đi vào sản xuất băng phơng pháp này, bên cạnh đó ngời ta có thể kết hợp phơng pháp ép một bớc hoặc nhiều bớc với phơng pháp ép cao tần, còn đối với tình hình trong nớc hiện nay phơng pháp này có thể nói là rất mới mẻ, cha có dây chuyền sản xuất ván nhân tạo nào sản xuất bằng phơng pháp ép này. Do vậy đề tài không đề cập lựa chọn phơng pháp này trong quá trình nghiên cứu. Phơng pháp ép một bớc. Ưu điểm: - tiêu tốn nhân lực ít. - khi nhiệt độ ép đủ điều kiện cho màng keo trong cùng đóng rắn,màng keo ngoài cùng không bị phá huỷ thì màng keo ổn định hơn so với phơng pháp ép nhiều bớc. - không phải nâng hạ mặt bàn ép nhiều lần, không gây hại cho máy ép Nhợc điểm của phơng pháp. - Độ ẩm ván sau khi sấy < 6%. - Thời gian ép dài. - Tính chất modul đàn hồi của ván nhỏ hơn so với phơng pháp ép nhiều bớc. - Dễ gây ra nổ ván Với phơng pháp này đề tài có hớng lựa chọn vào quá trình nghiên cứu với mục đích đối chứng với khả năng tạo ván LVL. Phơng pháp ép nhiều bớc. Với phơng pháp này ta thấy rằng, thời gian truyền nhiệt tính theo thời gian nhiệt lợng đi qua một lớp chiều dầy ván mỏng là ngắn hơn so với phơng pháp ép một bớc, đồng thời tận dụng đợc lợng nhiệt d sau mỗi lần ép ván cho lần ép kế tiếp tạo điều kiện thích hợp cho quá trình truyền nhiệt tới màng keo đóng rắn dễ dàng. Tuy nhiên máy ép phải đóng mở nhiều lần mức độ ổn định ván thấp, tiêu tốn động lực cao. Tỷ lệ nén đối các tấm ván mỏng đợc coi là nh nhau, điều này làm cho tính chất modul đàn hồi, modul uốn tĩnh lớn hơn so với sản phẩm ép từ phơng pháp ép một bớc và hệ số co rút của sản phẩm đồng đều. Khả năng thoát ẩm của ván trong quá trình ép là tốt hơn so với phơng pháp ép một bớc, yêu cầu về độ ẩm ván mỏng không khắt khe nh phơng pháp ép một bớc. Khi sử dụng phơng pháp ép nhiều bớc này, ta có thể ép sản phẩm có chiều dầy rất lớn và đặc biệt có thể ép ván có nhiệt độ cao mà chất lợng sản phẩm không bị ảnh hởng nh các hiện tơng thờng xẩy ra ở phơng pháp ép một bớc đó là màng keo trong cùng cha đóng rắn mà màng keo ngoài cùng đã bị phá huỷ, đồng thời có thể đem đến hiện tợng cacbon hoá bề mặt sản phẩm. Từ các yếu tố trên cho ta thấy phơng pháp ép nhiều bớc có rất nhiều thuận lợi trong sản xuất LVL. Vì vậy, đề tài lựa chọ phơng pháp ép này là phơng pháp ép chủ lực trong quá trình nghiên cứu. 3.5. ảnh hởng thông số chế độ ép đến chất lợng sản phẩm. 3.5.1. áp suất ép. áp suất ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố: P = f( NL , MC VM , t VM , SP , K, p) Trong đó: P : áp suất ép. NL : khối lợng thể tích của nguyên liệu. MC VM : độ ẩm của ván mỏng. t VM : chiều dầy của ván mỏng. SP : khối lợng thể tích của sản phẩm. K : Loại keo. p : phơng pháp ép. Vai trò của áp suất ép trong sản xuất ván dán nói chung và ván LVL nói riêng là nhằm tạo ra sự tiếp xúc cần thiết giữa các lớp ván mỏng để tạo đợc mối dán phù hợp. Theo nguyên lý dán dính, khi bề mặt vật dán phẳng và nhẵn, khả năng trải đều của màng keo lớn thì áp lực ép không đáng kể nhng trong thực tế sản suất cho ta thấy rằng ván mỏng sau khi bóc luôn tồn tại những khuyết tật: độ nhấp nhô bề mặt, sai số chiều dầy, nứt ván cho nên không đáp ứng đợc yêu cầu của nguyên lý dán dính. Để hai mặt ván mỏng có thể tiếp xúc và liên kết với nhau nhờ màng keo ta phải sử dụng một trị số của áp suất phù hợp. Trị số áp suất này sẽ là trị số áp suất ép để tạo ra màng keo càng mỏng và đều thì càng tốt, đồng thời không có túi khí giữa hai lớp ván mỏng. áp suất ép là yếu tố cơ bản định hình sản phẩm và cho trờng hợp ép không thanh cữ thì áp suất ép là một yếu tố tạo khối lợng thể tích cho sản phẩm, nó làm giảm độ rỗng của nguyên liệu trớc và sau khi màng keo đóng rắn. áp suất ép thuận lợi cho quá trình dẫn truyền nhiệt từ ngoài mặt bàn ép vào trong tâm của ván, trong quá trình nghiên cứu đề tài đề cập tới việc sản xuất ván LVL sử dụng trong sản xuất đồ mộc, cho nên khối lợng thể tích yêu cầu đạt vào khoảng (1,1 - 1,3) cho nên áp suất ép lựa chọn vào khoảng (1,4 - 1,8) MPa, trong quá trình ép ván nếu áp suất hơi nớc trong ván quá cao có thể lớn hơn cờng độ dán dính của màng keo thì không ổn định dẫn đến khi giảm áp đột ngột dễ gây ra nổ ván. 3.5.2. Thời gian ép. Thời gian ép là khoảng thời gian giữa áp suất, truyền nhiệt đặc biệt thời gian thoát ẩm và đóng rắn của màng keo ảnh hởng rất lớn tới chất lợng sản phẩm. Thời gian ép là hàm phụ thuộc bởi nhiều yếu tố. = f( ,n, t VM , p, T 0 , P,K, ). Trong đó: nl : khối lợng thể tích : thời gian ép. n : số lớp ván mỏng. t VM : chiều dầy ván mỏng. P : phơng pháp ép. T 0 : nhiệt độ ép. p : áp suất ép. K : loại keo. Trong điều kiện thời gian ép dài áp suất cao, nhiệt độ lớn gây ra hiện tợng cháy màng keo bề ngoài, làm giảm cờng độ ván và phá vỡ kết cấu ván. Nếu thời gian ép quá ngắn không đủ cho màng keo đóng rắn đồng đều sẽ làm cờng độ ván giảm. Thời gian một chu kỳ ép . CK = i . Trong đó: 1 : Là thời gian nạp ván. 2 : Thời gian đóng khoang máy ép. 3 : Thời gian tạo áp suất max. 4 : Thời gian duy trì áp suất max. 5 : Thời gian giảm áp suất. 6 : Thời gian mở khoang máy ép. 7 : Thời gian dỡ ván. Quá trình duy trì áp suất max sẽ là yêu cầu một thời gian hợp lý sao cho keo ở lớp ván trong cùng đóng rắn đợc, khi quá trình lý hoá kết thúc, độ bền màng keo đạt cực đại. Loại gỗ. Đối với loại gỗ thì ngoài ảnh hởng của nó tới các tính chất công nghệ khác thì nó còn một số ảnh hởng tới thời gian ép công nghệ, ảnh hởng này nó thể hiện ở mỗi tính chất, thành phần cấu tạo của mỗi loại gỗ khác nhau. Đồng thời nhiệt độ ép có thể truyền tốt tới màng keo trong cùng,thì nó cũng phụ thuộc rất nhiều bởi yếu tố nl . Khi nl (0,3 - 0,6) dùng trong sản xuất LVL tăng, làm cho khả năng truyền nhiệt của gỗ tốt, màng keo dàn trải và đóng rắn với cờng độ cao. Nhng khi nl quá cao, gỗ có nhiều mấu mắt,mục, nứt đầu, khả năng sử dụng vào sản xuất ván dán, LVL, sẽ gặp nhiều khó khăn nh trong khâu sản xuất ván mỏng, nó có thể làm tăng các khuyết tật của ván mỏng (chiều sâu vết nứt, tần số vết nứt, độ nhấp nhô bề mặt, sai số chiều dày,rách ván ) và quá trình lựa trọn áp suất ép. Có thể làm cho chất lợng sản phẩm kém. Chất kết dính Khi sử dụng các loại chất kết dính khác nhau sẽ có khả năng dán dính khác nhau và khoảng thời gian đóng rắn khác nhau trong quá trình duy trì thời gian áp suất ép max: giả sử thời gian ép công nghệ ( 3 , 4 , 5 ) là cố định thì đối với loại keo nào trong quá trình dán dính, thời gian đó mà đủ cho các phản ứng đóng rắn đợc thực hiện và dung môi bay hơi hết để chất kết dính chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn để mối dán đợc thực hiện. Nếu thời gian ép không đảm bảo sẽ làm giảm cờng độ dán dính của màng keo. Chiều dầy sản phẩm: Đối với quá trình sản xuất ván LVL ta thấy rằng, chiều dầy ván mỏng lớn, chiều dầy sản phẩm lớn sẽ làm thời gian ép lớn hơn so với công nghệ sản xuất ván dán thông thờng. Vì vậy, việc lựa chọn 2 phơng pháp ép: phơng pháp ép một bớc, phơng pháp ép nhiều bớc là rất cần thiết vì nó sẽ ảnh hởng rất lớn đến quá trình đóng rắn của màng chất kết dính, và việc lựa chọn thông số chế độ ép khác để đảm bảo đợc quá trình đóng rắn của màng chất kết dính trong cùng và màng keo ngoài cùng không bị phá huỷ, làm ảnh hởng tới tính chất của sản phẩm.đồng thời sự ảnh hởng của độ ẩm ván mỏng tới quá trình lựa chọn thời gian ép công nghệ làm chất lợng, phần nào khắc phục đợc yếu tố này khi lựa chọn một trong hai phơng pháp trên để có thể tạo ván LVL trong điều kiện là tốt nhất. 3.5.3. ảnh hởng của nhiệt độ ép : Về nguyên lý dán dính ta có thể dán ép ván ở nhiệt độ thờng hoặc nhiệt độ cao. Tuy nhiên, khi ép ván ở nhiệt độ cao gỗ đợc hoá dẻo một phần, khả năng tiếp xúc giữa các ván mỏng tăng, độ nhớt của chất kết dính giảm làm cho khả năng trải đều của màng chất kết dính tốt [3]. Qua các công trính nghiên cứu ta thấy ép ván bằng phơng pháp ép nhiệt cho sản phẩm có độ bền lớn hơn so với phơng pháp ép nguội. Ta có thể căn cứ vào những yếu tố dới hàm nhiệt độ sau để lựa chọn nhiệt độ ép hợp lý trong sản xuất LVL: T 0 = f( nl , MC vm , t sp , p, k.) Trong đó: nl : loại gỗ MC vm : độ ẩm ván mỏng t sp : chiều dầy sản phẩm p : phơng pháp ép k : loại chất kết dính Loại gỗ. Khi sấy khô, do tế bào gỗ có ruột rỗng( ví dụ nh lỗ mạch quản bào) làm cho khả năng truyền nhiệt trong quá trình ép ván kém, vì hệ số dẫn nhiệt là nhiệt lợng cần thiết để thông qua một đơn vị diện tích gỗ (1cm 2 ) một đơn vị chiều dài (1cm) trong một đơn vị thời gian (1giây) gây nên ở hai mặt gỗ có nhiệt độ chênh lệch là (1 o C). [4] Gỗ là một vật thể hữu cơ, ngoài vách tế bào còn có nớc và các chất khác nh không khí, chất khoáng Vì vậy khả năng dẫn nhiệt biến đổi nhiều.Yếu tố các chất chiết xuất có ảnh hởng lớn tới quá trình lựa chọn thông số nhiệt độ ép, nó có thể ảnh hởng trực tiếp tới quá trình tạo ván điển hình nh ảnh hởng tới khả năng đóng rắn của màng keo và khả năng dẫn truyền nhiệt tới màng keo trong cùng. Ngoài ra, khối lợng thể tích gỗ cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hởng tới quá trình truyền nhiệt. Theo JD Maclean: Quan hệ giữa hệ số ttruyền nhiệt, khối lợng thể tích, độ ẩm gỗ có thể xác định theo công thức: [4] = (1.39 + 0.028W) + 0.165 Trong đó: - Khối lợng thể tích gỗ. W- Độ ẩm gỗ < 40% - Hệ số truyền nhiệt của gỗ. Điều đó cho thấy rằng với các loại gỗ khác nhau có khối lợng thể tích khác nhau và có cùng độ ẩm thì khả năng truyền nhiệt sẽ khác nhau, ngoài ra khả năng truyền nhiệt của gỗ còn khác nhau về chiều thớ gỗ, tia gỗ, mắt gỗ Theo thí nghiệm cho thấy mắt gỗ trong một phạm vi giới hạn nào đó về số lợng nó cóp thể làm tăng khả năng truyền nhiệt cho gỗ. Điều này có thể làm tăng khả năng dàn trải và cờng độ dán dính của keo. Chất lợng mối dán đảm bảo. Chất kết dính. Loại chất kết dính là một trong những cơ sở lựa chọn nhiệt độ ép, đối với phơng pháp ép nhiệt khô áp dụng cho sản xuất ván dán nói chung và với ván LVL nói riêng, do ván LVL sử dụng vào các chi tiết chịu lực khác nhau nh trong xây dựng, trong sản xuất đồ mộc, vì vậy sử dụng loại chất kết dính là khác nhau. Song, ở đây chúng tôi nghiên cứu ván LVL sử dụng làm các chi tiết đồ mộc cho nên chúng tôi lựa chọn chất kết dính là U-F, với nhiệt độ ép T 0 = 110 0 C 130 0 C. Căn cứ vào phơng pháp ép, kết cấu của sản phẩm và yêu cầu của độ ẩm ván mỏng để lựa chọn nhiệt độ ép sao cho hợp lý. Phơng pháp ép: Với phơng pháp ép một bớc cho thấy rằng, khi ép ván LVL ở nhiệt độ cao với cấp chiều dày ván mỏng lớn đồng thời trong gỗ có thể có một phần chất chiết xuất sẽ gây ra hiện tợng cản trở quá trình truyền nhiệt và cản trở quá trình thẩm thấu vào vật dán (thông thờng đó là các chất: nhựa, dầu và các chất bị phân huỷ ở nhiệt độ cao) làm cho màng chất kết dính trong tâm ván đóng rắn khó, màng keo ngoài cùng sẽ bị giòn,bề mặt ván bị biến màu. Điều đó dẫn tới chất lợng sản phẩm không đợc đảm bảo và làm ảnh hởng tới các thông số ngoại quan của sản phẩm, không thuận lợi cho khả năng trang sức. Cũng với điều kiện trên khi ép ở nhiệt độ ép thấp sẽ làm cho chất lợng mối dán giảm vì khả năng hoá dẻo gỗ thấp, dẫn đến các bề mặt ván tiếp xúc nhau không tốt, mật độ liên kết giữa vật dán và chất kết dính kém, có thể làm ảnh hởng tới lớp chất kết dính trong tâm ván không đóng rắn vì nhiệt độ không đạt yêu cầu, đồng thời . này sản xuất LVL yêu cầu chiều dầy ván mỏng có độ ẩm < 6%. - Nhiệt độ ép: Yếu tố nhiệt độ ép của phơng pháp phụ thuộc các yếu tố nh: loại keo, chiều dầy sản phẩm số lớp ván mỏng Nhiệt độ ép. MC VM : độ ẩm của ván mỏng. t VM : chiều dầy của ván mỏng. SP : khối lợng thể tích của sản phẩm. K : Loại keo. p : phơng pháp ép. Vai trò của áp suất ép trong sản xuất ván dán. Trong đ : nl : khối lợng thể tích : thời gian ép. n : số lớp ván mỏng. t VM : chiều dầy ván mỏng. P : phơng pháp ép. T 0 : nhiệt độ ép. p : áp suất ép. K : loại keo. Trong