Thứ Ba, 17 tháng 3, 2015

Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng dán dính của keo

* Tính chất của vật liệu :
Vật liệu chủ yếu trong sản xuất sản phẩm mộc là gỗ và ván nhân tạo. Loài gỗ khác nhau, tính chất gỗ khác nhau, cường độ dán dính của nó không giống nhau. Hình 4.2 cho thấy, cường độ dán dính của gỗ liên quan đến khối lượng thể tích của nó. Gỗ có khối lượng thể tích thấp, vì cường độ của bản thân nó thấp thể hiện lực dán dính không vượt qua cường độ bản thân nó. Gỗ có lỗ mạch thô to, dễ gày ra hiện tượng thiếu keo, khó hình thành lớp keo liên tục, vì lớp keo dày mỏng không đều mà làm cho lực liên kết bên trong của lớp keo giảm đi, dẫn đến cường độ dán dính giảm. Khi dán dính ván dăm và ván sợi bề mặt có parafin, hoặc gỗ có nhựa, parafin và nhựa sẽ cản trở thấm ướt của keo, làm cho tính năng dán dính giảm, do đó cần tiến hành xử lý vật lý hoặc hoá học, trước khi dán dính như dùng dung dịch bazơ hoặc đánh nhẵn bề mặt.

Độ ẩm gỗ quá cao, ngoài làm cho độ nhớt của keo dán giảm xuống, thẩm thấu quá nhiều gây ra thiếu keo, trong quá trình dán dính gây ra phồng rộp, sau khi dán gỗ co rút, gây ra cong vênh, nứt... Ngược lại, gỗ quá khô, các chất cực tính bề mặt giảm, cản trở dung dịch keo thấm ướt, ảnh hưởng lực dán dính của lớp keo dán. Từ hình 4.3 có thể thấy, khi dùng keo UF dán dính, độ ẩm của gỗ từ 5 - 10%, cường độ dán dính cao nhất. Độ ẩm của cụm chi tiết sau khi dán dính và cường độ gỗ cũng có quan hệ chặt chẽ, thông thường, độ ẩm của gỗ nên từ 8 - 10%.

Gỗ là vật liệu không đồng nhất, theo các chiều tính chất khác nhau, chiều thớ gỗ, của bề mặt dán dính khác nhau, cường độ dán dính cũng khác nhau. Dán dính mặt đầu khó hơn dán dính mặt tiếp tuvến và xuyên tâm; khi dán dính mặt phẳng, khi chiều thớ của 2 miếng gỗ dán dính song song cường độ dán dính lớn hơn cường độ dán dính theo mặt đầu với nhau; cường độ dán dính mặt phải với mặt phải của ván mỏng bóc cao hơn cường độ dán dính với mặt trái.

Trên chiều mặt phẳng của ván dăm gần tiếp cận với tính chất của các hướng, tính chất mặt cạnh của nó không giống nhau, khe hở mặt cạnh nhiều, tiêu tốn nhiều keo, ở điều kiện đủ keo, mới có thể đạt được cường độ dán dính tốt. Khi dán dính ván dăm và gỗ, cường độ dán dính đầu mặt gỗ với nó thấp hơn cường độ dán dính mặt gỗ với nó.

Độ nhấp nhô bề mặt dán dính trực tiếp liên quan đến hình thành lớp keo của mặt dán dính và cường độ dán dính, quan hệ giữa độ nhấp nhô bề mặt dán dính và cường độ dán dính rất phức tạp, nó liên quan chặt chẽ với tính năng của gỗ, phương pháp gia công, tính năng của keo dán và điều kiện công nghệ dán dính..... Bảng 4.3 là quan hệ giữa áp suất ép và cường độ dán dính khi gia công bề mặt với các phương pháp khác nhau.

Từ thí nghiệm có được kết luận: Bề mặt dán dính phải qua gia công bào, bề mặt càng phẳng nhẩn, lượng keo dùng cành ít; khi áp suất ép tương đối thấp, hiệu quả càng tốt, bề mặt nhấp nhô, lượng keo dùng phải tăng lên, hoặc trong dung dịch keo cho thêm chất độn.

Khi dán phủ bề mặt ván dăm, độ nhấp nhô không được vượt quá 100 µm, độ nhấp nhô yêu cầu liên quan đến vật liệu dán mặt. Bề mặt ván dăm nếu dùng bột và dăm rất mịn, có thể tạo được ván có bề mặt phẳng nhẵn, độ nhấp nhô bề mặt ván từ 60 - 16 µm.

* Tính năng của keo và phương pháp pha keo :
Tính năng của keo bao gồm nồng độ, độ nhớt, độ đa tụ cực tính và pH... Keo phải được tráng đều lên vật liệu được dán dính, liên quan đến năng lực thấm ướt và bám dính của keo đối với bề mặt dán dính. Nồng độ của keo lớn, hàm lượng khô cao, cường độ dán dính tốt. Độ nhót của keo nhỏ, tính lưu động tốt, có lợi cho thấm ướt và bám dính. Bề mặt dán dính không tuyệt đối phẳng nhẵn, cần phải dùng lực ép để làm cho độ thấm ướt đầy đủ, khuếch tán đều. Độ nhớt của dung dịch keo quá thấp, dễ bị ép ra bề mặt và thấm vào gỗ quá nhiều, gây ra thiếu keo; keo có độ nhớt quá lớn, tính thấm ướt kém, dễ hình thành lớp keo dày, giảm lực dán dính.

Khi dán phủ ván lạng, độ nhớt của keo cần cao hơn, đề phòng thấm keo. Khi ép nguội, thời gian ép dài, nên dùng keo có độ nhớt lớn hơn, có thể cho chất độn khi pha keo.
 Trong quá trình dán dính, cần cố gắng làm cho keo hình thành 1 lớp keo mỏng, liên tục giữa các bề mặt dán dính. Cường độ dán dính giảm theo mức tăng chiều dày lớp keo (hình 4.4). Lớp keo dày dễ có bọt không khí, làm cho lực liên kết bên trong lớp keo giảm đi. Hệ số trương nở của keo dán và vật liệu bị dán khác nhau, lớp keo dày dẫn đến ứng suất nhiệt lớn, làm cho cường độ dán dính giảm xuống. Ngoài ra, lớp keo càng dày, rạn nứt càng nghiêm trọng, ở trường hợp bình thường, chiều dày lớp keo động vật từ 0,015 - 0,02 mm, chiều dày lớp keo tổng hợp từ 0,04 - 0,05 mm.

Pha keo, trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng dán dính. Keo có các hình thức 1 thành phần, 2 thành phần và nhiều thành phần.... Keo 1 thành phần như dung dịch nhũ PVAc, khi độ nhớt đạt đến yêu cầu sử dụng, có thể không qua pha chế trực tiếp. Đối với keo UF, PF, để tăng tốc độ đóng rắn, theo điều kiện sử dụng phải chọn chất đóng rắn phù hợp. Hình 4.5 thể hiện quan hệ giữa lượng chất đóng rắn cho vào keo UF và thời gian sống của dung dịch keo. Thường dùng NH4C1 nồng độ từ 10 - 20% làm chất đóng rắn, lượng pha là 10% lượng dung dịch keo, làm cho giá trị pH giảm đến 4 - 5, để đảm bảo chất lượng dán dính. Nhiệt độ cao, thời gian sống của keo ngắn lại, có thể giảm lượng chất đóng rắn; ở nhiệt độ mùa đông, cần tăng tỷ lệ chất đóng rắn.
 

Khi nhiệt độ không khí cao, để tăng tốc độ đóng rắn, giữ nhiệt độ, thời gian sống nhất định, có thể dùng chất đóng rắn nhiều thành phần, tức là đồng thời với việc cho chất đóng rắn có chất ức chế và chất đóng rắn có tính ẩn nấp, làm cho giá trị pH của dung dịch keo khi ở nhiệt độ tương đối thấp thay đổi không nhiều, còn sau khi nhiệt độ tăng cao, giá trị pH giảm xuống nhanh chóng, làm cho dung dịch keo mang tính axít, tăng nhanh tốc độ đóng rắn. Điều cần chú ý là khi pha keo cần lấy nhiệt độ của phân xưởng sản xuất làm căn cứ. Cho chất độn vào keo có thể giảm giá thành, tăng độ nhớt ban đầu, giảm hệ số trương nở và ứng suất co rút. Để tăng tính năng chống lão hoá của lớp keo, có thể cho chất chống lão hoá....

Để cải thiện tính năng dán dính, thường dùng phương pháp hỗn hợp một số loại keo, như sử dụng hỗn hợp dung dịch keo nhũ PVAc và keo UF, có thể làm cho tính năng lão hoá được cải thiện, còn tính chịu nước lại tốt hơn lớp keo PVAc. Keo động vật thường pha tại hiện trường, đun cách thuỷ, nhiệt độ nước cho phép không vượt quá 80°c. Khi pha chế dung dịch keo, cần có tỷ lệ chính xác, xác định chính xác số lượng theo thời gian sống sau pha và điều kiện công nghệ dán dính.

Khi pha keo phải có người phụ trách và ghi chép tỷ mỉ, ghi rõ đơn pha, nhiệt độ pha keo, cần đảm bảo độ nhớt và thời gian sống, để tiện đối chiếu trước khi sử dụng dung dịch keo, căn cứ vào tình huống thực tế của dung dịch keo, kết hợp chất pha loãng hoặc cho thêm chất độn để điều chỉnh độ nhớt. Có công đoạn gia công dán dính yêu cầu màu sắc lớp keo giống với vật liệu, khi pha keo cần cho chất màu phù hợp, nhưng loại chất màu này không được gây phản ứng hoá học với keo. Phải bắt màu tốt, chịu lão hoá, giá rẻ, không ảnh hưởng đến tính năng của keo. Thông thường đều sử dụng chất màu vô cơ.

* Điều kiện công nghệ dán dính :
- Lượng keo tráng
Lượng keo tráng biểu thị khối lượng keo trên đơn vị diện tích bề mặt dán dính. Nó liên quan đến chủng loại keo, nồng độ, độ nhớt, độ nhấp nhô bề mặt dán dính và phương pháp dán dính.... Lượng keo bôi tránh quá lớn, chiều dày lớp keo lớn, cường độ dán dính thấp, ngược lại, lượng keo bôi tráng quá nhỏ, không thể hình thành lớp keo liên tục, cường độ dán dính không cao. Keo có độ nhớt cao dễ tráng, tránh quá mức. Thường lượng keo tổng hợp tráng ít hơn keo albumin. Lượng keo bôi tráng trên gỗ có lỗ mạch lớn và vật liệu bề mặt nhấp nhô cần lớn hơn bề mặt gỗ phẳng nhẵn, lỗ mạch nhỏ. Bôi tráng keo phải đồng đều, không có bọt khí và hiện tượng thiếu keo. Lượng tráng keo ép nguội lớn hơn lượng ép nhiệt.

- Thời gian để ráo trước lúc dán
Thời gian để ráo liên quan đến nhiệt độ phòng dán dính, độ nhớt và thời gian sống của keo. Để ráo là làm cho dung dịch keo thấm ướt triệt để bề mặt, khử co rũt ở trạng thái tự do, giảm ứng suất bên trong. Thời gian để ráo quá ngắn, dung dịch keo chưa thấm vào gỗ, khi ép sẽ tràn ra ngoài, gây ra thiếu keo. Nếu thời gian để ráo quá dài, vượt quá thời gian sống của keo, dung dịch keo sẽ mất tính di động, không thể tạo ra tác dụng dán dính. Sau khi tráng để ráo ở điều kiện hở, dung dịch keo đặc nhanh; Nếu đem mặt phôi ván đã tráng keo chồng lên nhau, không gia áp gọi là để ráo kín, dung dịch keo đặc chậm. Nhiệt độ cao có thể rút ngắn thời gian để ráo, thời gian để ráo của keo dán tổng hợp ở nhiệt độ thường không vượt quá 30 phút. Khi

dán phủ ván lạng, để ngăn chặn thấm keo, để ráo hở làm cho dung dịch keo thấm vào bề mặt ván lạng. Khi sử dụng keo dán hệ cao su, phải để ráo hở cho đến sau khi dung môi bay hoàn toàn mới có thể dán ép.

- Điều kiện đóng rắn lớp keo
Dung dịch keo dán sau khi thấm ướt bề mặt vật liệu được dán dính, phải được chuyển thành chất rắn, mới có cường độ dán dính. Quá trình keo dán từ trạng thái lỏng biến thành trạng thái rắn gọi là đóng rắn. Đóng rắn của keo dán có thể tiến hành bằng phương pháp vật lý thông qua bay hơi, dung dịch nhũ ngưng tụ, thể chảy lỏng nguội đi... hoặc thông qua đa tụ cao phân tử để tiến hành, tham số chủ yếu của đóng rắn là lực ép, nhiệt độ và thời gian.

Trong quá trình dán dính đều cần có lực ép để làm cho bề mặt bị dán dính tiếp xúc chặt chẽ, thuận lợi cho dung dịch keo thấm ướt triệt để, khống chế chiều dày lớp keo và loại bỏ chất bay hơi phân tử thấp tạo ra trong phản ứng đóng rắn. Áp suất ép liên quan đến chủng loại keo, nồng độ, độ nhớt, loài gỗ, độ ẩm, nhiệt độ ép và chiều thớ gỗ. Áp suất ép quá nhỏ, mặt tiếp xúc dán dính không thể tiếp xúc chặt, lớp keo dày, cường độ dán dính thấp; Áp suất ép càng lớn, lớp keo càng mỏng, cường độ dán dính cao song sẽ gây ra thiếu keo, gỗ có khối lượng thể tích thấp thậm chí có thể bị hỏng (hình 4.6).
 

Áp suất ép cần để dán dính trong sản xuất sản phẩm mộc từ 0,1 - 0,15 MPa, gỗ cứng áp suất cao hơn, gỗ mềm thấp hơn. Áp suất phải đổng đều, thuận lợi cho hình thành lớp keo có chiều dày đồng đều.

Trong quá trình dán dính gỗ, gia nhiệt phù hợp có lợi cho khuếch tán và hình thành liên kết hoá học giữa lớp keo và phân tử vật liệu bị dán dính. Nhiệt độ khi đóng rắn liên quan đến chủng loại keo dán (bảng 4.1). Nhiệt độ quá thấp, chuyển động của chuỗi phân tử gốc khó khăn phải kéo dài thời gian ép mới có thể làm cho phản ứng đóng rắn hoàn thành, nhiệt độ quá cao, dễ dẫn đến dung dịch keo trôi mất hoặc làm cho keo dòn, cường độ dán dính giảm xuống.

Keo đóng rắn ở nhiệt độ bình thường (như keo PVAc và keo UF ép nguội) ở điều kiện gia nhiệt thoả đáng, có thể tăng tốc độ phản ứng, lớp keo đóng rắn càng triệt để rút ngắn thời gian dán dính, nâng cao cường độ dán dính.

Thời gian dán dính là thời gian cần thiết để chi tiết dán dính ở điều kiện ép tiếp tạt: đến khi lớp keo đóng rắn, nó chủ yếu quyết định bởi chủng loại keo, độ ẩm và tốc độ bay hơi của dung môi.

Khi ép nguội (dán dính nhiệt độ thường) đóng rắn chậm, thòi gian ép liên quan đến nhiệt độ và lượng chất đóng rắn. Nhưng, thời gian ép quá dài, thòfi gian thẩm thấu keo quá dài, thấm vào trong gỗ quá nhiều gây ra hiện tượng thiếu keo, ảnh hưởng đến chất lượng dán dính.

Khi ép nhiệt, thời gian ngắn, trong phạm vi nhất định lực bám keo tăng lên theo thời gian ép nhiệt kéo dài, cường độ dán dính sẽ giảm xuống.

Ba tham số thời gian, nhiệt độ và áp suất dán dính liên quan với nhau. Trong trường hợp sử dụng cùng loại keo, nhiệt độ dán dính thấp, cần kéo dài thời gian dán dính; nhiệt độ dán dính cao, thời gian ép có thể rút ngắn. Cường độ dán dính của phương pháp ép nhiệt cao hơn phương pháp ép nguội (hình 4.7).
 
Số lượng dung dịch keo thấm vào trong gỗ tăng lên theo nhiệt độ dán dính, tăng lên theo thời gian kéo dài, áp suất tăng lên và độ nhớt của dung dịch keo giảm; thời gian ép nguội dài, độ nhớt của dung dịch keo cao, áp suất ép thấp hơn.

Nguồn : Sách Công Nghệ Mộc


EmoticonEmoticon