Bien Tinh Go 2

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Ch¬ng IV Ho¸ mÒm gç

Do b¶n chÊt gç thiÕu tÝnh mÒm dÎo, mµ khi gia c«ng thµnh h×nh chñ yÕu ph¶i dùa vµo d¸n Ðp vµ gia c«ng c¾t gät, nã hoµn toµn kh¸c nhau vÒ b¶n chÊt khi gia c«ng c¸c vËt liÖu kim lo¹i, chÊt dÎo, gèm sø dÔ dµng bÞ uèn hoÆc dËp Ðp vµo khu«n mÉu. Xö lý ho¸ mÒm gç chÝnh lµ lµm cho gç cã tÝnh mÒm dÎo t¹m thêi nh»m thùc hiÖn qu¸ tr×nh gia c«ng uèn vµ nÐn gç ®îc tiÕn hµnh trong giai ®o¹n dÎo ho¸, ®ång thêi ®îc sÊy kh« ë tr¹ng th¸i biÕn d¹ng, kh«i phôc trë l¹i cêng ®é vµ ®é cøng vèn cã cña gç. TiÕt 1: xö lý ho¸ mÒm gç. I. Xö lý ho¸ mÒm gç. 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ tÝnh chÊt c¬ häc cña gç. (1). BiÕn d¹ng vµ øng suÊt. Khi gç chÞu mét t¸c dông cña ngo¹i lùc mµ t¹i ®iÒu kiÖn ®ã mµ kh«ng x¶y ra sù chuyÓn dêi qu¸n tÝnh nhng gç ®· ph¸t sinh sù biÕn ®æi vÒ d¹ng h×nh häc vµ kÝch thíc cña nã, sù biÕn ®æi nµy ®îc gäi lµ biÕn d¹ng. Khi gç ®· ph¸t sinh biÕn d¹ng râ rµng th× vÞ trÝ t¬ng ®èi vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thµnh phÇn cña c¸c bé phËn vµ gi÷a c¸c ph©n tö trong c¸c thµnh phÇn ®ã ®· ph¸t sinh biÕn ®æi mµ s¶n sinh ra néi lùc gi÷a c¸c thµnh phÇn víi nhau vµ gi÷a c¸c ph©n tö víi nhau nh»m chèng l¹i t¸c dông cña ngo¹i lùc ®ång thêi lu«n cã xu thÕ kh«i phôc trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu; khi ë tr¹ng th¸i c©n b»ng néi lùc vµ ngo¹i lùc cã ®é lín t¬ng ®¬ng, ph¬ng chiÒu ngîc nhau. øng suÊt lµ

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

néi lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch, hiÓn nhiªn gi¸ trÞ cña nã còng b»ng gi¸ trÞ cña ngo¹i lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch. (2). §µn håi vµ M« ®un ®µn håi. §µn håi: ChÊt r¾n chÞu t¸c ®éng ngo¹i lùc mµ sinh ra biÕn d¹ng, sau khi ngo¹i lùc bÞ huû bá biÕn d¹ng trë ngay vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu vÒ h×nh d¹ng còng nh kÝch thíc. TÝnh chÊt ®ã ®îc gäi lµ ®µn håi. M« ®un ®µn håi: Díi mét tû lÖ giíi h¹n nhÊt ®Þnh, quan hÖ gi÷a biÕn d¹ng vµ øng suÊt tu©n theo ®Þnh luËt Huc, tøc øng suÊt vµ biÕn d¹ng theo tû lÖ thuËn, h»ng sè tû lÖ nµy ®îc gäi lµ M« ®un ®µn håi. M« ®un ®µn håi = øng suÊt/ BiÕn d¹ng M« ®un ®µn håi lµ øng suÊt cña mét ®¬n vÞ biÕn d¹ng cña vËt liÖu, nã biÓu trng ®é lín nhá chèng l¹i kh¶ n¨ng biÕn d¹ng cña vËt liÖu. M« ®un cµng lín biÕn d¹ng cµng khã kh¨n, biÓu thÞ ®é cøng cña vËt liÖu cµng lín. Gç lµ vËt liÖu dÞ híng, ë c¸c ph¬ng chiÒu kh¸c nhau th× tÝnh chÊt c¬ häc còng kh¸c nhau, tÊt nhiªn M« ®un ®µn håi còng sÏ kh¸c nhau. Th«ng thêng theo híng däc thí t¬ng ®èi lín, cßn theo híng xuyªn t©m vµ tiÕp tuyÕn t¬ng ®èi nhá. Thø tù ®îc biÓu diÔn nh sau: El >> Er >> Et Gi¸ trÞ cña tû sè El/Er (§èi víi gç Mao s¬n) 12: 1, (§èi víi gç nhÑ) lµ 58:1. Tõ ®ã nãi lªn r»ng gç lµ lo¹i vËt liÖu cã tÝnh dÞ híng dÞ tÝnh rÊt cao. M« ®un ®µn håi cña gç ®¹i thÓ tuú thuéc vµo mËt ®é gç cµng lín th× sÏ cµng lín. (3). DÎo vµ biÕn d¹ng dÎo. Khi øng suÊt vît qua tû lÖ øng suÊt giíi h¹n th× biÕn d¹ng biÕn ®æi kh«ng theo tû lÖ thuËn víi øng suÊt mµ sù biÕn d¹ng sÏ tiÕn triÓn rÊt nhanh mÆc cho øng suÊt kh«ng hÒ ®îc t¨ng lªn, t¹i ®iÓm ®ã ®îc gäi lµ giíi h¹n ch¶y; TÝnh chÊt cña øng

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

suÊt cña vËt liÖu kh«ng thay ®æi mµ biÕn d¹ng vÉn tiÕp tôc ®îc gäi lµ tÝnh dÎo. BiÕn d¹ng dÎo lµ chØ sù biÕn d¹ng vÜnh cöu khi ngo¹i lùc ®· ®îc huû bá mµ kh«ng cã thÓ kh«i phôc h×nh d¹ng vµ kÝch thíc ban ®Çu. BiÕn d¹ng ®µn håi cña gç lµ do ph¸t sinh sù trît gi÷a c¸c sîi Celluloze, trong v¸ch tÕ bµo còng ph¸t sinh biÕn d¹ng, nhng gi÷a c¸c v¸ch tÕ bµo víi nhau kh«ng xuÊt hiÖn biÕn d¹ng vÜnh cöu, do ®ã biÕn d¹ng ®µn håi lµ sù biÕn d¹ng trong ph©n tö vµ sù co d·n kho¶ng c¸ch gi÷a nhãm chøc trong ph©n tö. BiÕn d¹ng dÎo cña gç lµ do øng suÊt trong c¸c sîi vi Celluloze qu¸ lín mµ ph¸t sinh sù ph¸ ho¹i mµ lµm cho c¸c cÇu trung gian bÞ ph¸ huû, sù biÕn d¹ng cña v¸ch tÕ bµo mµ lµm cho xuÊt hiÖn nh÷ng ®øt r¹n vÜnh cöu. Do ®ã, biÕn d¹ng dÎo lµ sù chuyÓn dÞch ®an chÐo nhau gi÷a c¸c vÞ trÝ t¬ng ®èi trong ph©n tö. Gç lµ lo¹i vËt liÖu võa cã tÝnh ®µn håi võa cã tÝnh dÎo mµ ®êng th¼ng biÓu diÔn mèi t¬ng quan gi÷a biÕn d¹ng víi øng suÊt so víi vËt liÖu ®µn håi lý tëng cã sù kh¸c biÖt, trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ ®é Èm b×nh thêng, gç chÞu t¸c ®éng cña ngo¹i lùc, th× giíi h¹n ®iÓm ch¶y thÓ hiÖn kh«ng râ rµng. Ngoµi ra, ®iÓm ho¸ mÒm gç cao h¬n nhiÖt ®é nhiÖt ph©n gç, gç lµ vËt liÖu thiÕu tÝnh dÎo. 2. C¬ chÕ ho¸ mÒm gç. (1). VËt liÖu cã thÓ dÎo ho¸ vµ ®Æc ®iÓm cña nã.  Cã kh¶ n¨ng dÎo ho¸. Sö dông nh÷ng xö lý thÝch ®¸ng lµm cho gç cã tÝnh dÎo ®îc gäi lµ cã thÓ (Kh¶ n¨ng) dÎo ho¸.  VËt liÖu cã thÓ dÎo ho¸ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: - M« ®un ®µn håi (§é cøng) gi¶m xuèng th× vËt liÖu sÏ trë nªn mÒm dÎo.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

- Khu vùc ®µn håi thu nhá hoÆc tiªu biÕn sÏ lµm cho sau khi biÕn d¹ng khã håi phôc l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu. - øng suÊt ph¸ ho¹i t¨ng lªn th× biÕn d¹ng cña vËt liÖu còng t¨ng lªn. - N¨ng lîng ph¸ huû t¨ng lªn, víi vËt liÖu gißn trë nªn “dÝnh” h¬n. (2). BiÕn d¹ng gi·n në. Gç khi hót níc, Amoniac hoÆc rîu bËc thÊp hay khÝ cã cùc th× sÏ dÉn ®Õn gi·n në. Khi c¸c dung dÞch tr¬ng d·n chui thÊm vµo gi÷a c¸c ph©n tö trong cao ph©n tö, cÊu thµnh gç lµm cho c¸c cÇu nèi gi÷a c¸c ph©n tö cã kho¶ng c¸ch xa ra, lùc kÕt hîp gi÷a c¸c ph©n tö víi nhau gi¶m bít, khi chÞu t¸c dông ngo¹i lùc, c¸c cÇu nèi trong ph©n tö ph¸t sinh chuyÓn dÞch t¬ng ®èi gi÷a chóng, biÕn d¹ng ®· ®îc thùc hiÖn. Trong ®iÒu kiÖn nµy mµ n©ng cao nhiÖt ®é lªn, rÊt dÔ lµm cho gç bÞ biÕn d¹ng. Gç do tr¬ng gi·n mµ lµm cho M«®un ®µn håi gi¶m xuèng. Møc ®é biÕn d¹ng tuú thuéc vµo lo¹i dung dÞch tr¬ng në kh¸c nhau, tû lÖ gi·n në kh¸c nhau mµ kh¸c nhau, nh h×nh 4 - 1 ®· chØ.

Gi¸ trÞ t­¬ng ®èi cña M« ®un ®µn håi

H×nh 4 - 1: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ M« ®un c¾t

Ngoµi t¸c dông cña tr¬ng në ®èi víi tÝnh n¨ng biÕn d¹ng ra, khi cã t¸c dông ngo¹i lùc lªn NhiÖt gç ít ®ång thêi võa sÊy kh« võa ®é

n©ng cao nhiÖt ®é, tÝnh n¨ng biÕn d¹ng sÏ tèt h¬n khi gi÷ ë nhiÖt ®é cè ®Þnh vµ ®é Èm cè ®Þnh. Lîng biÕn d¹ng tèi ®a cã

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

thÓ gÊp 3 lÇn lîng biÕn d¹ng thêi kú ®Çu, cßn lo¹i biÕn d¹ng nµy sau khi lo¹i bá ngo¹i lùc cã thÓ trë thµnh tµn d biÕn d¹ng vÜnh cöu. (3). Gi¶m bít nhiÖt ®é chuyÓn ho¸ cña c¸c tæ phÇn v¸ch tÕ bµo gç. V¸ch tÕ bµo gç kh« tuyÖt ®èi hµm chøa trªn 50% Celluloze (Trong ®ã khu vùc kÕt tinh chiÕm 55%), 20 - 30% lµ Hemi Celluloze, cßn l¹i 20 - 30% lµ Lignin, v¸ch tÕ bµo cã kÕt cÊu phøc hîp t¨ng cêng bëi Celluloze nhiÒu líp, Celluloze trong mçi líp ®îc xÕp däc trôc gäi lµ sîi Mixen, gi÷a c¸c Mixen nµy ®îc lÊp ®Çy bëi Hemi Celluloze vµ Lignin. Níc vµ nhiÖt ®é cã t¸c dông víi nhau víi c¸c thµnh phÇn nµy, ph©n tö nµy kh«ng cã thÓ x©m nhËp ®îc vµo khu vùc nµy, ph©n tö níc kh«ng cã thÓ x©m nhËp ®îc vµo khu vùc kÕt tinh cña Mixen, níc kÕt hîp vµo gi÷a khu vùc Hemi Celluloze vµ Lignin vµ nh÷ng khe hë gi÷a

§èi sè cña M« ®un (0,1Pa)

c¸c Mixen víi nhau vµ lÊp ®Çy nh÷ng dung dÞch tr¬ng në.

Tr¹ng th¸i thuû tinh Tr¹ng th¸i ®µn

H×nh 4 - 2: §êng cong nhiÖt ®é - M« ®un håi cña phi kÕt tinh cao ph©n tö Tr¹ng th¸i dÝnh láng

 Thuû tinh ho¸ biÕn ®æi. Thuû tinh ho¸ biÕn ®æi lµ hiÖn tîng rÊt phæ biÕn cña d¹ng cao ph©n tö v« ®Þnh h×nh, bëi v× cho dï lµ cao ph©n tö kÕt tinh còng khã cã thÓ ®¹t ®îc kÕt tinh 100%, mµ lu«n lu«n tån t¹i khu vùc phi kÕt tinh. Khi cao ph©n

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

tö kÕt tinh thuû tinh ho¸ biÕn ®æi rÊt nhiÒu tÝnh chÊt vËt lý, c¬ häc biÕn ®æi m¹nh mÏ, ®Æc biÖt lµ tÝnh c¬ häc, nhiÖt ®é chØ thay ®æi vµi ®é trong khu vùc biÕn ®æi mµ M« ®un ®µn håi ®· thay ®æi 3 - 4 cÊp (H×nh 4 - 2). VËt liÖu tõ tr¹ng th¸i cøng ho¸ ®ét nhiªn biÕn ®æi trë thµnh vËt liÖu ®µn håi mÒm dÎo, vËt liÖu ®· hoµn toµn biÕn ®æi tÝnh n¨ng vèn cã cña nã. ChÊt dÎo sö dông cao ph©n tö khi nhiÖt ®é n©ng ®Õn xuÊt hiÖn hiÖn tîng thuû tinh ho¸ biÕn ®æi th× sÏ mÊt ®i tÝnh dÎo trë thµnh cao su ho¸. Do ®ã, thuû tinh ho¸ biÕn ®æi lµ mét tÝnh chÊt quan träng cña cao ph©n tö. Nghiªn cøu hiÖn tîng thuû tinh ho¸ biÕn ®æi cã mét ý nghÜa thùc tiÔn vµ lý luËn rÊt quan träng. Vïng Tr¹ng th¸i

Khu

chÊt

Tr¹ng

biÕn

láng

®æi

lu

thuû

Khu

th¸i

tinh

biÕn

cao

®én

®æi

su

g

H×nh 4 - 3: DiÔn biÕn ®éng th¸i ®iÓn h×nh cao ph©n tö phi kÕt tinh Tõ ®êng cong ®éng th¸i ta biÕt tÝnh dÎo vµ ®µn håi cña cao ph©n tö ®iÓn h×nh cã thÓ c¨n cø vµo nhiÖt ®é kh¸c nhau mµ chia thµnh 5 khu vùc. §êng cong ®éng th¸i c¬ häc ®iÓn h×nh cña vËt liÖu cao ph©n tö phi tr¹ng th¸i tinh thÓ nh h×nh 4 - 3 chØ râ. Díi nhiÖt ®é thuû tinh ho¸, M« ®un cña cao ph©n tö kho¶ng chõng 1 Gpa, ®ång thêi tuú theo nhiÖt ®é n©ng cao th× M« ®un l¹i gi¶m xuèng rÊt chËm. LÊy nhiÖt ®é t¬ng øng cña ®iÓm uèn ®êng cong biÓu diÔn M« ®un hay gi¸ trÞ cùc

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

®¹i cña ®êng cong tiªu hao bªn trong lµm nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ biÕn ®æi Tg cña cao ph©n tö. Trong khu vùc thuû tinh ho¸ biÕn ®æi, M« ®un gi¶m xuèng kho¶ng 1.000 lÇn. NhiÖt ®é l¹i n©ng lªn, cao ph©n tö n»m trong khu vùc tr¹ng th¸i cao su, M« ®un kho¶ng 1 MPa, ®ång thêi kh«ng phô thuéc vµo nhiÖt ®é. Qua khu vùc biÕn ®æi thø 2 cuèi cïng lµ khu vùc chÊt láng lu ®éng, cao ph©n tö ë tr¹ng th¸i ch¶y dÝnh, M« ®un l¹i tiÕp tôc gi¶m. ë tr¹ng th¸i thuû tinh vµ tr¹ng th¸i cao su, sù tiªu hao bªn

trong cña cao ph©n tö nhá lµ hoµn toµn cã thÓ gi¶i thÝch ®îc. ë tr¹ng th¸i thuû tinh, cao ph©n tö c¬ b¶n chØ ph¸t sinh biÕn h×nh d¹ng th«ng thêng, biÕn d¹ng ®µn håi th«ng thêng kh«ng hao tæn bÊt kú n¨ng lîng nµo. ë tr¹ng th¸i ®µn håi cao, chuçi ph©n tö cã thÓ vËn ®éng tù do, cao ph©n tö ph¸t sinh biÕn d¹ng thuËn nghÞch cao, gãc lÖch gi÷a ®êng øng suÊt vµ ®êng biÕn d¹ng δ rÊt bÐ, còng cã thÓ xem nh kh«ng hÒ tiªu hao n¨ng lîng. Trong khu vùc biÕn ®æi, nguyªn nh©n lµm tiªu hao bªn trong vµ mét sè chuçi ph©n tö nµo ®ã cã thÓ tù do vËn ®éng trong khu vùc biÕn ®æi cña cao ph©n tö; Cã mét sè l¹i kh«ng cã thÓ vËn ®éng trong mét giai ®o¹n biÕn d¹ng nµo ®ã, c¸i tríc tÝch luü Ýt n¨ng lîng h¬n c¸i sau. Khi mét sè chuçi ph©n tö vËn ®éng tù do trong tr¹ng th¸i thuû tinh, nh÷ng n¨ng lîng thõa ®îc tho¸t ra díi d¹ng nhiÖt. Cã mét n¨ng lîng tiªu hao bªn trong rÊt lín xuÊt hiÖn trong khi thuû tinh ho¸ biÕn ®æi lµ bëi v× trong nhiÖt ®é cña khu vùc nµy lµ nh vËy; rÊt nhiÒu ph©n tö ®«ng kÕt cña cao ph©n tö b¾t ®Çu nãng ch¶y, khi nã ph¸t sinh biÕn d¹ng ®µn håi cao sÏ lµm cho n¨ng lîng thõa biÕn thµnh nhiÖt n¨ng.  Sù biÕn ®æi thuû tinh ho¸ trong thµnh phÇn v¸ch tÕ bµo do Hemi Celluloze vµ Lignin lµ s¶n phÈm cao ph©n tö ë tr¹ng

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

th¸i phi tinh thÓ ®iÓn h×nh, thuû tinh ho¸ biÕn ®æi thÓ hiÖn rÊt râ rµng. Stone vµ ®ång nghiÖp nghiªn cøu ph¸t hiÖn khi nhiÖt ®é ®¹t ®Õn nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ Tg, Lignin sÏ mÒm ho¸ vµ trë nªn dÝnh, ®ång thêi ph¸t hiÖn thÊy khi Lignin hÊp thô mét lîng lín níc sÏ lµm cho nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ biÕn ®æi gi¶m xuèng râ rÖt, Hemi Celluloze còng cã tÝnh n¨ng t¬ng tù. Celluloze bëi v× cã tÝnh kÕt tinh nhiÖt ®é mÒm ho¸ cña nã hÇu nh kh«ng phô thuéc vµo thµnh phÇn níc. B¶ng 4 - 1 ®Ó ®o thùc tÕ c¸c thµnh phÇn chñ yÕu trong v¸ch tÕ bµo trong ®iÒu kiÖn kh« vµ ít ®èi víi c¸c thµnh phÇn chñ yÕu cña v¸ch tÕ bµo.

B¶ng 4 -1: NhiÖt ®é thuû tinh ho¸ cña thµnh phÇn chñ yÕu v¸ch tÕ bµo gç

Thµnh phÇn gç

NhiÖt ®é thuû tinh ho¸ Tg (0C) Tr¹ng th¸i kh« Tr¹ng th¸i ít

Lignin Hemi Celluloze Celluloze

Tõ b¶ng ta nhËn thÊy nÕu nhiÖt lîng vµ níc thÝch hîp trong gç, cho dï Celluloze cha hÒ x¶y ra thay ®æi nµo, mµ Lignin, Hemi Celluloze nhanh chãng ®¹t ®Õn nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ biÕn ®æi, tõ ®ã lµm M« ®un ®µn håi nhanh chãng gi¶m xuèng, sù mÒm ho¸ cña Lignin vµ Hemi Celluloze (C¬ chÊt) dÉn ®Õn tÝnh dÎo cña gç ®îc t¨ng lªn. HÊp luéc cao tÇn Viba ®îc sö dông gia nhiÖt sö lý ho¸ mÒm gç chÝnh lµ dùa vµo nguyªn lý trªn. (4). DÎo ho¸ vµ c¸c thµnh phÇn gç.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Vïng phi kÕt tinh cña Celluloze vµ Hemi Celluloze cã tÝnh thÝch níc vµ c¸c dung dÞch tr¬ng në, cã t¸c dông lµm tr¬ng në gç rÊt lín. Thµnh phÇn níc kh«ng thÓ thÊm s©u vµo vïng kÕt tinh cña Celluloze cßn víi nh÷ng dung dÞch tr¬ng në nh Amoniac th× cã thÓ thÊm vµo, tõ ®ã dÉn ®Õn sù tr¬ng gi·n cña c¸c Mixen. Lignin lµ thµnh phÇn v« cïng quan träng liªn quan tíi kh¶ n¨ng mÒm dÎo ho¸ cña gç mµ Amoniac còng lµ mét hîp chÊt mµ Lignin rÊt thÝch, sù hoµ tan vµ tr¬ng në cña Lignin t¨ng lªn khi mµ kh¶ n¨ng kÕt hîp cña cÇu OH t¨ng lªn. Tæng l¹i mµ nãi khi sö dông c¸c dung dÞch tr¬ng gi·n xö lý gç biÕn d¹ng dÎo lµ sù chuyÓn dÞch gi÷a c¸c ph©n tö víi nhau cña Celluloze, Hemi Celluloze vµ Lignin, ®ång thêi còng do sù chuyÓn dÞch vµ ®an chÐo nhau cña c¸c vÞ trÝ gi÷a c¸c tÇng v¸ch tÕ bµo. II. Xö lý ho¸ mÒm gç. 1. Môc ®Ých dÎo ho¸ gç. (1). Gia c«ng thµnh h×nh. Gia c«ng thµnh h×nh gç 3 c«ng ®o¹n liªn tôc: MÒm ho¸, thµnh h×nh vµ cè ®Þnh. Sau khi gç ®îc gia nhiÖt, níc thÊm s©u vµo gç ®Õn tr¹ng th¸i b·o hoµ c¬ chÊt ®îc mÒm ho¸ lµ cho tÝnh dÎo cña gç ®îc n©ng lªn, c«ng viÖc gia c«ng thµnh h×nh ®îc b¾t ®Çu. Sau ®ã gç trong tr¹ng th¸i biÕn d¹ng ®îc tiÕn hµnh sÊy kh«; thu ®îc biÕn d¹ng vÜnh cöu - gäi lµ sÊy kh« cè ®Þnh. §Ó ®¹t môc ®Ých nµy, thêng dïng ph¬ng ph¸p hÊp luéc, ph¬ng ph¸p thµnh h×nh gia nhiÖt Viba trong tr¹ng th¸i níc b·o hoµ, ph¬ng ph¸p xö lý lµm dung dÞch Amoniac hoÆc khÝ Amoniac. C¸c ph¬ng ph¸p nµy kh¸c víi viÖc thµnh h×nh b»ng c¾t gät, d¸n, ghÐp méng lµ kh«ng lµm tæn h¹i ®èi víi gç lµ mét

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

ph¬ng ph¸p gia c«ng thµnh h×nh mang tÝnh liªn tôc cña Celluloze gç. (2). NÐn t¨ng mËt ®é. V× ®Ó n©ng cao M« ®un ®µn håi vµ ®é cøng cña gç mµ sö dông ph¬ng ph¸p nÐn Ðp lµm cho mËt ®é cña gç t¨ng lªn. Trong qu¸ tr×nh nÐn Ðp nÕu gç ®ang trong t×nh tr¹ng dÎo ho¸ t¹m thêi th× viÖc biÕn ®æi lµm t¨ng mËt ®é gç ®îc diÔn ra dÔ dµng. MËt ®é bÒ mÆt cña gç ®îc n©ng cao lµm t¨ng thªm tÝnh chÞu mµi mßn cña nã, ngoµi ra cã thÓ lîi dông c¸c khu«n mÉu cã hoa v¨n lµm cho bÒ mÆt cña gç ®îc gia c«ng theo nh÷ng hoa v¨n ®Æc biÖt. Tríc khi nÐn lµm t¨ng mËt ®é, mong muèn lµm cho gç t¹m thêi ë tr¹ng th¸i dÎo, cã thÓ lîi dông viÖc xö lý gia nhiÖt díi tr¹ng th¸i gç cã ®é Èm, còng cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p ng©m trong Amoniac. (3). Thµnh h×nh b»ng gç vôn. §em d¨m bµo hoÆc Celluloze gia c«ng thµnh h×nh trong ®iÒu kiÖn dÎo ho¸ thÝch hîp, trong qu¸ tr×nh Ðp nhiÖt lµm cho v¸n d¨m bµo hoÆc sîi cã mËt ®é bÒ mÆt lín. (4). DÎo vÜnh cöu. §a vµo bªn trong gç mét sè chÊt ho¸ mÒm thÝch hîp lµm cho ®iÓm ho¸ mÒm cña gç gi¶m xuèng díi nhiÖt ®é kh«ng khÝ, tõ ®ã thu ®îc vËt liÖu cã tÝnh mÒm dÎo trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ. LÊy Amine lµm c¬ chÊt dung m«i tr¬ng në kh«ng bay h¬i sÏ cã t¸c dông nµy. Nhng muèn thùc hiÖn s¶n xuÊt thµnh th¬ng phÈm th× cßn cÇn gi¶i quyÕt nhiÒu vÊn ®Ò cô thÓ. (5). DÎo ho¸. Gç ®îc tiÕn hµnh xö lý thÊm s©u ho¸ chÊt tøc lµ chÊt xö lý thÊm s©u vµo khu vùc kÕt tinh Mixen trong v¸ch tÕ bµo, tõ ®ã lµm cho nã trë thµnh lo¹i vËt liÖu dÎo ho¸.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

2. Xö lý ho¸ mÒm gç. Xö lý hãa mÒm gç cã thÓ ph©n thµnh 2 d¹ng: §ã lµ ph¬ng ph¸p vËt lý vµ ph¬ng ph¸p ho¸ häc. Ph¬ng ph¸p vËt lý - Ph¬ng ph¸p níng, ph¬ng ph¸p hÊp, ph¬ng ph¸p luéc, ph¬ng ph¸p cao t¸n, ph¬ng ph¸p Viba. Ph¬ng ph¸p ho¸ häc (Cßn ®îc gäi lµ ph¬ng ph¸p xö lý dung dÞch ho¸ chÊt) - Dïng Amoniac, khÝ Amoniac, dung dÞch NaOH, KOH, Acid Tanic… (1). Ph¬ng ph¸p vËt lý. Ph¬ng ph¸p vËt lý cßn ®îc gäi lµ ph¬ng ph¸p xö lý nhiÖt Èm. LÊy níc lµm dung dÞch ho¸ mÒm, ®ång thêi gia nhiÖt cho ®Õn khi gç ®· ®îc ho¸ mÒm.  Ph¬ng ph¸p luéc. Dïng níc nãng ®un s«i hoÆc h¬i níc ë nhÞªt ®é cao. Thêi gian xö lý tuú thuéc vµo chñng lo¹i gç, ®é dµy cña s¶n phÈm, nhiÖt ®é xö lý kh¸c nhau mµ cã sù thay ®æi. Khi xö lý gç cã chiÒu dµy lín ®Ó rót ng¾n thêi gian mµ xö lý nåi chÞu ¸p suÊt, n©ng cao ¸p suÊt h¬i níc. NÕu ¸p suÊt h¬i níc qu¸ lín, lu«n lu«n lµm cho bÒ mÆt gç nhiÖt ®é qu¸ cao, mÒm ho¸ qu¸ tr×nh cßn ë t¹i líp gi÷a nhiÖt ®é cßn thÊp, dÎo hãa kh«ng ®ång ®Òu. Ngîc l¹i nÕu nhiÖt ®é xö lý qu¸ thÊp th× sù mÒm ho¸ kh«ng ®Çy ®ñ. Th«ng thêng lÊy nhiÖt ®é lín h¬n 800C ®Ó xö lý, thêi gian xö lý tõ 60 - 100 min, khi dïng nhiÖt ®é h¬i níc tõ 80 - 1000C th× thêi gian xö lý tõ 20 - 80 min. B¶ng 4 2 lµ ®iÒu kiÖn xö lý ®èi víi gç Yu vµ Thuû khóc liÔu. B¶ng 4 - 2: §iÒu kiÖn xö lý v¸n b»ng h¬i níc nãng

Lo¹i gç

§é dµy

Thêi gian (min) xö lý ë nhiÖt ®é (0C) kh¸c

ph«i

nhau

(mm) Gç Yu

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Thuû khóc liÔu

Mét sè t¸c gi¶ nghiªn cøu gç trong qu¸ tr×nh xö lý nhiÖt Èm, c¸c chØ tiªu cêng ®é c¬ häc (M« ®un E, cêng ®é ph¸ ho¹i ə, biÕn d¹ng ph¸ ho¸ ε) víi c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o cña v¸ch tÕ bµo (§é kÕt tinh cña Celluloze Cr, hµm lîng Lignin L, ®é ®Þnh híng ph©n tö trong khu vùc v« ®Þnh h×nh F) gi÷a chóng cã quan hÖ t¬ng quan: ‹1› Gç cã hµm lîng Lignin (L) thÊp th× M« ®un E lín vµ cêng ®é ə gi¶m ®i rÊt nhanh chãng mµ biÕn d¹ng ph¸ ho¹i (ε ) l¹i t¨ng lªn rÊt nhanh. ‹2› §é kÕt tinh (Cr ) vµ hµm lîng Lignin (L), ®é ®Þnh híng ph©n tö (F) víi hµm lîng Lignin (L) gi÷a chóng víi nhau cã quan hÖ tû lÖ thuËn. §é kÕt tinh cao th× hµm lîng Lignin còng cao, quan hÖ nµy phï hîp víi nh÷ng lo¹i gç ë vïng nhiÖt ®íi vµ gç c©y l¸ kim; §é kÕt tinh thÊp hµm lîng Lignin còng thÊp. Quan hÖ nµy ®îc thÓ hiÖn rÊt râ rµng trong c¸c loµi gç ë NhËt B¶n. KÕt qu¶ nghiªn cøu chØ râ ®é kÕt tinh cña gç thÊp hµm lîng Lignin thÊp. Nh÷ng lo¹i gç cã ®é ®Þnh lîng ph©n tö thÊp th× dÔ uèn; Gç c©y l¸ réng dÔ uèn h¬n so víi c©y l¸ kim, gç ë vïng «n ®íi nh Hoa méc, S¬n mao ®Òu cã tÝnh n¨ng uèn rÊt tèt.  Ph¬ng ph¸p gia nhiÖt cao tÇn. §em gç ®Æt vµo gi÷a hai b¶n cùc cña m¸y cao tÇn, nèi ®iÖn ¸p cao tÇn, gi÷a hai b¶n cùc sÏ xuÊt hiÖn dßng c¶m øng cao tÇn. Díi t¸c dông nµy, dÉn ®Õn c¸c ph©n tö bªn trong cña gç lu«n lu«n bÞ cùc hãa, gi÷a c¸c ph©n tö víi nhau cã sù cä s¸t m·nh liÖt. Nh vËy lµm cho trong tõ trêng ®· biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng, tõ ®ã lµm cho gç ®îc gia nhiÖt vµ mÒm hãa. Sù thay ®æi ®iÖn trêng cµng nhanh, tøc lµ tÇn sè cµng cao, sù cùc hãa cµng m·nh liÖt, thêi gian mÒm hãa cña gç cµng ng¾n.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

ThÝ nghiÖm c«ng nghÖ mÒm hãa cao tÇn chØ râ: Gç ®îc gia nhiÖt rÊt nhanh, chu kú mÒm hãa ng¾n, gia nhiÖt ®ång ®Òu, mµ gç cµng dµy th× c¸c u ®iÓm nµy cµng thÓ hiÖn râ. §èi víi gç Phong d¬ng vµ Th¹ch thô kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®îc chØ ra ë b¶ng 4 - 3. B¶ng 4 - 3: §iÒu kiÖn mÒm hãa cao tÇn cña gç

Lo¹i gç

§é dµy v¸n (mm)

§é Èm ban ®Çu (%)

MËt ®é cêng suÊt (W/cm3)

Thêi gian gia nhiÖt ®¹t chÊt lîng tèt nhÊt (min)

Feng yuang Zhe shu

Do gia nhiÖt cho gç ®îc tiÕn hµnh ngay trong lßng cña nã, m«i trêng xung quanh gç cã thÓ cã h¬i níc bay ra nªn ®é Èm ban ®Çu nªn cao h¬n so víi ph¬ng ph¸p hÊp luéc. Trong ®iÒu kiÖn xö lý nh nhau nhiÖt ®é bªn trong cña gç Zhe shu cã thÓ ®¹t ®Õn trªn díi 1500C cßn ®èi víi gç Phong d¬ng nhiÖt ®é kh«ng qu¸ 1100C, ®iÒu ®ã chØ râ thµnh phÇn níc vµ tÝnh thÊm cña h¬i níc qu¸ nhiÖt gç thÊp h¬n so víi gç Phong d¬ng. Gç Phong d¬ng t¬ng ®èi mÒm xèp, gia nhiÖt cao tÇn díi mËt ®é c«ng suÊt m¸y 1,2W/cm3 trong vßng 4 min, gç thÝ nghiÖm sÏ qu¸ kh«, khi tiÕn hµnh uèn dÔ bÞ nøt g·y, nÕu thêi gian gia nhiÖt 7 min th× bÒ mÆt gç ®· kh«, kh«ng thÓ uèn ®îc. TÇn sè cña m¸y ph¸t cao tÇn cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn tèc ®é mÒm hãa vµ chÊt lîng. NÕu lÊy sù mÒm hãa mµ n¬i tÇn sè lµm viÖc tèt nhÊt nªn lùa chän trong kho¶ng tÇn sè tiªu hao lín nhÊt cña mçi chÊt mµ v¸ch tÕ bµo lµ nguyªn nh©n. Thùc nghiÖm chøng tá ®èi víi gç Phong d¬ng vµ khi tÇn sè lµ 4 MHz gç ®îc gia nhiÖt dÔ dµng, mµ l¹i cã thÓ gi÷ ®îc lîng níc thÝch hîp lµm cho chÊt l-

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

îng mÒm hãa gia nhiÖt ®¹t ®îc tr¹ng th¸i tèt nhÊt. Khi gia nhiÖt b»ng cao tÇn c¸c b¶n cùc cÇn ph¶i ®îc tiÕp xóc víi gç. T¹i c¸c níc §øc, NhËt B¶n, Ba Lan còng ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Þnh h×nh víi gia nhiÖt mÒm hãa cao tÇn ®èi víi gç, ®ång thêi thiÕt kÕ nh÷ng thiÕt bÞ s¶n xuÊt t¬ng øng.  Ph¬ng ph¸p gia nhiÖt Viba: §©y lµ c«ng nghÖ míi ®îc më ra trong nh÷ng n¨m 80. TÇn sè cña Viba n»m trong kho¶ng 300 MHz ®Õn 300 GHz, bíc sãng dµi 1 - 1.000 mm, nã cã n¨ng lùc xuyªn th©u vµo chÊt ®iÖn m«i kÝch ho¹t c¸c ph©n tö trong ®iÖn m«i ph©n cùc rung ®éng, ma s¸t sinh nhiÖt. Khi dïng Viba 2450 MHz chiÕu räi vµo gç cã ®é Èm b·o hoµ, bªn trong gç nhanh chãng ph¸t nhiÖt do ¸p lùc bªn trong cña gç t¨ng lªn, thµnh phÇn níc bªn trong cã xu híng tho¸t ra phÝa ngoµi díi d¹ng níc nãng hoÆc d¹ng h¬i níc nãng, gç râ rµng bÞ mÒm hãa. NÕu lÊy nguån Viba c«ng suÊt 1 - 5KW ®Ó chiÕu räi trong vµi phót, bÒ mÆt cña gç cã thÓ ®¹t ®Õn 90 - 1100C, nhiÖt ®é bªn trong cã thÓ ®¹t 100 - 1300C. NÕu ®em gç cã ®é dµy 1 cm, ®é Èm b·o hoµ gia nhiÖt b»ng Viba trong vßng 1 - 2 min uèn cã ®ai Gç

Gç

kim lo¹i, b¸n kÝnh uèn cong cã thÓ ®¹t ®Õn 3 cm. Nh÷ng häc gi¶ NhËt B¶n ®· dïng 2 ph¬ng ph¸p nh trong Gç tr¹ng th¸ib·o

Gç b·o hoµ

h×nh 4 - 4hoµ ®· chØ ®Ó gia c«ng uèn gç b»ng Viba. Gia t¶i biÕn d¹ng Gia nhiÖt H×nh 4 Viba

Uèn - 4: Hai ph¬ng ¸n dïng gç Viba uèn gç Khèng chÕ nhiÖt ®é

Gia nhiÖt Viba

Uèn SÊy Van kÑp h×nh thµnh

Khèng chÕ nhiÖt ®é

SÊy kh« Gç uèn

Gç uèn

(a

(b

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

a. Ph¬ng ph¸p ®iÓn h×nh. b. Ph¬ng ph¸p liªn hîp c¬ giíi + mÒm hãa

KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®îc chØ ra ë b¶ng 4 - 4. B¶ng 4 - 4: KÕt qu¶ uèn gç gia nhiÖt Viba Lo¹i gç

D

BQ

Gç l¸ réng NhËt B¶n

So s¸nh víi ph¬ng ph¸p hãa mÒm truyÒn thèng, ph¬ng ph¸p hãa mÒm Viba cã nh÷ng u ®iÓm sau: ‹1› Do viÖc gia nhiÖt ®îc tiÕn hµnh tõ bªn trong lßng gç, nhiÖt ®é t¨ng lªn nhanh chãng, thêi gian hãa mÒm ng¾n l¹i. VÝ dô: Gç cã chiÒu dµy 2 cm, ®Ó ®¹t ®îc nhiÖt ®é trong lßng gç lµ 800C; dïng ph¬ng ph¸p hãa mÒm nhiÖt Èm ph¶i cÇn ®Õn 8h, cßn nÕu dïng ph¬ng ph¸p gia nhiÖt Viba chØ cÇn 1 min. §Æc biÖt khi xö lý gç cã quy c¸ch kÝch thíc t¬ng ®èi lín th× hiÖu qu¶ kinh tÕ cµng râ rÖt h¬n so víi ph¬ng ph¸p hÊp luéc. ‹2› NhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh xö lý ®îc khèng chÕ mét c¸ch dÔ dµng, gç cã thÓ ®îc mÒm hãa trong

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

®iÒu kiÖn c«ng nghÖ tèt ®Ñp nhÊt. ‹3› Trong trêng hîp mong muèn cã sù biÕn d¹ng m·nh liÖt nªn ®em ph«i vµ khu«n mÉu thao t¸c ngay trong lß vi sãng nh»m lµm cho gç trong tr¹ng th¸i chÞu t¶i ®îc sÊy kh« lµm mÊt ®i tÝnh kh¸ng uèn cña gç. Trªn c¬ së ®ã më réng ph¹m vi øng dông qu¸ tr×nh uèn gç, tøc lµ cã thÓ sö dông nh÷ng lo¹i gç cã thø h¹ng thÊp mµ chÞu ®îc sù biÕn d¹ng t¬ng ®èi lín, ®¶m b¶o cho chÊt lîng uèn gç. H×nh 4 - 5 lµ s¬ ®å c¬ cÊu ®Þnh h×nh, thµnh h×nh trong lß vi sãng. H×nh 4 - 5: Dïng mµng máng cao ph©n tö bao bäc gç b·o hoµ, sau ®ã chiÕu räi vi sãng. Nh vËy cã thÓ ng¨n ngõa do sù bay h¬i cña níc mµ lµm gi¶m nhiÖt ®é bÒ mÆt cña gç, tÝnh n¨ng hãa mÒm sÏ kÐm ®i. ThÝ nghiÖm ®èi víi mét sè lo¹i gç nh chØ râ, ®é uèn cña c¸c mÉu gç qua xö lý lín h¬n rÊt nhiÒu so víi kh«ng xö lý. (2). Ph¬ng ph¸p xö lý dung dÞch hãa häc. C¬ chÕ hãa mÒm gç b»ng dung dÞch hãa häc kh¸c víi ph¬ng ph¸p hÊp luéc, khi sö dông c¸c dung dÞch hãa häc kh¸c nhau xö lý gç, th× c¬ chÕ hãa mÒm còng cã sù kh¸c nhau. §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p xö lý nµy lµ gç ®îc hãa mÒm triÖt ®Ó, kh«ng bÞ h¹n chÕ bëi loµi c©y lµ ph¬ng ph¸p thùc dông cã tÝnh phæ biÕn ®èi víi ph¬ng ph¸p xö lý hãa häc gç, nhng còng cÇn ph¶i nghiªn cøu ph¸t triÓn thªm mét bíc n÷a. Dung dÞch hãa chÊt thêng dïng trong xö lý cã xö lý b»ng kiÒm, xö lý Amoniac trong ®ã xö lý Amoniac lµ cã hiÖu qu¶ rÊt tèt.  Ph¬ng ph¸p xö lý kiÒm. Ph¬ng ph¸p nµy lµ ®em gç ng©m vµo dung dÞch NaOH nång ®é 10 - 15% hay dung dÞch KOH nång ®é 15 - 20%, sau mét thêi gian nhÊt ®Þnh gç ®· ®îc mÒm hãa râ rµng, vít gç ra dïng níc s¹ch röa s¹ch lµ cã thÓ tiÕn

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

hµnh uèn nÐn. Ph¬ng ph¸p nµy hiÖu qu¶ hãa mÒm rÊt tèt, nhng gç dÔ xuÊt hiÖn biÕn mµu vµ søt c¹nh. V× ®Ó phßng ngõa s¶n sinh nh÷ng khuyÕt tËt trªn cã thÓ ng©m qua níc Oxi giµ nång ®é 3 - 5% ®ång thêi ng©m tÈm. Gç sau khi ®îc xö lý b»ng ph¬ng ph¸p kiÒm tuy ®· ®îc ®Þnh h×nh vµ sÊy kh« nhng nÕu l¹i ng©m vµo trong níc th× nã l¹i kh«i phôc trë vÒ d¹ng dÎo hãa.  Xö lý Amoniac. N¨m 1955 Stamm lµ ngêi ®Çu tiªn ®Ò xuÊt dïng Amoniac ®Ó hãa mÒm gç, u ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy so víi hãa mÒm b»ng hÊp luéc nh sau: ‹1› HÇu nh tÊt c¶ c¸c lo¹i gç c©y l¸ réng qua xö lý hãa mÒm ®Òu cã thÓ hãa mÒm triÖt ®Ó. ‹2› Khi h×nh thµnh chØ tæn hao lùc phô trî bÐ, thêi gian ng¾n, tû lÖ phÕ phÈm Ýt. ‹3› S¶n phÈm sau khi ®· ®Þnh h×nh cã xu thÕ phôc håi nguyªn tr¹ng bÐ nhá, nhng mïi khã chÞu m¹nh tÝnh kÝch thÝch cao, do vËy khi tiÕn hµnh s¶n xuÊt nhÊt thiÕt ph¶i trong m«i trêng kÝn. Amoniac ®Òu cã thÓ ph¸t sinh t¸c dông m¹nh mÏ ®èi víi Celluloze, Hemi Celluloze vµ Lignin, Amoniac lµ tr¬ng në Celluloze bëi v× Amoniac cã thÓ thÊm s©u vµo vïng kÕt tinh mµ h×nh thµnh Amoniac hãa Celluloze, do vËy Amoniac lµ mét dung dÞch tr¬ng në m¹nh ®èi víi Celluloze, Amoniac cã thÓ lµm cho c¸c ph©n tö trong Hemi Celluloze t¸i ®Þnh híng. Amoniac còng lµ mét chÊt mÒm hãa rÊt tèt ®èi víi Lignin, trong qu¸ tr×nh dÎo hãa, c¸c ph©n tö Lignin ph¸t sinh chuyÓn vÞ, ®ång thêi xuÊt hiÖn tr¹ng th¸i dÎo hãa. Ngay c¶ Amine còng cã thÓ mÒm hãa. TÝnh dÎo cña gç khi xö lý b»ng Amoniac cã quan hÖ mËt thiÕt víi chñng lo¹i gç, ®é Èm vµ kÕt cÊu cña gç ‹1› Xö lý b»ng dung dÞch Amoniac. §em gç kh« tuyÖt ®èi ng©m vµo trong dung dÞch Amoniac láng - 33 → - 780C trong

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

kho¶ng 0,5 - 4h sau ®ã lÊy ra, khi nhiÖt ®é dÇn t¨ng lªn ®Õn nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh nµo ®ã ë trong phßng, gç ®· ®îc mÒm hãa. Sau ®ã uèn gia c«ng thµnh h×nh ®Æt trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh lµm cho Amoniac hoµn toµn bay h¬i, tøc lµ ®· ®îc thµnh h×nh cè ®Þnh, kh«i phôc l¹i ®é cøng cña gç. Xö lý trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ thêi gian trong kho¶ng 8 - 30 min ®Ó gç cã thÓ dÔ dµng biÕn d¹ng. Víi v¸n máng cã chiÒu dµy 3 mm ng©m trong dung dÞch Amoniac trong 4h, ®· cã thÓ thu ®îc tÝnh mÒm dÎo hoµn thiÖn, cã thÓ tiÕn hµnh uèn s¶n phÈm tuú ý. So s¸nh ph¬ng ph¸p nµy víi ph¬ng ph¸p hÊp luéc nã cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: B¸n kÝnh cong khi uèn gç bÐ hÇu nh thÝch hîp víi tÊt c¶ mäi lo¹i gç. M« men khi uèn bÐ, sù ph¸ ho¹i cña gç trong qu¸ uèn thÊp, s¶n phÈm uèn nÐn díi t¸c dông cña thµnh phÇn níc hÇu nh kh«ng trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu. T¸c dông mÒm hãa cña dung dÞch Amoniac ®îc biÓu hiÖn râ rÖt ®èi víi Lignin vµ ®êng bËc cao nã lµm tr¬ng në c¸c thµnh phÇn nµy. Lignin lµ mét lo¹i cao ph©n tö cÇu thÓ ph©n nh¸nh, khi ®îc mÒm hãa bëi Amoniac c¸c ph©n tö Lignin ®· ph¸t sinh biÕn d¹ng chuyÓn vÞ nhng chuçi ph©n tö kh«ng bÞ hoµ tan hoÆc lµ kh«ng hoµn toµn ph©n ly, ®ång thêi nh÷ng Lignin láng lÎo cã sù liªn kÕt víi ®êng bËc cao, lµm cho nã cá thÓ hiÖn tr¹ng th¸i dÎo hãa. Kh¸c víi ph©n tö níc Amoniac cã thÓ thÊm s©u vµo vïng kÕt tinh cña Celluloze lµm cho vïng kÕt tinh më réng vµ trë nªn láng lÎo, dÉn ®Õn gi÷a c¸c ph©n tö Celluloze víi nhau ph¸t sinh sù chuyÓn ®éng t¬ng ®èi, do ®ã thÓ hiÖn râ tÝnh dÎo cña nã. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng thÊm cña dung dÞch Amoniac còng cã thÓ sö dông khÝ CO2 hoÆc khÝ Amoniac thay thÕ kh«ng khÝ trong ruét tÕ bµo tríc khi xö lý.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Trong xö lý dung dÞch Amoniac do v¸ch tÕ bµo ph©n cùc dÎo hãa, khi Amoniac bay h¬i dÔ ph¸t sinh chÊt thÊm tõ ruét tÕ bµo ra ph¸ vì v¸ch tÕ bµo, sù ph¸ vì nµy lµm cho kÝch thíc cña gç bÞ co l¹i so víi kÝch thíc ban ®Çu tõ vµi % ®Õn trªn díi 30%. §Ó ng¨n ngõa sù co rót, cã thÓ cho vµo dung dÞch Amoniac chÊt chèng bay h¬i nh: ‹2› Xö lý níc Amoniac. §em gç cã ®é Èm 80 - 90% ng©m vµo trong níc Amoniac nång ®é 25%, gi÷ nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt trong phßng ®Ó tiÕn hµnh lµm mÒm hãa, thêi gian xö lý ®îc quyÕt ®Þnh bëi quy c¸ch kÝch thíc vµ chñng lo¹i gç, cã khi kÐo dµi ®Õn mêi mÊy ngµy. Sau khi xö lý hãa mÒm tiÕn hµnh Ðp trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ díi ¸p suÊt 8 MPa, sau ®ã gia nhiÖt sÊy kh« ®Õn ®é Èm tõ 3 - 5% lµ cã thÓ thu ®îc ®é nÐn cã dung träng 1,0 - 1,3 g/cm3, lo¹i gç nµy ®îc gäi lµ gç nÐn dÎo hãa Amoniac. Th«ng thêng gç ®îc dïng ®Ó xö lý lµ c©y l¸ réng m¹ch ph©n t¸n lµ thÝch hîp nhÊt. Gia c«ng thµnh h×nh gç nÐn b»ng ph¬ng ph¸p ng©m níc Amoniac nh h×nh 4 - 6 chØ râ. H×nh 4 - 6: ‹3› Xö lý khÝ Amoniac. KhÝ Amoniac ®îc khuyÕch t¸n trong gç ®îc thÊm s©u vµo, sù thÊm cña nã sÏ tèt h¬n ®èi víi gç ®îc sÊy kh« b»ng dßng khÝ mµ kh«ng ph¶i lµ kh« hoµn toµn, do khi ®é Èm cña gç tõ 10 25% th× hiÖu qu¶ xö lý t¬ng ®èi tèt. Th«ng thêng ®em gç cã ®é Èm tõ 10 - 20% ®Æt vµo trong lß sau ®ã x¶ khÝ Amoniac b·o hoµ (Khi ë nhiÖt ®é 260C kho¶ng 0,1MPa, khi 50C kho¶ng 0,05 MPa) xö lý tõ 2 - 4h, thêi gian cô thÓ ®îc quyÕt ®Þnh bëi

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

®é dµy cña gç, tÝnh n¨ng uèn cong lµ ¼. Gç uèn dïng ph¬ng ph¸p xö lý nµy ®Ó mÒm hãa th× tÝnh n¨ng ®Þnh h×nh cña nã kh«ng ®îc nh ph¬ng ph¸p xö lý b»ng dung dÞch Amoniac. ‹4› Xö lý b»ng Ure. §em gç ng©m vµo trong dung dÞch Ure 50% ®èi víi gç cã chiÒu dµy 25 mm ®îc ng©m trong 10 ngµy trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh ®îc sÊy kh« ®Õn ®é Èm 20 - 30% sau ®ã gia nhiÖt ®Õn díi 1000C, tiÕn hµnh uèn Ðp, sÊy kh« ®Þnh h×nh. Nh ®èi víi gç Shan mao ju vµ Xiangshu sau khi ®îc ng©m xö lý trong Ure - formaldehyd, tÝnh n¨ng uèn cña nã cã thÓ ®¹t kho¶ng 1/6. §Ó thu ®îc hiÖu qu¶ uèn nÐn cµng tèt, tríc khi uèn ®em gç ng©m vµo dung dÞch Ure ®un nãng trong 15 20 min. Khi cÇn uèn gç t¬ng ®èi dµy, cÇn ph¶i duy tr× ®é Èm cña gç trong kho¶ng 20 - 30%, sau ®ã dïng ®ai kim lo¹i ®Ó uèn, ®ång thêi sÊy kh« ®Õn ®é Èm thÝch hîp. Khi ë ®iÒu kiÖn ®ã, ®îi khi ®· thµnh h×nh th× cã thÓ th¸o dì. ‹5› Xö lý Nång ®é cña dung dÞch tõ 3 - 15% lµ thÝch hîp, khi xö lý gç t¬i cÇn nång ®é cao h¬n. Ng©m b»ng lo¹i dung dÞch nµy cã thÓ dïng nhiÒu lo¹i ph¬ng ph¸p ng©m tÈm, th«ng thêng dïng ph¬ng ph¸p tÕ bµo ®Çy, ®em gç ®Æt vµo thïng xö lý, tríc tiªn rót ch©n kh«ng, sau ®ã b¬m dung dÞch thuèc vµo, t¨ng ¸p ®Ó thÊm s©u. Trong qu¸ tr×nh ng©m tÈm, gç sÏ bÞ mÒm hãa, l¹i gia nhiÖt ®Õn 80 1000C trong kho¶ng 10 - 30 min, lµm cho ®é dÎo cña gç tiÕp tôc t¨ng lªn; Gç sau xö lý cã thÓ uèn hoÆc Ðp nÐn. III. TÝnh chÊt vµ nh©n tè ¶nh hëng xö lý gç b»ng Amoniac. 1. Nh©n tè ¶nh hëng xö lý mÒm hãa gç b»ng Amoniac.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Nh©n tè ¶nh hëng chñ yÕu khi xö lý hãa mÒm gç b»ng Amoniac lµ thêi gian, nhiÖt ®é, ¸p suÊt, xö lý sau vµ lo¹i gç. (1). Thêi gian. Hãa mÒm b»ng Amoniac lµ ph¶n øng gi÷a dung dÞch víi cao ph©n tö, chÝnh lµ ph¶n øng cña c¸c cÇu OH, còng chÝnh lµ ph¶n øng toan kiÒm. Khi ph©n tö Amoniac mét khi ®· tiÕp cËn c¸c cÇu - OH th× ph¶n øng liÒn x¶y ra, kÕt cÊu cña ®¹i ph©n tö gç ®îc s¾p xÕp l¹i, ®Ó cã thÓ dung n¹p ®îc thÓ tÝch cña dung dÞch. Do ®ã thêi gian ®Ó hãa mÒm kh«ng chØ lµ thêi gian cho ph¶n øng mµ quan träng h¬n lµ thêi gian ®Ó cho Amoniac khuyÕch t¸n vµo trong gç, tøc lµ c¨n cø vµo ®é thÊm s©u cña thuèc mµ quyÕt ®Þnh. Gç cã chiÒu dµy 1,6 mm cÇn 15 - 30 min lµ hoµn toµn mÒm hãa. KÝch thíc cña mÉu gç 3,2 mm x 10 mm x 1100 mm ph¶i cÇn ®Õn 4 - 5h mÒm hãa míi cã thÓ uèn. Sö dông rót ch©n kh«ng tríc, sau ®ã míi ng©m tÈm hoÆc dïng ph¬ng ph¸p ¸p lùc ®Ó ®a thuèc vµo, cã thÓ gi¶m ®îc thêi gian hãa mÒm gç rÊt lín. Tèc ®é mÒm hãa phô thuéc rÊt lín vµo kÕt cÊu th«ng tho¸ng cña gç v× môc ®Ých rót ng¾n thêi gian hãa mÒm ph¶i nªn tr¸nh sù t¸i s¾p xÕp cña c¸c ®¹i ph©n tö trong gç, sù ph¸ vì cña v¸ch tÕ bµo. (2). NhiÖt ®é. NhiÖt ®é ¶nh hëng mÒm hãa ph¶n ¶nh t¸c dông t¬ng ph¶n. Mét mÆt gi¶m bít nhiÖt ®é lµm t¨ng nhanh sù khuyÕch t¸n cña Amoniac, ®ång thêi cã lîi cho viÖc tr¬ng gi·n cña Celluloze vµ sù mÒm hãa. MÆt kh¸c, gi¶m bít nhiÖt ®é sÏ lµm h¹n chÕ m·nh liÖt sù vËn ®éng cña c¸c ph©n tö, lµm t¨ng thªm ®é cøng. VÝ dô: Khi gç xö lý Amoniac ë nhiÖt ®é - 500C, nã rÊt r¾n ch¾c, chØ khi nhiÖt ®é t¨ng cao th× tÝnh dÎo míi cã thÓ xuÊt hiÖn, nhng sau khi nhiÖt ®é t¨ng cao, Amoniac ®îc gi¶i phãng, cÇu OH trong ph©n tö Celluloze t¸i h×nh thµnh lµm t¨ng thªm kÕt

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

cÊu ®é cøng cña gç. Cho nªn khi ®Ò cËp ®Õn t¸c dông cña hai t¬ng ph¶n nµy nhÊt thiÕt ph¶i lùa chän ph¹m vi nhiÖt ®é hîp lý nhÊt ®Ó h×nh thµnh cña gç, th«ng thêng nhiÖt ®é thÝch hîp nhÊt n»m trong kho¶ng nhiÖt ®é kh«ng khÝ vµ nhiÖt ®é ®iÓm s«i cña Amoniac ( -320C) (3). ¸p suÊt. NÕu thao t¸c mÒm hãa ®îc tiÕn hµnh díi ¸p suÊt cao cña Amoniac, vËy th× díi nhiÖt ®é t¬ng ®èi cao th× cã thÓ thu ®îc ®é mÒm dÎo lý tëng nhÊt, ¶nh hëng quan träng nhÊt cùc ¸p suÊt lµ lµm t¨ng nhanh ®é thÊm thuèc vµo gç, ph¬ng ¸n tèt nhÊt xö lý gç dµy lµ rót ch©n kh«ng ®èi víi gç. Dïng khÝ Amoniac thay thÕ kh«ng khÝ trong khoang bµo, sau ®ã tiÕn hµnh ng©m vµo dung dÞch díi ®iÒu kiÖn ¸p suÊt ®· chØ. (4). Xö lý sau. TÝnh chÊt c¬ häc cña gç ®· dÎo hãa chñ yÕu quyÕt ®Þnh bëi ph¬ng ph¸p xö lý vµ hËu xö lý. Ph¬ng ph¸p hËu xö lý kh¸c nhau, hiÖu qu¶ xö lý còng kh¸c nhau. (5). Lo¹i gç. V¸ch tÕ bµo cña tÊt c¶ c¸c lo¹i gç ®Òu cã thÓ ph¸t sinh dÎo hãa sù sai kh¸c chót Ýt vÒ thµnh phÇn hãa häc cña gç sÏ kh«ng dÉn ®Õn sù thay ®æi lín ®Õn t¸c dông t¬ng hç gi÷a cao ph©n tö vµ dung dÞch hãa mÒm, nhng sù uèn cña mét sè loµi gç mµ nã thùc sù dÔ dµng h¬n mét sè loµi kh¸c. Gç cã mËt ®é thÊp dÔ bÞ ph¸ ho¹i khi nÐn Ðp. Nh÷ng bé phËn gç m¹ch vßng rÊt dÔ ph¸t sinh tæn h¹i mµ ph¹m vi biÕn d¹ng còng rÊt cã h¹n. Dïng c¸c lo¹i gç cã v©n thí th¼ng nh B¹ch l¹p, Hoa méc, S¬n mao, H¹nh ®µo khi uèn Ðp cã thÓ ®¹t ®îc c¸c h×nh d¹ng phøc t¹p. 2. TÝnh chÊt gç xö lý hãa mÒm Amoniac. (1). Tr¬ng në vµ co rót.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

Tèc ®é tr¬ng në cña c¸c lo¹i gç khi xö lý b»ng Amoniac ®Òu lín h¬n so víi ng©m trong níc, bëi v× tèc ®é khuyÕch t¸n cña Amoniac trong gç lín h¬n sù khuyÕch t¸n cña níc. Khi ®¹t c©n b»ng, tÊt c¶ c¸c lo¹i gç ng©m trong Amoniac hÇu nh ®Òu cã sù tr¬ng në theo híng kÝnh lµ rÊt lín. Sù tr¬ng në cã quan hÖ mËt thiÕt kÕt c©u xèp gç vµ sù trît cña v¸ch tÕ bµo. Gç qua xö lý Amoniac nÕu l¹i ng©m trong níc, lµm cho sù co rót gi¶m xuèng. Gç ®· ®îc xö lý Amoniac th× ®é co rót vµ gi·n në trong níc lín h¬n gç cha qua xö lý. Nhng tèc ®é thÊm níc vµo gç l¹i chËm h¬n. Gç ®· xö lý hay cha xö lý qua thÝ nghiÖm hót Èm ®Òu chøng tá: Giai ®o¹n ®Çu, gç qua xö lý hót níc nhiÒu, nhng khi ®¹t gi¸ trÞ c©n b»ng th× gç ®· xö lý l¹i hót Ýt h¬n. Tr¬ng në vµ hót Èm ®Òu cã hiÖn tîng t¬ng tù, ®Òu ®ã cã thÓ liªn quan ®Õn hiÖn tîng t¸i kÕt tinh cña Lignin trong gç. Sù mÉn c¶m ®èi víi h¬i níc cña gç ®· xö lý vµ kh«ng xö lý lµ nh nhau. (2). MËt ®é. Xö lý Amoniac trong thêi gian dµi mét lÇn cã thÓ lµm cho mËt ®é t¨ng lªn tõ 10 - 40%, nÕu xö lý lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn sÏ lµm cho mËt ®é tiÕp tôc t¨ng lªn. (3). Mµu s¾c. Møc ®é thay ®æi mµu s¾c cña gç phô thuéc vµo thêi gian vµ nhiÖt ®é xö lý kh¸c nhau. Th«ng thêng dùa vµo viÖc khèng chÕ nhiÖt ®é vµ thêi gian ®Ó phßng ngõa sù biÕn ®æi mµu s¾c cña gç. (4). TÝnh chÊt c¬ häc. Sau khi dïng Amoniac xö lý, ®a sè chñng lo¹i gç ®Òu cã thÓ cã n©ng cao ®îc tÝnh chÊt c¬ häc, nhng ®é dÎo dai bÞ gi¶m xuèn chõng 30 - 40%. Cêng ®é kÐo, nÐn cña gç t¨ng lªn tõ 10 40%, cêng ®é uèn t¨ng 3 - 30%, møc ®é t¨ng cña hai gi¸ trÞ

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

nµy cã quan hÖ mËt thiÕt víi chñng lo¹i gç. M« ®un ®µn håi uèn gi¶m tõ 10 - 20%. ¶nh hëng ®Õn tÝnh chÊt c¬ häc ®èi víi gç ®· xö lý cßn tuú

thuéc bëi qu¸ tr×nh xö lý, cã mét sè th× gi¶m cêng ®é, mét sè l¹i n©ng cao cêng ®é cña gç. Nguyªn nh©n dÉn ®Õn lµm gi¶m bít tÝnh chÊt c¬ häc lµ: ‹1› Trong gç xö lý Amoniac cã thªm cÇu thø cÊp láng lÎo, lµm gi¶m bít nång ®é kÕt tinh. ‹2› Sù chuyÓn dêi cña c¸c thµnh phÇn trong v¸ch tÕ bµo lµm cho b¶n chÊt cña gç trë nªn xèp láng lÎo. ‹3› Sù ph¸ vì tÕ vi cña v¸ch tÕ bµo vµ sù cong cuén cña nã ph¸ ho¹i sù kÕt hîp gi÷a c¸c cÇu thø yÕu vµ cÇu chÝnh. Nguyªn nh©n dÉn ®Õn tÝnh c¬ häc t¨ng lªn lµ: ‹1› Do tÕ bµo vµ v¸ch tÕ bµo ®îc Ðp dÑt ra lµm t¨ng lªn mËt ®é cña gç. ‹2› Do kÕt cÊu xèp láng lÎo mµ mÒm dÎo lµm cho øng suÊt cña c¸c tæ chøc ®· bÞ triÖt tiªu mét c¸ch tèi ®a vµ lµm gi¶m bít møc ®é chªnh lÖch dÞ híng dÞ tÝnh cña ph¬ng xuyªn t©m vµ tiÕp tuyÕn. Trong ®ã ¶nh hëng nhÊt lµ sù gia t¨ng cña mËt ®é. (5). TÝnh chÊt ch¶y. ¶nh hëng cêng ®é nÐn khi xö lý xö lý b»ng Amoniac cao

h¬n râ rÖt h¬n ¶nh hëng cña cêng ®é kÐo, bëi v× cêng ®é nÐn chñ yÕu ®îc quyÕt ®Þnh bëi hµm lîng Lignin. §iÒu ®ã nãi nªn r»ng khi mÒm hãa b»ng Amoniac b¾t ®Çu lµ ®Õn Lignin. Nghiªn cøu gç qua xö lý b»ng Amoniac quan hÖ cña chóng lµ tuyÕn tÝnh hay phi tuyÕn tÝnh cho ®Õn nay vÉn cha ®îc x¸c ®Þnh. Trong ®iÒu kiÖn mÒm hãa sù phôc håi cña biÕn d¹ng sau khi cã t¸c dông cña t¶i träng lµ rÊt bÐ. Thêi gian t¸c ®éng cña t¶i träng cµng dµi, sù biÕn d¹ng ®µn håi cµng bÐ. Tõ ®ã rót ra díi t¸c dông cña t¶i träng sù biÕn ®æi biÕn d¹ng ®µn håi cña tÝnh ch¶y vµ sù duy tr× kÐo dµi lµ kiÓu biÕn d¹ng kh«ng thuËn nghÞch.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

TiÕt 2: kü thuËt thµnh h×nh gç. Kü thuËt thµnh h×nh gç uèn lµ s¶n xuÊt c¸c ®å méc cã d¹ng cong nh mi cöa sæ cong, cöa, c¸c chi tiÕt trong tµu, xe, c¸c ®å méc gia ®×nh. Do ®ã, mÆc dï gç lµ lo¹i vËt liÖu khã gia c«ng uèn, nhng tõ tríc ®Õn nay con ngêi lu«n lu«n kh«ng ngõng t×m tßi lµm cho gç cã thÓ mÒm hãa, trªn c¬ së ®ã n¾m v÷ng kü thuËt chÕ t¹o uèn thµnh h×nh s¶n phÈm ®å méc. Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o chi tiÕt d¹ng cong cã 2 d¹ng lín chñ yÕu ®ã lµ: Gia c«ng ca c¾t vµ uèn nÐn. Gia c«ng cña c¾t lµ dïng ca sau khi ca c¾t ph«i cã d¹ng cong vµ tiÕp tôc gia c«ng thªm mét bíc ®Ó chi tiÕt cã d¹ng cong. Do mét sè lîng lín Celluloze bÞ c¾t ®øt mµ lµm cho cêng ®é cña chi tiÕt bÞ gi¶m xuèng, chÊt lîng trang søc còng kÐm, tû lÖ lîi dông gç thÊp. Gia c«ng uèn nÐn cßn ®îc gäi lµ gia c«ng uèn thµnh h×nh, lµ ph¬ng ph¸p dïng ¸p lùc t¸c ®éng lªn gç nguyªn, v¸n máng hoÆc gç vôn ®Ó chÕ t¹o thµnh c¸c chi tiÕt cã h×nh d¹ng cong. Cô thÓ cã nh÷ng ph¬ng ph¸p sau: Uèn gç nguyªn, uèn d¸n v¸n máng, Ðp thµnh h×nh gç vôn vµ Díi ®©y chØ tr×nh bµy kü thuËt uèn d¸n v¸n máng vµ uèn gç nguyªn. I. Uèn gç nguyªn. 1. Kh¸i qu¸t. Uèn gç nguyªn lµ ®em gç nguyªn liÖu sau khi ®· ®îc xö lý mÒm hãa ®Æt díi t¸c dông cña M« men uèn ®Ó uèn thµnh h×nh d¹ng cong d¹ng cè ®Þnh ®ång thêi lµm cho nã kh« vµ ®Þnh h×nh. Con ngêi ®· sím biÕt dïng ph¬ng ph¸p ®èt löa ®Ó uèn cong gç, nhng b¸n kÝnh uèn cong rÊt h¹n chÕ, hoµn toµn kh«ng ®¸p

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

øng ®îc yªu cÇu cña con ngêi. N¨m 1830 Michael Thonenmet ®· ph¸t minh ®ai kim lo¹i n»m phÝa mÆt cong cña qu¸ tr×nh uèn lµm cho gç ®· ®îc hÊp luéc chÞu tr¹ng th¸i nÐn Ðp trong qu¸ tr×nh uèn cong. ¤ng ®· ®em c¸c thanh gç S¬n mao sau khi ®· ®îc hÊp luéc uèn thµnh ch©n ghÕ, tùa ghÕ cã d¹ng cong víi khèi lîng lín. Do c¸c s¶n phÈm ®å méc cã ®é cong nªn cã phong c¸ch nghÖ thuËt ®Æc biÖt, c¸c ®êng cong mÒm m¹i, mµ cêng ®é l¹i tèt, tiÕt kiÖm nguyªn liÖu, do ®ã nã ®îc ph¸t triÓn rÊt nhanh. Theo dßng tiÕn bé cña thêi ®¹i vµ sù ph¸t triÓn kü thuËt, con ngêi ®· t»ng cêng nghiªn cøu c¸c ph¬ng ph¸p uèn cong c¸c lo¹i gç, mÒm hãa vµ sÊy kh« thµnh h×nh, ®ång thêi qua ®ã thu ®îc sù ph¸t triÓn rÊt lín. Vµo nhng n¨m 50 mét sè nhµ m¸y xÝ nghiÖp ë Thîng H¶i, B¾c Kinh cña níc ta b¾t ®Çu nghiªn cøu s¶n xuÊt c¸c ®å méc uèn cong, s¶n phÈm ghÕ gÊp uèn cong cña nhµ m¸y ®å méc Thîng H¶i ®· xuÊt khÈu víi sè lîng lín. Nhng do tµi nguyªn gç Thuû khóc liÔu, gç D cña vïng §«ng B¾c cã tÝnh n¨ng uèn nÐn tèt l¹i bÞ h¹n chÕ. Sù ph¸t triÓn cña uèn gç ®· trë nªn chËm ch¹p, thËm trÝ bÞ ngõng trÖ. Trong mÊy n¨m gÇn ®©y trêng §¹i häc l©m nghiÖp Nam Kinh ®· tiÕn hµnh uèn gç thÝch hîp vµ hãa mÒm b»ng cao tÇn, kü thuËt xö lý b»ng hãa chÊt vµ ®Þnh h×nh ®Ó tiÕn hµnh s¶n xuÊt uèn cong gç, ®ång thêi hîp t¸c s¶n xuÊt víi nhiÒu c¬ së thu ®îc nh÷ng ph¸t triÓn nhÊt ®Þnh. Khi uèn gç, mÆt låi xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo, cßn phÝa mÆt lâm xuÊt hiÖn øng suÊt nÐn. Líp gi÷a trung gian kh«ng chÞu kÐo còng nh chÞu nÐn, ®îc gäi lµ tÇng trung tÝnh. Gç sÊy kh« ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng khÝ th× gi¸ trÞ biÕn d¹ng kÐo lín nhÊt theo chiÒu däc cña Celluloze lµ kho¶ng 2%, gi¸ trÞ biÕn d¹ng nÐn lµ trªn 40%. Díi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao khi gç Èm, th× gi¸ trÞ biÕn d¹ng kÐo thay ®æi rÊt Ýt cßn ®èi víi nÐn th×

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

l¹i lín, ®ång thêi nã thay ®æi tuú theo ®iÒu kiÖn xö lý vµ chñng lo¹i gç. Víi gç S¬n mao, B¸ch §«ng B¾c vµ mét sè gç cøng c©y th× biÕn d¹ng nÐn cã thÓ ®¹t ®Õn trªn díi 30%. Khi bÒ mÆt chÞu kÐo cña gç uèn lu«n ¸p s¸t víi ®ai vµ tÊm chÆn hai ®Çu t¹o thµnh mét khèi thèng nhÊt råi tiÕn hµnh uèn, do tÇng trung tÝnh dÞch chuyÓn dÇn vÒ phÝa kÐo, ®ai kim lo¹i chÞu lùc kÐo lµ chñ yÕu, ®èi víi gç chñ yÕu chÞu t¸c dông cña lùc nÐn, nÕu gç cã thÓ uèn ®îc víi b¸n kÝnh cong bÐ h¬n. §iÒu ®ã nãi lªn tÝnh n¨ng uèn ®· ®îc tèt h¬n. Khi ®· dïng ®ai kim lo¹i ®Ó uèn, tÝnh n¨ng uèn h/R= (ξ1 + ξ2)/ (1- ξ2), trong ®ã h lµ ®é dµy cña gç nguyªn; R lµ b¸n kÝnh cong cña mÉu khu«n mÉu; ξ1, ξ2 lµ biÕn d¹ng kÐo vµ nÐn cña lo¹i gç nµy. TÝnh n¨ng uèn cã quan hÖ víi chñng lo¹i gç, tuæi, vÞ trÝ cña gç, ®iÒu kiÖn hãa mÒm. 2. C«ng nghÖ uèn. Uèn gç nguyªn bao gåm c¸c bíc c«ng nghÖ sau: Gia c«ng vµ chän lùa ph«i gç, xö lý hãa mÒm, uèn, sÊy kh« thµnh h×nh. (1). Chän lùa ph«i. TÝnh n¨ng uèn cña c¸c chñng lo¹i gç kh¸c nhau còng rÊt kh¸c nhau, mÆc dï cïng chñng lo¹i gç hoÆc cïng trong mét c©y nhng vÞ trÝ cña nã kh¸c nhau th× tÝnh n¨ng uèn còng vÉn kh¸c nhau, ngêi ta ®· lµm rÊt nhiÒu thÝ nghiÖm vÒ vÊn ®Ò nµy. Th«ng thêng mµ nãi, tÝnh n¨ng uèn cña gç c©y l¸ réng tèt h¬n so víi gç c©y l¸ kim, gç c©y l¸ réng mÒm, gç non, gç gi¸c so víi gç lâi tÝnh n¨ng uèn tèt. Nh÷ng chñng lo¹i gç cã tÝnh n¨ng uèn tèt nh: S¬n mao, Thuû khóc liÔu,…. Lo¹i trung b×nh cã Hoa méc, ThiÕt sa,…. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt gç uèn, nhÊt thiÕt ph¶i c¨n cø vµo b¸n kÝnh cong cÇn uèn vµ nh÷ng yªu cÇu kh¸c nh ®é cøng r¾n, v©n thí cña gç mµ lùa chän hîp lý; Thí gç ph¶i th¼ng,

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

kh«ng bÞ môc, thí nghiªng, gi¾t vá, m¾t…. C¸c t liÖu liªn quan nÐn gç cña c¸c lo¹i gç ®îc ghi trong b¶ng 4 - 5. B¶ng 4 - 5: TÝnh n¨ng uèn cña mét sè lo¹i gç. Chó ý:  L: ph¬ng däc sîi Celluloze; R: Híng kÝnh; h/R ®é dµy cña mÉu/b¸n kÝnh cong uèn.  C¸c sè liÖu trong b¶ng lµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, ®îc trÝch dÉn tõ nhiÒu tµi liÖu kh¸c nhau, do vËy tÝnh n¨ng uèn còng sÏ cã sù kh¸c nhau.  Tªn c©y ë phô lôc A,B… biÓu thÞ cïng lo¹i c©y ë ®iÒu kiÖn lËp ®Þa kh¸c nhau. (2). Xö lý mÒm hãa. (Nh trªn ®· tr×nh bµy) (3). Gia ¸p uèn cong. Lîi dông khu«n mÉu, ®ai kim lo¹i mµ ®em gç ®· ®îc mÒm hãa tiÕn hµnh gia ¸p uèn cong thµnh h×nh theo yªu cÇu ®· ®Þnh. Uèn cong gç cã thÓ ph©n thµnh hai lo¹i ®ã lµ kiÓu uèn ®¬n gi¶n vµ phøc hîp. Uèn ®¬n gi¶n ®îc gäi lµ thuÇn uèn, sau thuÇn uèn tiÕt diÖn ngang kh«ng cã sù thay ®æi. Cßn ®èi víi uèn phøc hîp, gç ®ång thêi chÞu nÐn cßn ph¶i chÞu uèn, h×nh d¹ng uèn cã thÓ lµ ®êng cong kh«ng gian 2 chiÒu, nh kiÓu d¹ng L.V.S.O, hoÆc kh«ng gian 3 chiÒu nh c¸c chi tiÕt tùa sau, tay vÞn ghÕ. Thao t¸c uèn gç cã thÓ ®îc tiÕn hµnh b»ng thñ c«ng hay b»ng m¸y uèn chuyªn dïng. Nguyªn lý lµm viÖc cña uèn thñ c«ng, uèn trªn m¸y kiÓu V, m¸y uèn quay, m¸y uèn Ðp nh h×nh 4 - 7 ®· chØ râ. Chi tiÕt kiÓu d¹ng S vµ kh«ng gian 3 chiÒu th«ng thêng uèn b»ng thñ c«ng, cßn ®èi víi ch©n sau cña ghÕ, xµ sau cña tùa ghÕ do b¸n kÝnh cong lín, h×nh d¹ng ®¬n gi¶n, ®ßi hái s¶n xuÊt khèi lîng lín nªn ®îc tiÕn hµnh trªn c¸c m¸y Ðp uèn, ®èi víi chi tiÕt d¹ng O,V th× dïng m¸y uèn d¹ng kiÓu V vµ m¸y uèn quay.

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

H×nh 4 - 7: (4). SÊy kh« ®Þnh h×nh. §em gç ®ang trong tr¹ng th¸i uèn sÊy kh« ®Õn ®é Èm trªn díi 10%, lµm cho biÕn d¹ng ®îc cè ®Þnh l¹i. BÊt luËn ph¬ng ph¸p hãa mÒm gç nh thÕ nµo, gç uèn khi ®Þnh h×nh tèt nhÊt lµ ph¶i gia nhiÖt, ®ång thêi dÔ cè ®Þnh ®Þnh h×nh trªn khu«n mÉu, nh»m ®¶m b¶o tÝnh chÝnh x¸c cña h×nh d¹ng uèn. C¨n cø vµo ph¬ng thøc ®Þnh h×nh cã ph©n lo¹i nh sau:  Ph¬ng ph¸p lß sÊy ®Þnh h×nh. §em ph«i gç ®· ®îc uèn xong cïng víi ®ai vµ khu«n ®Æt xÕp lªn goßng ®a vµo lß sÊy. Lß sÊy cã thÓ lµ lo¹i th«ng dông sÊy b»ng kh«ng khÝ nãng, còng cã thÓ dïng buång sÊy nhiÖt ®é thÊp hót Èm. Khi dïng sÊy kh« b»ng kh«ng khÝ nãng, v× ®Ó ®¶m b¶o chÊt lîng ®Þnh h×nh cña gç nÐn th«ng thêng dïng nhiÖt ®é tõ 60 - 700C, thêi gian sÊy tõ 15 40h. Ph¬ng ph¸p hót Èm sÊy kh« ph©n thµnh 2 giai ®o¹n dù nhiÖt vµ hót Èm. ChÊt lîng sÊy kh« cña ph¬ng ph¸p nµy t¬ng ®èi tèt, chu kú sÊy kh« t¬ng ®èi dµi.  Ph¬ng ph¸p sÊy kh« tù nhiªn ®Þnh h×nh. §em ph«i gç ®· ®îc uèn xong, ®Æt vµo chç cã ®iÒu kiÖn tù nhiªn ®Ó tiÕn hµnh sÊy kh«, ®Þnh h×nh. Thêi gian cÇn thiÕt t¬ng ®èi dµi, chÊt lîng kh«ng b¶o ®¶m ch¾c ch¾n, ngo¹i trõ mét sè chi tiÕt cã kÝch thíc lín nh linh kiÖn uèn gç ®ãng thuyÒn hay cÊu kiÖn kiÕn tróc ra, trong s¶n xuÊt ®å méc rÊt Ýt sö dông ph¬ng ph¸p nµy.  Ph¬ng ph¸p cao tÇn ®Þnh h×nh. §em ph«i gç ®· ®îc uèn cong xong ®Æt vµo ®iÖn trêng cao tÇn lµ cã thÓ tiÕn hµnh sÊy kh« lµm cho tõ trong lßng gç ®îc gia nhiÖt sÊy kh« ®Þnh h×nh. ThiÕt bÞ sÊy cao tÇn ®Þnh h×nh cÇn ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: §iÖn trêng cao tÇn nhÊt thiÕt ph¶i ph©n bè ®ång ®Òu chung quanh chi tiÕt cÇn uèn cong. KÕt cÊu cña c¬ cÊu phô t¶i ph¶i thuËn tiÖn cho viÖc tho¸t h¬i níc; Phô t¶i vµ thiÕt bÞ cao tÇn

Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n ThiÕt kÕ s¶n phÈm méc & TTNT

ph¶i ®ång bé phèi hîp. Cã thÓ trùc tiÕp sö dông ®ai kim lo¹i lµm thµnh mét cùc, cßn ®iÖn cùc kia n»m trªn khu«n mÉu uèn. Trªn bÒ mÆt ®iÖn cùc ®îc khoan lç cã mËt ®é ®ång ®Òu sè lîng nhÊt ®Þnh nµo ®ã, cã lîi cho viÖc tho¸t h¬i níc. §Æc ®iÓm cña c«ng nghÖ sÊy kh« cao tÇn ®Þnh h×nh lµ tèc ®é sÊy kh« nhanh. NÕu khi mËt ®é c«ng suÊt ®¹t 2 W/cm2 ®é Èm ban ®Çu cña gç lµ 30% cÇn sÊy kh« ®Õn 8% chØ cÇn kho¶ng 10 min, cã thÓ rót ng¾n chu kú s¶n xuÊt, tiÕt kiÖm sè lîng khu«n mÉu rÊt nhiÒu. ChÊt lîng uèn gç ®Þnh h×nh t¬ng ®èi æn ®Þnh, ®é Èm ph©n bè ®Òu ®Æn, ®Æc biÖt ®èi víi gç cã ®é dµy lín cµng thÓ hiÖn râ rµng.