Tỷ trọng ván MDF, HDF: EN 323, mặt cắt tỷ trọng và giới hạn

Một tấm ván nặng bao nhiêu khi bốc lên xe được tính ra từ dòng Average Density trên bảng thông số: tỷ trọng, đo theo tiêu chuẩn EN 323. Con số trung bình này dễ đọc, nhưng nó không cho biết ván bắt vít tốt đến đâu, và hai tấm cùng tỷ trọng vẫn có thể khác nhau ở bên trong. Đây là phần 2 của chuyên đề đọc bảng thông số ván MDF, HDF.

Đo tỷ trọng ván bằng cách nào

Mẫu đo là một mẩu ván vuông 50 × 50 mm: đem cân, đo dài, rộng, dày, rồi lấy khối lượng chia cho thể tích. Để ra kg/m³, lấy khối lượng tính bằng gam nhân với 10⁶, rồi chia cho tích dài × rộng × dày tính bằng mm.

Tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng là TCVN 7756-4:2007, gọi chỉ tiêu này là khối lượng thể tích. Mẫu là hình vuông cạnh 50 ± 1 mm, cân trên cân chính xác đến 0,01 g, đo dày bằng thước cặp. Tỷ trọng của một tấm là trung bình của các mẫu cắt từ tấm đó.

Trước khi đo, mẫu phải được để ổn định độ ẩm, vì ván hút ẩm thì nặng thêm. Các dung sai trong EN 622-1, kể cả dung sai tỷ trọng, đều tính khi ván đã cân bằng với không khí 20 °C, độ ẩm 65%.

Tỷ trọng các mã ván trên bảng KES

Bảng thông số MDF/HDF năm 2024 của KES ghi tỷ trọng trung bình (dòng Average Density) theo từng dải độ dày. Hình dưới đặt các con số đó lên thang phân loại ván sợi, để thấy mỗi mã nằm ở đâu.

Trên hình, ván càng mỏng thì mỗi mét khối càng nặng: MBR dày 2,5–4 mm đạt 800–820 kg/m³, ngang HDF 17 mm. MDF thường (MBR) với MDF chống ẩm (HMR) lại ghi cùng một tỷ trọng, dù giới hạn trương nở của hai loại khác nhau.

Ranh giới giữa MDF và HDF

Ván sợi trên 800 kg/m³ được gọi là HDF, dưới 650 kg/m³ là ván sợi nhẹ (LDF), ở giữa là MDF. Các tên này được chia ra chủ yếu "cho mục đích tiếp thị". Tiêu chuẩn phân loại ISO 16895:2016 dùng cùng các ngưỡng, nhưng nói rõ khoảng tỷ trọng chỉ để tham khảo: một tấm ván sợi mỏng nặng 830 kg/m³ vẫn có thể gọi là MDF nếu đạt mọi yêu cầu của cấp MDF đó.

Tiêu chuẩn sản phẩm cũng không đặt mức tỷ trọng tối thiểu. EN 622-1 cố ý bỏ chỉ tiêu này, vì tỷ trọng "không nhất thiết là thước đo đáng tin về tính năng". Cái EN 622-1 quy định là độ đồng đều: tỷ trọng ở các điểm trong cùng một tấm không được lệch quá ±7% so với tỷ trọng trung bình của tấm. TCVN 7753:2007 cũng đặt mức ±7%.

Bên trong tấm ván: mặt đặc, lõi xốp hơn

Con số trên bảng là tỷ trọng trung bình của cả tấm. Nếu cắt ngang một tấm MDF và đo từng lớp theo chiều dày, sẽ thấy tỷ trọng không đều: hai lớp sát mặt được ép chặt hơn hẳn phần lõi. Vẽ tỷ trọng theo chiều dày sẽ được một đường cong hình chữ U, gọi là mặt cắt tỷ trọng.

Với MDF, mức điển hình là: trung bình cả tấm 700–800 kg/m³, lõi 600–700 kg/m³, lớp mặt 1.000–1.100 kg/m³. Chữ U nông hay sâu tùy vào độ ẩm của thảm sợi trước khi ép, tốc độ đóng máy ép và cách ép nóng. Nhà máy MDF kiểm tra cả tỷ trọng trung bình lẫn mặt cắt tỷ trọng, thường bằng thiết bị quét bức xạ như máy trong ảnh dưới.

So với ván dăm nhiều lớp, mặt cắt của MDF đều hơn, và lõi không có lỗ rỗng. Nhờ vậy cạnh MDF hoàn thiện được dễ dàng, không cần trám bột hay dán nẹp tốn công (nhận xét của EPF). Ảnh bên phải cho thấy khác biệt đó ngay ở cạnh mẫu thử.

Mỗi phần của chữ U ảnh hưởng đến một tính chất khác nhau. Nghiên cứu của Wong và cộng sự (2000) trên ván sợi ép trong phòng thí nghiệm cho thấy:

• Lớp mặt đặc hơn thì độ bền uốn (MOR) tăng 55–67% và mô đun đàn hồi tăng 34–62%, tùy mức tỷ trọng trung bình.
• Liên kết nội (IB) gần như chỉ phụ thuộc tỷ trọng lõi. Lực rút vít thì phụ thuộc tỷ trọng trung bình.
• Ván có tỷ trọng đều suốt chiều dày lại trương nở và hút nước nhiều hơn ván có mặt cắt chữ U thông thường.

Vậy hai tấm cùng tỷ trọng trung bình vẫn có thể khác nhau ở độ bền uốn và liên kết nội, tùy tỷ trọng phân bố bên trong ra sao.

Tỷ trọng nói được gì, không nói được gì

Việc dễ thấy nhất là ước trọng lượng tấm để bốc xếp và tính tải. Khối lượng tấm bằng tỷ trọng nhân thể tích. Ví dụ, tấm MBR dày 17 mm, khổ 1220 × 2440 mm có thể tích khoảng 0,0506 m³. Với tỷ trọng 700–740 kg/m³, tấm nặng khoảng 35–38 kg.

Tỷ trọng cũng dùng được để so trong cùng một loại ván: với cùng một loại, tấm có tỷ trọng cao hơn hẳn thường bền hơn (theo EPF). Ai định sơn cạnh cũng nên để ý con số này: cạnh MDF hút sơn và màu nhuộm nhiều hơn mặt, nên cạnh cần lớp lót (sealer) hoặc lượng sơn nhiều hơn để đều màu với mặt (hướng dẫn của EPF).

Tỷ trọng không cho biết:

• Ván có chịu ẩm hay không. HMR và MBR của KES cùng tỷ trọng, khác nhau ở keo và giới hạn trương nở (xem MDF chống ẩm và MDF thường).
• Liên kết nội và độ bền uốn chính xác, vì hai chỉ tiêu này còn phụ thuộc lõi và lớp mặt, ngoài con số trung bình. Xem liên kết nội IB và MOR, MOE.
• Mức phát thải formaldehyde.

Tự kiểm tra tỷ trọng ở xưởng

Cân cả tấm rồi chia cho thể tích danh nghĩa sẽ ra một con số ước lượng. Con số này tính cả nước trong ván, nên tấm để ở kho ẩm sẽ cho kết quả cao hơn tấm vừa xuất xưởng. Con số đáng đem so với bảng thông số phải đo trên mẫu đã ổn định độ ẩm theo EN 323. Độ ẩm của ván được giải thích trong bài độ ẩm ván gỗ công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Tỷ trọng MDF bao nhiêu là tốt?

Không có con số chung. Tiêu chuẩn châu Âu không đặt mức tỷ trọng cho MDF. Cách đọc đúng là so liên kết nội, độ bền uốn và trương nở trong cùng dải độ dày; tỷ trọng chỉ dùng để so hai tấm cùng loại.

Ván HDF có bền hơn MDF không?

Theo bảng KES, HDF bền hơn ở cùng độ dày: tấm HDF 12 mm ghi liên kết nội ≥1,2 N/mm² và độ bền uốn ≥35 N/mm², còn MBR dải >9–12 mm ghi 0,6 và 22. Đổi lại, tấm HDF nặng hơn.

Tỷ trọng và khối lượng riêng có khác nhau không?

Trên bảng thông số ván, "tỷ trọng" được dùng theo nghĩa khối lượng thể tích, đơn vị kg/m³. TCVN 7756-4:2007 gọi chỉ tiêu này là khối lượng thể tích.

Các mã ván trong bài có trong danh mục MDF (8 sản phẩm) và HDF (2 sản phẩm).