Bryansk, Bryansk, Russian Federation
The issues of obtaining composite finishing materials from soft-leaf wood with a texture imitating the texture of oak are considered. It has been revealed that our country is significantly lagging behind the profitability level of the timber industry and the profitability level of advanced industrialized countries. A condition has been formed for increasing the profitability of the timber industry by increasing the volume of processing soft hardwood and creating products with improved operational properties from it. The methods of manufacturing finishing composite materials from soft-leaved wood are analyzed, and it is proposed to use alternating sheets of peeled veneer of different breeds and colors, which ensures the formation of a pronounced texture. It is shown that the proposed import-substitution method provides the production of finishing materials from soft hardwood, imitating the texture of valuable hardwood wood. It is shown that the proposed import-substituting method provides the manufacture of finishing materials from soft hardwood, imitating the texture of valuable hardwood wood. It is proved that, unlike foreign fine-line technology, veneer dyeing is not required, and this simplifies the technological process and improves the environment. It is shown that soft hardwood is used to a limited extent due to low strength parameters, which are determined by density. The effect of the bonding time; the thickness of the package and the temperature of the press plates on the density of samples according to the Box plan (B3) was studied. Statistical processing was carried out, graphical dependencies were constructed using computer programs PlanExp B-D13, Excel and SigmaPlot. A regression equation has been obtained that adequately describes the dependence of the density of decorative strips on the bonding conditions: the duration of pressing, the thickness of the veneer package, and the temperature of the press plates. The possibility of obtaining decorative slats from soft hardwood of increased density has been established. It was revealed that the pressing time and the thickness of the veneer package have the greatest effect on the target function, and the maximum density value of 830 kg/m3 is reached with a pressing duration of 8 minutes and a veneer package thickness of 13.5 mm. Considering that the cost of raw materials in the cost structure is about 30%, the use of this method will ensure a reduction in production costs in the manufacture of products. The method of manufacturing composite finishing materials proposed by the authors is economically advantageous: the cost of 1 m3 of oak raw materials is 70,000 rubles, the cost of 1 m3 of birch raw materials is 5,000 rubles.
finishing material, peeled veneer, hardwood, gluing, decorative strip, texture
Введение
Основной проблемой лесного комплекса России является низкий уровень его доходности. Имея самые большие в мире площади лесов, наша страна значительно отстает от уровня доходности передовых промышленно развитых стан. В США доход от их использования лесов составляет 119 млрд долл, а в России это составляет - 0,055 млрд. долл. отмечает М.А. Булгакова (2021) [1]. В Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года, как сказано в Распоряжении Правительства РФ (2021) [2] предусматривается повышение уровня доходности лесопользования. Но возрастающий дефицит хвойных и твердолиственных пород предполагается преодолеть вовлечения в эксплуатацию не достигших возраста рубки древостоев в эксплуатационных лесах, отмечает Ю.Н. Гагарин (2021) [3], что это в дальнейшем усугубит ситуацию. Древесина мягких лиственных пород имеет низкие прочностные и декоративные показатели по сравнению с древесной твердых лиственных пород. Возрастающий дефицит хвойных и твердолиственных пород решается в настоящее время вовлечением в переработку лесов, не достигших возраста спелости. Постоянный рост цен на древесное сырье усугубляет ситуацию и приводит к еще большему дефициту ценной в техническом отношении древесины и росту цен на сырье. Решение проблемы дефицита ценной в техническом отношении древесины возможно при широком вовлечении в переработку древесины мягких лиственных пород и создании из нее продукции с улучшенными эксплуатационными показателями, доказывают исследователи А.А. Лукаш и Н.П. Лукутцова (2021) [4]. В исследованиях авторов M.A. Elesin и др. (2021) [5] и Н.А. Машкин и др. (2021) [6] показывается возможность увеличения прочности шахтной крепи после ее модифицирования.
В трудах авторов И.Ф. Козорез и др. (2020) [7]; автора I.N Kuznetsova. (2021) [8] и авторов И.Н. Кузнецова и др. (2023) [9] изучены особенности модификации карбамидом древесины мягких лиственных пород и трудно пропитываемых пород использования в малоэтажном домостроении. Исследователь К. В. Жужукин (2023) [10] установи комплексный пропитывающий состав для повышения водо – и биостойкости древесины.
Исследователи О.Н. Чернышев и др. (2024) [11]; Д.О. Чернышев и др. (2024) [12] обосновывают возможность улучшения внешнего вида и эстетики мебельных фасадов созданием поверхностного рельефа. Исследователи Н.А.Тарбеева и др. (2021) [13] отмечают необходимость применения обработки давлением и температурой при изготовлении деревянных облицовочных заготовок.
Из древесины быстрорастущих мягких пород согласно технологии «файн-лайн» изготавливаются отделочные материалы. Имитация красивой ярко выраженной текстуры древесины, как отмечает В.В. Вараксин (2017) [14], производится окрашиванием и чередованием слоев лущеного шпона разного цвета при их склеивании. Для реализации способа изготовления декоративных пластин из лущеного шпона мягких лиственных пород древесины (Пат. 16540 Республика Беларусь) [15] требуется применение пресс-форм сложной конструкции и окрашивание водными красителями лущеного шпона. Таким образом, простого способа, позволяющего получать композиционные материалы с волнистой ярко выраженной структурой (текстурой) не выявлено. Поэтому авторами разработан простой и более совершенный способ изготовления декоративных пластин с ярко выраженной структурой из листов лущеного шпона мягких лиственных пород без их предварительного окрашивания красителями. Проведено исследование условий получения декоративных планок повышенной плотности из древесины мягких лиственных пород.
Материалы и методы
Предмет и объект исследований. Объект исследования – лущеный шпон березы и ольхи. Предмет исследования - композиционные материалы с ярко выраженной структурой. Проведение эксперимента для установления зависимости влияния условий склеивания на плотность производилось в гидравлическом прессе марки П-713. Для склеивания применялась смола карбамидоформальдегидная смола (КФС) марки КФ120-65 ТУ2311-001-00252569-94. Плотность в момент испытаний rw, кг/м3 определяли
,
где mw – масса образца, кг;
aw, bw, lw - размеры образца, м.
Исследование влияния продолжительности склеивания (
); толщины пакета (
) и температуры плит пресса (
) на плотность образцов проводили по плану Бокса (В3). Статистическую обработку и построение графических зависимостей осуществляли с помощью компьютерных программ PlanExp B-D13, Excel и SigmaPlot.
1. Bulgakova M. A. Formirovanie sistemy obespecheniya ekonomicheskoy bezopasnosti lesnogo kompleksa Rossii: special'nost': 08.00.05 – Ekonomika i upravlenie narodnym hozyaystvom (ekonomicheskaya bezopas-nost'): dis. … d-ra ekon. nauk. –Sankt-Peterburg, 2021. -356 s.
2. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii «Ob utverzhdenii strategii razvitiya lesnogo kompleksa Rossiyskoy Federacii do 2030 goda» ot 11.02.2021 g. № 312-r.
3. Gagarin Yu.N. Nauchnyy kommentariy k strategii razvitiya lesnogo kompleksa Rossiyskoy Federacii do 2030 goda //Voprosy lesnoy nauki. 2021.T. 4. № 4. Stat'ya № 96.
4. Lukash A.A. Processy kompleksnoy pererabotki drevesiny myagkih listvennyh porod v kompozicion-nye materialy stroitel'nogo naznacheniya s uluchshennymi ekspluatacionnymi svoystvami /A.A. Lukash, N.P. Lukutcova. -Moskva; Berlin: Direkt-Media, 2021. -324 s.
5. Elesin M.A. The use of modified wood in the construction of wastewater treatment plants in coal mines of Kuzbass / M.A. Elesin, N.V. Karmanovskaya, N.A. Mashkin [et al.]. Multidiscipline Modeling in Materials and Struc-tures. 2021, 17(4):739-746. DOI:https://doi.org/10.1108/MMMS-09-2020-0213
6. Mashkin N.A. Primenenie modificirovannoy drevesiny v shahtnoy krepi / N.A. Mashkin, S.A. Gro-mov, V.I. Shkraba //Effektivnye metodologii i tehnologii upravleniya kachestvom stroitel'nyh materialov. - Novosibirsk, 2021.- S. 99-102.
7. Kozorez I.F. Primenenie modificirovannoy drevesiny v maloetazhnom domostroenii / I.F. Kozorez, V.I. Shkraba, E.A. Kalugina [i dr.] // Nauka Promyshlennost' Oborona: Trudy XXI Vserossiyskoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, posvyaschennoy 75-letiyu pobedy v Velikoy Otechestvennoy voyne / Pod red. S.D. Sa-lenko. — Novosibirsk: Novosibirskiy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet, 2020. - T. 3. - S. 151-154.
8. Kuznetsova I.N. The technology for concrete production using an activated mixture of wood procession waste and sand. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021,1093:012018. DOIhttps://doi.org/10.1088/1757-899X/1093/1/012018.
9. Kuznecova I.N. Tehnologiya i svoystva modificirovannoy drevesiny dlya maloetazhnogo stroitel'-stva / I.N. Kuznecova, S.A. Gromov // Vestnik Yugorskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2023. - № 1(68). - S. 104-110. - DOI:https://doi.org/10.18822/byusu202301104-110
10. Zhuzhukin K. V. Razrabotka kompleksnogo propityvayuschego sostava dlya povysheniya ekspluatacionnyh pokazateley drevesiny: special'nost' 4.3.4 «Tehnologii, mashiny i oborudovanie dlya lesnogo hozyaystva i pere-rabotki drevesiny»: avtoref. dis... kand. tehn. nauk / Zhuzhukin Konstantin Viktorovich; Voronezhskiy gosudar-stvennyy lesotehnicheskiy universitet imeni G. F. Morozova. - Voronezh, 2023. – 15 s.
11. Chernyshev O.N. Importozameschenie: zakonomernosti formirovaniya poverhnostnogo rel'efa mebel'nyh schitov s ispol'zovaniem otechestvennogo pressovogo oborudovaniya/ O.N. Chernyshev, A.A. Lukash, S.N. Shvachko, K.V. Razrezov //Lesa Rossii i hozyaystvo v nih. -2024. - № 1 (88). - S. 193-200. DOIhttps://doi.org/10.51318/FRET.2023.88.1.020
12. Chernyshev D. O., Modelirovanie processa formirovaniya riflenyh poverhnostey mebel'nyh fasa-dov/ D.O. Chernyshev, A.A. Lukash, A.A. Pykin, S.N. Shvachko, K.V. Razrezov // Lesa Rossii i hozyaystvo v nih. - 2024. -№ 2 (88). - S. 157-162. DOI:https://doi.org/10.51318/FRET.2024.89.2.017.
13. Tarbeeva N.A. Eksperimental'noe issledovanie kombinirovannogo processa izgotovleniya oblicovoch-nyh izdeliy na osnove p'ezotermicheskoy obrabotki derevyannyh zagotovok / N.A. Tarbeeva, O.A. Rubleva, A.G. Go-rohovskiy, E.E. Shishkina // Sistemy. Metody. Tehnologii. – 2021. – № 1 (49). – S. 90–97. DOIhttps://doi.org/10.18324/2077-5415-2021-1-90-97
14. Varaksin V. V. Ispol'zovanie restrukturirovannogo shpona (fayn-layn) dlya oblicovyvaniya schitov / V. V. Varaksin; ruk. N. A. Kosheleva // Nauchnoe tvorchestvo molodezhi – lesnomu kompleksu Rossii: mater. XIII Vseros. nauch.-tehn. konf. studentov i aspirantov, i konkursa po programme «Umnik» / M-vo obrazovaniya i nauki RF, Ural. gos. lesotehn. un-t, Ural. otdelenie sekcii nauk o lese Ros. Akad. estestv. nauk, Ural. lesnoy tehno-park. – Ekaterinburg, 2017. – S. 60–62.
15. Patent № a 20080589. Sposob izgotovleniya dekorativnyh plastin iz luschenogo shpona myagkih listven-nyh porod drevesiny. zayavl. 2008.05.08; opubl. 2009.12.30 / L.V. Ignatovich, A.V. Shishov, S.A. Osoko, M. M. Me-scheryakova; zayavitel' i patentoobladatel' Belorusskiy gosudarstvennyy tehnologicheskiy universitet. – 4 s.
16. Chernyshev O.N. Nauchnye issledovaniya tehnologicheskih processov v derevoobrabotke: uchebnoe posobie / O.N. Chernyshev, A.A. Lukash, S.V. Schepochkin. – Ekaterinburg: UGLTU, 2024. - 118 s.
17. Akshov E.A. Tehnologicheskie osobennosti kleenyh derevyannyh konstrukciy // Architecture and Modern Information Technologies. – 2021. - № 1(54). - S. 156 - 164. DOI:https://doi.org/10.24412/1998-4839-2021-1-156-164
18. Malyshkin A.P. Otechestvennyy opyt primeneniya LVL-brusa v nesuschih konstrukciyah / A. P. Ma-lyshkin, O.M. Maksimova //Vestnik evraziyskoy nauki. - 2023. - T. 15. - № 5. - URL: https://esj.today/PDF/42SAVN523.pdf
19. Sabirova A.I. Metody cenoobrazovaniya v upravlencheskom uchete: uchebnoe posobie. – M.: Rusayns, 2020. - 154 s.
20. Lukash A.A. Ekspress-metod opredeleniya sebestoimosti produkcii pri raschete tehniko-ekonomicheskih pokazateley derevoobrabatyvayuschih cehov / A.A. Lukash, T.I. Glotova, N.P. Malysheva, N.P. Putrova, O.N. Chernyshev // Derevoobrabatyvayuschaya promyshlennost'. - 2022. -№ 1. S. 23-33.
