Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Ассортимент и факторы, формирующие потребительские свойства фанеры 8
1.1 Состояние и проблемы развития производства древесных клее ных материалов и их промышленного ассортимента. 8
1.2. Влияние характеристик древесного сырья, применяемого в производстве фанеры, на её потребительские свойства. 20
1.3 Синтетические смолы, применяемые в производстве фанеры, и их влияние на её потребительские свойства. 21
1.4 Влияние компонентов карбамидоформальдегидных клеев на их потребительские свойства. 29
Глава 2. Объекты и методы исследования потребительских свойств фанеры 39
2.1. Объекты исследования. 39
2.2. Методы исследования. 47
Глава 3. Разработка рецептуры и исследование образцов фанеры с применением функционально-стоимостного анализа 64
3.1 Исследование потребительских свойств фанеры общего назначения. 64
3.2 Разработка рецептуры и исследование образцов фанеры общего назначения марки ФК. 82
3.3 Функционально-стоимостной анализ потребительских свойств фанеры общего назначения и выбор оптимального варианта разработанной рецептуры. 94
Выводы 105
Список использованной литературы 108
Приложения 126
- Влияние характеристик древесного сырья, применяемого в производстве фанеры, на её потребительские свойства.
- Синтетические смолы, применяемые в производстве фанеры, и их влияние на её потребительские свойства.
- Разработка рецептуры и исследование образцов фанеры общего назначения марки ФК.
- Функционально-стоимостной анализ потребительских свойств фанеры общего назначения и выбор оптимального варианта разработанной рецептуры.
Введение к работе
Актуальность диссертационного исследования. Фанера является основным материалом экспорта деревообрабатывающей промышленности в России. Долговечность, прочность, небольшая масса и устойчивость к перепадам температур сделали фанеру распространённым строительным материалом. Использование фанеры всегда актуально вследствие применения различных цветовых решений и разных способов обработки её поверхности, таких как ламинирование, покрытие строганым шпоном, лаками и красками [37]. Фанера из шпона берёзы в России занимает лидирующие позиции в общем объёме производства, так как берёза является наиболее распространенной лиственной породой, а берёзовый шпон обладает высокими показателями качества.
Отдельного стандарта, определяющего технологические свойства берёзовой фанеры, не существует, и эти задачи выполняет межгосударственный стандарт ГОСТ 3916.1 - 96 «Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород». Согласно данному стандарту в качестве материала для наружных слоев фанеры может использоваться древесина ильма, ольхи, клёна и бука и др., на практике же практически вся фанера с наружными слоями из лиственных пород, выпускаемая в России, является берёзовой. Конкуренцию берёзовой фанере российского производства составляет фанера, из шпона тополя производства Китайской Народной Республики, которая имеет меньшую прочность и износоустойчивость. Поэтому повышение качества и безопасности фанеры наряду с комплексным использованием сырья - важная задача деревообрабатывающей промышленности.
С увеличением областей применения фанеры и расширением её ассорти-мента с течением времени происходят процессы реструктуризации, и совершенствования структуры её потребительских свойств, в связи с чем становится сложнее их исследовать. В учебной литературе по специальности 080401. «Товароведение и экспертиза товаров» классификация потребительских свойств
фанеры и номенклатура показателей её качества и безопасности не представлена, что указывает на необходимость их разработки.
В производстве фанеры общего назначения в России и за рубежом широкое применение получили клеи на основе карбамидоформальдегидных смол, благодаря положительным технологическим, эксплуатационным и экономическим факторам. Однако недостатком этих клеев остаётся их негативное воздействие на организм человека, вследствие содержания в них формальдегида который согласно ГОСТ 12.1.007-76 «Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм относится к классу высокоопасных веществ, обладая токсичными и канцерогенными свойствами. В связи с этим существует необходимость производства фанеры с более высокими показателями качества и безопасности за счёт применения новых клеевых составов на основе карбамидоформальдегидных смол.
Всё вышеизложенное указывает на актуальность и важность проведения исследований, направленных на изучение потребительских свойств фанеры общего назначения и разработке их классификации, обоснованию новых клеевых композиций при разработке более безопасной фанеры.
Цель и задачи работы. Целью работы является товароведное исследование потребительских свойств фанеры и формирование её качества на основе оптимизации рецептур фанеры общего назначения марки ФК.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
выявить перспективы производства и потребления фанеры в России;
исследовать потребительские свойства фанеры общего назначения, разработать их классификацию и составить оптимальную номенклатуру показателей качества и безопасности фанеры общего назначения марки ФК;
обобщить результаты имеющихся научных исследований по разработке фанеры с высокими показателями качества и безопасности;
дать теоретическое обоснование и разработать клеевую рецептуру, позволяющую обеспечить выпуск фанеры общего назначения марки ФК с высокими показателями качества и безопасности;
исследовать показатели качества и подтвердить безопасность разработанной фанеры общего назначения марки ФК.
оптимизировать соотношение между показателями качества и безопасности фанеры общего назначения марки ФК с производственными затратами при помощи функционально-стоимостного анализа.
Объекты исследования. Объектами исследования являются: карбамидо-формальдегидные смолы, наполнители и отвердители, клеи на основе пяти синтетических смол, технологические параметры берёзового лущёного шпона и фанеры общего назначения марки ФК; берёзовый лущёный шпон и полученные на основе разработанной оптимизации рецептур образцы фанеры общего назначения марки ФК.
Методологическая основа исследования. Методологической основой
ИССЛеДОВаНИЯ^ ЯВЛЯЛИСЬ Общие ПОЛОЖеНИЯ О КОМПЛеКСе СВОЙСТВ ИСХОДНЫХ КОМг
понентов, выступающих в качестве основных факторов формирующих потребительские свойства фанеры. Информационной базой исследования являлись теоретические разработки и результаты лабораторных испытаний фанеры общего назначения марки ФК по проблеме повышения показателей её качества и безопасности, а также нормативные документы.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается приемлемым совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований. Математические модели получены при корректных допущениях, не противоречат существующим теориям склеивания древесины. Расчёты выполнены с применением современных средств вычисления и программного обеспечения. Достоверность экспериментальных исследований подтверждена в ходе промышленных испытаний по производству фанеры.
Научная- новизна проведённых исследований! заключается в том, что диссертантом:
разработана классификация, потребительских свойств и оптимальная но
менклатура, показателей качествами безопасности фанеры общего назначения
марки ФК;
< обоснован ингредиентный состав.рецептуры-безопасной берёзовой фане
ры, с внутренними слоями из берёзового шпона, марки ФК с классом эмиссии
Е1;
определены показатели прочности* и безопасности разработанной фанеры общего назначения марки ФК;
использован метод функционально-стоимостного анализа, направленного на оптимизацию соотношения между показателями качества и безопасности фанеры общего назначения марки ФК и производственными затратами.
Практическая значимость работы: На основе расчётов технологических возможностей изготовителей разработана и апробирована (акт апробации) рецептура фанеры общего назначения марки ФК. Использован; метод, функционально-стоимостного анализа. (ФСА) показателей качества и безопасности фанеры общего назначения марки-ФК обеспечивающий многофакторный анализ; и-оптимизацию рецептуры с учётом затрат. Результаты работы используются при подготовке специалистов-товароведов в Российском университете кооперации (акт о внедрении, см; приложение 4).
Основные положения, выносимые на защиту:
классификация потребительских свойств фанеры общего назначения;
результаты исследования потребительских свойств фанеры общего назначения марки ФК при внедрении их в производство;
результаты экспериментальных исследований, показателей качества и безопасности разработанных образцов фанеры.общего назначения марки» ФК;
результаты функционально-стоимостного анализа показателей качества и
безопасности фанеры общего назначения марки ФК.
Апробация и внедрение. Основные положения диссертационной работы обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Российского университета кооперации (2005-2008 гг.): на международной научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов Российского университета кооперации, кооперативных вузов стран СНГ «Традиции и инновации в кооперативном секторе национальной экономики» (Москва, 2008г.), международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского ' состава, сотрудников и аспирантов Российского университета кооперации, кооперативных вузов стран СНГ, посвященной 175-летию потребительской кооперации России (Москва, 2006г.), на международной научно-технической конференции студентов, магистров и аспирантов «Молодёжь - производству» (Витебск, 2006г.), на международном научно-практическом семинаре «Развитие культуры предпринимательства специалистов торгово-экономического профиля» (Вологда 2005г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Товарный консалтинг и аудит качества: современные проблемы товароведения» (Екатеринбург, 2004г.)
Публикации. По теме исследования опубликовано 15 работ, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК - 3 работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов, 4 приложений и списка использованной литературы, содержащего 180 наименований. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу и 25 рисунков.
Влияние характеристик древесного сырья, применяемого в производстве фанеры, на её потребительские свойства.
Проблемы ограниченности ассортимента в производстве фанеры были поставлены ещё в 80 - 90 годы [93]. Были разработаны и внедрены на некоторых предприятиях технологии производства водостойкой фанеры и фанеры специального назначения. Однако до настоящего времени такая продукция выпускается в незначительном объёме. К специальным видам фанерной продукции относятся: бакелизированная, болыпеформатная, декоративная, ламинированная, огнезащищённая, опалубочная [6,82, 95, 177]. Работа ряда предприятий, выпускающих фанеру специального назначения, показывает, что такая продукция является высокорентабельной [40].
Повышение удельного веса таких материалов в структуре выпускаемой продукции деревоперерабатывающих предприятий особенно актуально в связи с тем, что одной из главных проблем лесопромышленного комплекса является недостаточное развитие глубокой переработки древесины. В валютной выручке России - доля круглого леса увеличилась, то есть ЛПК в основном поставляет на внешний рынок лесопродукцию низкой переработки [49]. Фанера, которая является продукцией глубокой технологической переработки древесины, пользуется устойчивым спросом на внешнем рынке, и хотя её доля в общей валютной выручке невелика, но имеет тенденцию к увеличению [54]. Невысокий удельный вес фанерной продукции в общей валютной выручке ЛПК связан, прежде всего, с тем, что за прошедший 10-летний период не произошло положительных изменений в структуре производства этих видов клееных материалов [93].
Фанера это слоистая клееная древесина, состоящая из склеенных между собой трех и более листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон древесины в смежных слоях [8]. В настоящее время в России в качестве сырья для фанеры применяется древесина как лиственных, так и хвойных пород [4,5,7,163,165].Основным сырьем во многом определяющим свойства фанеры, является — шпон [94,164]. При выборе шпона нужно учитывать, что по стойкости к гниению древесины ГОСТ 20022.2-80 разделяет все породы на стойкие (по ядровой древесине к ним отнесены сибирская сосна, лиственница, сосна, ясень), среднестойкие (ель, пихта, бук), малостойкие (вяз, клен) и нестойкие (береза, липа, осина, ольха) [39]. При производстве фанеры с. наружными слоями из лиственных пород, для изготовления наружных слоев применяют шпон березы, ольхи, клена, ильма, бука, осины, тополя, липы. Для внутренних слоев, кроме названных, также применяют шпон хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра [75,113]. Сырьё для производства фанеры заготовляют по техническим условиям, определяемым по ГОСТ 9462-88 и ГОСТ 9463-88 соответственно для лиственных и хвойных пород, также допускается заготовлять сырьё, руководствуясь ТУ 13-473-92 «Бревна фанерные, поставляемые для экспорта. Технические условия». Перед изготовлением клееных конструкций, исходные пиломатериалы должны в обязательном порядке подвергаться сушке [149]. Сортность является одним из важнейших факторов, который определяет качество фанеры, её цену и себестоимость. Для производства фанеры используют сырьё 1-го и 2-го сортов. Основными сортообразующими пороками являются: сучки, ложное ядро, кривизна, внутренняя гниль, синева, торцевые трещины, прорость и пр [38]. В зависимости от качества древесины и обработки шпон для лиственных пород подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV [1,12]. Во внутренних слоях фанеры допускаются пороки древесины и дефекты обработки, не влияющие на её качество и размеры [4,5]. Требования, предъявляемые к фанерным лиственным и хвойным фанерным кряжам согласно ГОСТ 9462-88 и ГОСТ 9463-88 представлены в таблицах 1.2.1 и 1.2.2 см. приложение 1.
Синтетические смолы, применяемые в производстве фанеры, и их влияние на её потребительские свойства.
Под синтетической смолой понимается высокомолекулярный продукт химического производства, не содержащий добавок, способных сократить срок годности продукта. Клеем называется конечный продукт, полученный добавкой в смолу технологически важных компонентов; обеспечивающих оптимальные адгезионно-когезионные свойства клеевого слоя [56,89].
Синтетические смолы — одно из наиболее распространенных связующих веществ; В производстве фанеры всех видов они стали важным фактором обеспечивающим её высокую прочность при растяжении, сжатии, статическом и ударном изгибе, высокой»водо-и атмосферостойкости [67,72,167].
В производстве фанеры к клеям на основе карбамидоформальдегидных и фенолоформальдегидных смол предъявляются следующие технологические требования, формирующие потребительские свойства фанеры [19 21,87,89; Ї61]: клей должен иметь высокий показатель сухого остатка, что обеспечивает, значительную прочность склеивания за счет снижения величины, усадочных напряжений; клей должен иметь необходимую вязкость (60-150 с по В3г4), которую необходимо = подбирать так, чтобы клеш хорошо смачивал поверхность шпона и:хорошо по ней распределялся,, создавая ровный, тонкищишепре-рывный слой; клей должен обладать достаточной жизнеспособностью; то есть время от момента его приготовления до того момента; когда он уже не пригоден к употреблению из-за недопустимого повышения! вязкости, должно быть достаточно большим [13]; : клей должен иметь определенную продолжительность желатинизации, т.к. от этого показателя зависит продолжительность склеивания пакетов и в итоге производительность прессов; клей не должен быть опасным для организма человека, то есть во время применения и дальнейшей эксплуатации клееных материалов; не должны выделяться вредные для организма человека продукты свыше предельно допустимых концентраций. Поэтому к древесным клееным материалам, предъявляются определенные гигиенические требования с целью преду преждения различных заболеваний людей в промышленных и бытовых условиях [20,174].
Потребительские свойства синтетических смол и клеев формируются и обеспечиваются следующими показателями: массовая доля сухого остатка (концентрация) смол; условная вязкость; водородный показатель (рН) синтетических смол и клеев; содержание щелочи; жизнеспособность клея; время отверждения клея; температура пленкообразования; клеящая способность [112]. Показатель массовой доли сухого остатка смол выражает ту часть связующего, которая остается после отверждения,клея и удаления всех летучих веществ, %,
Условная вязкость смолы есть мера её текучести. Она измеряется! в МПа-с, но для технологических целей очень часто пользуются величиной условной вязкости, обычно в единицах времени истечения данного объема жидкости через отверстие определенного диаметра. Для карбамидоформальдегид-ных смол применяют вискозиметры марок ВЗ-1, ВЗ-4, ВЗ-246 с разными диаметрами сопл [21,28,29].
Водородный показатель (рН) синтетических смол и клеев - это мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность [21, 56]. Показатель содержания щелочи определяется у фенольных смол, особенно используемых в производстве фанеры и древесностружечных плит. Высокая щелочность приводит к высокой реакционной способности смол, их низкой вязкости [20, 57].
Химическая безопасность смолы - определяется показателем массовой доли свободного формальдегида, который согласно ГОСТ 12.1.007-76 относится к классу высокоопасных веществ. Снижение содержания формальдегида в клееной продукции является актуальной проблемой, которая, во многом определяет конкурентоспособность продукции. По нормам европейских, а теперь и российских стандартов для класса эмиссии Е1 этот показатель должен быть не более 8 мг на 100 г сухого продукта [4,20,56].
Жизнеспособность клея можно определить как время, в течение которого клей после добавления в него отвердителя способен сохранять рабочую вязкость (то есть не теряет текучесть) [56].
Основным показателем качества клея является его клеящая способность, она оценивается по прочности клеевого соединения на образцах различных форм и из различных древесных материалов [56,104].
Прямым показателем безопасности фанеры является класс эмиссии формальдегида. Так в соответствии со стандартами фанера по содержанию формальдегида подразделяется на классы эмиссии Е1 и Е2 [4,5]. При содержании формальдегида не более 8 мг на 100 г сухого продукта фанеру относят к классу эмиссии Е1, при содержании свыше 8 до 30 мг - к классу Е2 [4,5].
Карбамидоформальдегидные клеи, используемые для изготовления фанерной продукции, не всегда отвечают всем вышеперечисленным технологическим требованиям. До недавнего времени наиболее распространенными КФС для фанерного производства являлись смолы марок: КФ-Ж (Ф), КФ-МТ, КФ-0 [21,57,68]. Эти клеи обеспечивают необходимую прочность склеивания фанерной продукции, но не обеспечивают выпуск продукции классов Е1 и Е2 по содержанию формальдегида. В России разработано большое количество низкомолекулярных карбами-доформальдегидных смол различных марок: КФ-НП, КФ-60П, КФ-А, КФ-МТ, КФ-МТ-15, КФ-МТ-15КП, КФ-МТ-ПП, КФ-МТУ, КФС-1, КФ-НФП, КФ-015, КФ-015М, КФ-02, КФ-02Э, КФ-МНП, КФ-53Д и др. [42,68,87,110,162].
Мольное соотношение карбамида к формальдегиду (К: Ф) в перечисленных марках колеблется в пределах от 1:1,3 до 1:1,12. Использование этих смол позволяет получать фанеру классов Е2 и для отдельных марок - Е1. Среди перечисленных смол есть вакуумированные КФ-НФП, КФ-МТ и др. (сухой остаток 63 % и более), полувакуумированные и невакуумированные смолы КФ-60П, КФ-02Э, КФ-53Д, КФ-НВ, СКФ-НМ и др. (содержание сухого остатка от 50 до 60 %). Опыт использования отечественных низкомолекулярньгх КФС по- казал, что они пригодны для использования в качестве связующего при производстве фанеры [170,174]. Так вакуумированные КФ-НФП и полувакуумиро-ванные КФ-60П, КФ-Н-54, КФ-НВ, КФ-НП смолы возможно использовать в этих производствах, обеспечивая классы эмиссии Е1 и Е2 [69,70,112]. Однако при смолы КФ-НФП отмечается целый ряд недостатков: сложность синтеза, снижение производительности цехов, ограниченная жизнеспособность, снижение прочность склеивания [69,70]. Такими же недостатками обладают смолы марок КФ-МТ, КФ-МТ-У, КФ-МТ-15 в производстве фанеры, хотя и обеспечивают снижение формальдегида до 10 мг/100 г абсолютно сухой фанеры [41,44, 180].
Разработка рецептуры и исследование образцов фанеры общего назначения марки ФК.
Выбор конструкции фанеры и расчёт толщин шпона. Клееные материалы, как сложные многослойные системы, имеют ряд факторов обеспечивающих формирование их потребительских свойств. Указанные факторы отображены нами при рассмотрении наиболее значимых элементов технологии производства многослойных клееных материалов [141,145]. Для того чтобы спроектировать многослойную клееную систему, необходимо при выборе конструкции правильно рассчитать толщину шпона и величину упрессовки [150,154,151].
Руководствуясь методикой по выбору конструкции фанеры, описанной в главе 3 диссертационной работы, нами был произведен расчёт толщины шпона, необходимого для изготовления образцов четырёхмиллиметровой фанеры.
Для выбора конструкции четырёхмиллиметровой трёхслойной берёзовой фанеры был проведён расчёт, в результате которого стала известна необходимая толщина шпона. Значение упрессовки в расчёте было взято из рекомендуемых данных схем наборов пакетов шпона (таблица 2.8) [145]. Рассчитаем толщину шпона, мм, с учётом упрессовки по формуле:
Поскольку стандарты предписывают выбирать толщину шпона и фанеры из ряда рекомендуемых значений, полученный результат рассчитанной толщины пшона округляем [1,4,56].
Для правильного расчета толщины фанеры при заданной толщине шпона рассчитаем величину фактической упрессовки, % с учётом рекомендаций [56]. Выбор конструкции фанеры должен быть согласован как со слойностью продукции п , так и толщинами пшона So, , а также с заданной толщиной фанеры Бф с учетом упрессовки Уп . Рассчитаем толщину фанеры, мм с учётом фактической уп-рессовки:
Полученный результат, руководствуясь соответствующими рекомендациями, округляем до ближайшей толщины фанеры, рекомендуемой стандартом.
В результате проведённого расчета, соблюдая рекомендуемые табличные данные и методику расчёта выбора конструкции формируемого пакета шпона и его толщины, мы пришли к выводу, что при производстве трёхслойной четырёхмиллиметровой берёзовой фанеры необходимым является использование шпона толщиной 1,5 мм [145,150,151].
Характеристика вариантов клеевых рецептур. Для выработки экспериментальных образцов фанеры общего назначения марки ФК нами подбирались варианты клеев на основе типовых карбамидоформальдегидных смол. Рецептуры разработанных вариантов клеев включали карбамидоформальдегидную смолу, наполнитель и отвердитель. Варианты разработанных клеев оптимизировались и были составлены на основе анализа проведённых ранее исследований [96-99], но в отличие от них при составлении клеевых композиций мы использовали пять марок карбамидоформальдегидных смол отечественного производства. Главным критерием выбора смол являлся показатель массовой доли свободного формальдегида. Массовая доля свободного формальдегида в смолах различных видов нормируется стандартами [20,21].
Для обеспечения производства фанеры с классом эмиссии Е1 мы использовали не только традиционные в производстве фанеры общего назначения карбамидо-формальдегидные смолы КФЖ и КФМТ-15, но и такие как КФМТ -ЮМ, КФ-ЕС-70Б,КФ-ЕС(Ф). Наиболее важным фактором, обеспечивающим безопасность фанеры, является показатель содержания формальдегида в 100 г абсолютно сухой массы фанеры [4,5,142,143].
Для снижения содержания формальдегида в фанере с целью повышения её безопасности, мы вводили в рецептуры разрабатываемых клеевых композиций абсорбирующие наполнители, в качестве которых выступала древесная мука. Изучив результаты исследований по проблеме повышения безопасности фанеры, мы обработали древесную муку 12-ти процентным раствором ортофосфорной кислоты с целью повышения её абсорбционной ёмкости.
Обычно для производства фанеры горячего способа склеивания на карбами-доформальдегидных клеях в качестве отвердителя используют хлористый аммоний, которьш вводят в количестве от 0,7 до 1,0 мас. ч. в зависимости от марки смолы [96,165]. Хлористый аммоний, взаимодействуя со свободным формальдегидом, содержащимся в смоле, образует солянокислый метиламин и муравьиную кислоту, что влечет за собой постепенное увеличение кислотности среды даже при комнатной температуре. Повышение температуры вызывает резкое ускорение данного процесса. Желатинизация клея происходит при достижении кислотности среды порядка рН = 2,5-3,5, после чего наступает быстрый переход клея в твердое состояние [161].
Водородный показатель выбранных наполнителей (рН) оказывает существенное влияние на степень поликонденсации смолы [96-99]. По данным исследований, рН древесной муки имеет нейтральную реакцию среды. Таким образом, древесная мука, обработанная 12 % - ным раствором ортофосфорной кислоты, может обладать и функцией отвердителя, так как её рН = 1,52.
Введение 1 мае. ч. необработанной древесной муки на 100 мае. ч. смолы не изменяет величину показателя водородных ионов в сравнении с вариантом, где отсутствует отвердитель (хлористый аммоний) [36]. При этом повышения скорости отверждения смолы не происходит. Известно, что наилучшая клеящая способность проявляется при рН = 5,0-5,5 [96-99]. Наличие в смоле обработанных кислотой наполнителей в количестве 1 мае. ч. ведёт к существенному снижению рН до 3,39 [98]. Это значение рН может отрицательно отразиться на свойствах смолы и фанеры, поэтому необходимо регулирование рН клея. Для повышения рН мы добавляли в смолу 25 %-ный раствор аммиака водного технического марки А [27] в количестве 1 мае. ч. на 100 мае. ч. смолы [96-99]. В этом случае введения хлористого аммония не требуется, потому что кислотность данного клея со временем увеличивается за счет постепенного испарения аммиака, а, следовательно, происходит отверждение смолы. Использование обработанной древесной муки в качестве наполнителя позволяет комплексно использовать отходы древесной промышленности и позволяет отказаться от использования отвердителя, что положительно сказывается на экономической целесообразности выпуска фанерной продукции [96].
При определении необходимого количества вводимого в смолу обработанного наполнителя, мы воспользовались результатами ранее проведенных исследований [96-99]. Для этого вьппеприведённые наполнители добавляли в смолу в количестве 2 мае. ч., так как при этом количестве наполнителя достигаются оптимальные значения таких технологических параметров клеевой композиции, как: массовая доля сухого остатка, %; условная вязкость, с; время желатинизации при 100С, с; концентрация водородных ионов, рН; содержание формальдегида в 100 г абсолютно сухой массы фанеры, мг; предел прочности при скалывании по клеевому слою после 24 ч выдержки в воде, МПа.
Функционально-стоимостной анализ потребительских свойств фанеры общего назначения и выбор оптимального варианта разработанной рецептуры.
Анализ показателей технологических свойств клеевой композиции подтверждает, что концентрация водородных ионов, условная вязкость и время желатини-зации клея при 100С находятся в пределах норм, которые определены техническими требованиями. Прочностные характеристики образцов отвечают требованиям ГОСТ [4], а содержание формальдегида зависит от типа смолы [21]. Напоминаем, что количество наполнителя вводимого в состав композиции определяется природой наполнителя, степенью его модификации, а это, естественно, влияет на свойства готовой продукции [98-105]. При использовании клеев, в состав которых входит древесная мука и обработанная древесная мука в количестве 2 мае. ч. на 100 мае. ч. смолы, прочность скалывания по клеевому слою превышает нормативное требование по ГОСТ [4, 142,143,145]. Обобщённые результаты испытаний разработанных образцов фанеры общего назначения марки ФК после выдержки в климатической камере представлены в таблице 3.2.6. Таким образом, разработана рецептура клеевого слоя для производства фанеры общего назначения марки ФК, обеспечивающая класс эмиссии формальдегида — El при экономической целесообразности производства [143,144]. Одним из эффективных инструментов маркетинга в исследовании потребительских свойств товаров является функционально-стоимостной анализ (ФСА), позволяющий охватить все факторы движения продукции с момента её зарождения до момента потребления и утилизации [111,120, 144,146]. Функционально-стоимостной анализ - это метод системного исследования функций объекта, направленный на минимизацию затрат в сферах проектирования, производства и эксплуатации объекта при сохранении (повышении) его качества и полезности [120]. ФСА относится к перспективным методам экономического анализа. В нём успешно используются передовые приемы и элементы инженерно-логического и экономического анализа. Отличительной особенностью этого метода является его высокая эффективность. Как показывает практика, при правильном применении ФСА снижение издержек производства обеспечивается в среднем на 20 - 25% [63]. В России накоплен огромный опыт использования метода ФСА. Имеются теоретические разработки и методические материалы по его применению в машиностроении и строительстве, электронной и электротехнической, угольной промышленности и других отраслях [120]. На начальной стадии зарождения метод ФСА рассматривался только как инструмент поиска излишних затрат в существующих изделиях. Но по мере освоения и распространения, его стали применять и как средство предупреждения реализации неэффективных решений уже на стадии проектирования и производства изделий, в сфере организации и управления различными формами работы.
Функционально-стоимостной анализ имеет принципиальное отличие от обычных способов снижения производственных и эксплуатационных затрат, так как предусматривает функциональный подход. Сущность такого подхода — рассмотрение объекта не в его конкретной форме, а как совокупность функций, которые он должен выполнять. Каждая из них анализируется с позиции возможных принципов и способов исполнения с помощью совокупности специальных приемов. Оценка вариантов построения объекта производится по критерию, учитывающему степень выполнения и значимость функций, а также размер затрат, связанных с их реализацией на всех этапах жизненного цикла.
Функциональный подход обеспечивает необходимость изучения не только конкретных потребностей заказчиков, но и анализировать количественную и качественную стороны этих потребностей, перестраивать под них производство [144].
В соответствие с функциональным подходом исследуемый объект рассматривается и преобразуется не в конкретной предметной форме, а как комплекс функций, которые он выполняет или должен выполнять. Под функциями при этом понимаются проявления свойств объекта в определенных условиях, его действия или способности к выполнению действий. В основной своей части ФСА базируется на исследовании функций объекта.
Рассмотрение в рамках ФСА не конкретных конструкторских, технологических или организационных решений, а функций, выполняемых всем объектом и отдельными его частями, стимулирует нахождение нетрадиционных решений.
Функциональный подход - один из основополагающих при проведении ФСА, отличающий его от других методов. В соответствии с концепцией функционального подхода необходимой процедурой ФСА является классификация функций и их оценка [63].
Функции, выполняемые объектом, подразделяются на основные, вспомогательные и ненужные. Основные функции определяют назначение изделия. Функции, способствующие выполнению основных функций или дополняющие их, являются вспомогательными. Ненужные функции не содействуют выполнению основного назначения предмета, а напротив, ухудшают его технические параметры или экономические показатели.
Главная цель ФСА состоит в развитии полезных функций объекта при оптимальном соотношении между их значимостью для потребителя и затратами на их осуществление.
Как правило, для проведения ФСА создаётся рабочая группа, в состав которой входят специалисты различных профессий: дизайнеры, инженеры, конструкторы, маркетологи, менеджеры, технологи, производственники, товароведы-эксперты, финансисты, а также представители заказчиков (покупателей), поставщиков и смежников [148,152]. В распоряжение группы представляется полная информация, в том числе документация по изделию: стандарты, технические условия, комплект конструкторской и технологической документации, данные об аналогах (проспекты, образцы), данные по рекламациям и браку, экономические показатели по изделию, отзывы покупателей о качестве выпускаемой продукции и др.
В ходе проведения ФСА специалисты должны полностью абстрагироваться от реально существующего объекта (или принятого решения). Однозначно считать, что это решение не является и не может являться единственным, что обеспечит широкий простор научно — техническому творчеству. Считается рациональным использование наиболее эффективных методов прогнозирования на основе индивидуальной и коллективной экспертизы: «мозговая атака», синтектика (способ прогнозирования по аналогии); метод «Дельфы» (опрос по заранее подготовленным анкетам); АРИЗ (алгоритм решения изобретательных задач); поэлементный экономический анализ конструкций Ю.М. Соболева и др. [123].
