CC BY
16
Товароведение
С.Н. АВЕЛИЧЕВА, С.Н. ИЛЬИН, Н.В. БЕРЛОВА
Крашение ивовой лозы маньчжурским орехом
Исследованы товарные свойства местного ивового сырья, используемого для производства плетеной мебели. Изучены возможность применения околоплодника маньчжурского ореха в составе морилки для крашения ивовой лозы и качество окрашенных образцов.
В настоящее время выбор мебели настолько широк, что потребителя уже трудно чем-нибудь удивить. Поэтому дизайнеры и производители мебели все чаще прибегают к использованию нетрадиционных материалов и технологий. Один из удачных примеров сочетания традиционного и нового, оригинального подхода - это современная плетеная мебель.
Во Владивостоке изготовлением плетеной мебели занимаются небольшие цеха и два крупных предприятия: Российско-японский центр деревообработки и мебельная фабрика «Примф-лес». Выпускаемый ассортимент представлен мебелью для сидения и лежания (стулья, кресла, банкетки, кресла-качалки, диваны), для работы (столы), хранения вещей (комоды, этажерки, шкафы), а также предметами для украшения быта (кашпо, газетницы, корзины).
Для изготовления плетеной мебели используется местное ивовое сырье, для отделочных операций в основном применяются дорогостоящие импортные лакокрасочные материалы. Необходимо отметить, что производители плетеной мебели используют ивовое сырье без учета его товарных свойств. Поскольку в настоящее время предъявляются высокие требования к экологичности товаров, в том числе мебели, применение натуральных дешевых отделочных материалов является весьма актуальным. Для снижения себестоимости плетеной мебели, повышения ее качества и расширения ассортимента нами были изучены товарные свойства приморского ивового сырья и эстетические свойства ивового полуфабриката, окрашенного водным экстрактом околоплодника маньчжурского ореха.
На территории России встречается около 150 видов ив. Наиболее распространенными в Приморском крае являются ивы остролистая (Salix acutifolia), козья (Salix caprea L.) и прутовидная (Salix viminalis L.). Товарные свойства этих растений изучали по общепринятым методикам [5].
Были установлены макростроение, соотношение ядровой и заболонной частей, сбежистость, плотность, изменение плотности по длине ивового прута, кинетика набухания древесины ивового сырья.
В результате исследований макроскопического строения древесины и данных экспериментальных измерений ядровых частей однолетних ивовых прутьев были выявлены достаточно небольшие колебания в соотношении размеров ядер (от 25,0 до 36,4%) и заболони (от 63,6 до 75,0%) в зависимости от вида ивового сырья (табл. 1).
Таблица 1
Соотношение размеров ядровых частей и заболони у различных видов ив
Вид ивы Часть растения
Ядро Заболонь
мм % мм %
Остролистая 2,0 25,0 6,0 75,0
Прутовидная 3,0 33,3 6,0 66,7
Козья 4,0 36,4 7,0 63,6
Известно, что с увеличением ядровой части повышается механическая прочность древесины, поэтому высокой механической прочностью обладают однолетние ивовые прутья вида Salix саргеа L. (ива козья). Механическая прочность с возрастом дерева повышается вследствие увеличения содержания ядровой части, что позволяет использовать ивовое сырье старше одного года для каркасов при изготовлении плетеных изделий.
Сбежистость, один из основных показателей качества ивового сырья, - это постепенное уменьшение диаметра ствола дерева в направлении от комля к вершине (сбег). Если на каждый метр высоты ствола его диаметр уменьшается более чем на 1 см, то такое явление считается пороком. Сбежистость (табл. 2) устанавливали только у однолетних побегов ив, т.к. известно, что с возрастом она повышается, и ивы, которым три года и более, малопригодны для изготовления лозы.
Таким образом, наиболее тонкие и равномерные по толщине прутья ивы остролистой однолетнего возраста имеют наименьшее значение сбежистости (30,0%), что позволяет изготавливать из них плетеные изделия, имеющие ровный и красивый рисунок поверхности.
Таблица 2
Результаты определения сбежистости исследуемых видов ив
Вид ивы Диаметр, мм Сбежистость, %
Комель Вершина
Остролистая 10,0 7,0 30,0
Прутовидная 11,0 6,5 45,0
Козья 11,5 6,0 55,5
При изготовлении плетеной мебели важное значение имеет показатель плотности древесины, от которого зависит способность сырья
гнуться и окрашиваться. Плотность древесины зависит от ее влажности. При исследовании древесины ивового сырья нами были определены количественные значения показателей плотности окоренных ивовых прутьев: плотность при влажности 12% (р12), плотность абсолютно сухой древесины (р0 ), парциальная (р'12) и базисная (рс) плотность (табл. 3). Все показатели физико-механических свойств древесины определяются при стандартной влажности 12% [1, 2].
Таблица 3
Плотность исследуемых видов ив, кг/м3
Вид ивы Показатели
Р12 Р0 Р'12 Ро
Остролистая 415 340 361 320
Прутовидная 440 371 386 349
Козья 447 418 392 368
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что древесина ив прутовидной и козьей, имеющих плотность 440 и 447 кг/м3 соответственно, может найти применение при изготовлении каркасов плетеных изделий, несущих основную механическую нагрузку в процессе эксплуатации готовых изделий. Древесина ивы остролистой, обладающая меньшей плотностью (415 кг/м3), является более гибким сырьем, что позволяет получать более сложные рисунки плетения, обеспечивающие высокие эстетические свойства изделий. Кроме того, благодаря меньшей плотности ива остролистая обладает лучшим водопоглощением - у нее больше объем полостей клеток и межклеточных пространств, которые могут быть заполнены свободной влагой [3].
Для определения корреляционной зависимости между плотностью древесины ивовых прутьев и их длиной в разных точках вычислили плотность древесины при влажности 12% (двигаясь от комля к вершине) для каждого вида ив (рис. 1).
1,8
360 380 375 436 433 447 Плотность, кг/м3
Рис. 1. Распределение плотности древесины по длине ивовых прутьев при влажности 12%: 1 - ива прутовидная, 2 - ива козья, 3 - ива остролистая
С увеличением расстояния от комлевой части у всех видов исследуемых ив наблюдалось снижение плотности древесины. Это объясняется тем, что содержание рыхлой ядровой части в направлении от комля к вершине увеличивается. По полученным данным были рассчитаны коэффициенты корреляции г: ива остролистая -0,59, ива козья -0,95, ива прутовидная -0,72.
Тот факт, что коэффициенты корреляции имеют отрицательные значения, указывает на наличие обратной корреляционной зависимости между плотностью ивовых прутьев и их длиной. Таким образом, снижение плотности по длине ивовых прутьев может отрицательно сказаться на качестве их окрашивания, поэтому после заготовки ивового прута необходимо произвести его сортировку по длине.
Известно, что плотность древесины оказывает существенное влияние на способность сырья впитывать влагу [2]. При увеличении влажности повышаются эластические свойства древесины в результате пластификации целлюлозы - основного природного полимера. Эластические свойства ивового сырья особенно важны для лозы как материала для изготовления плетеных изделий. Поскольку сухие ивовые прутья перед окоркой и последующими операциями подвергают замачиванию для увлажнения, нами была исследована кинетика набухания однолетних ивовых прутьев. Процесс набухания связан с пределом насыщения клеточных стенок Wп.н. - максимальной влажностью клеточных стенок, достигаемой при увлажнении древесины в воде [6].
В результате исследования кинетики набухания однолетних ивовых прутьев были получены соответствующие кривые (рис. 2). Для их построения использовали экспериментально полученные значения влажности и времени, в течение которого происходил процесс набухания.
120 100
о?
V 80
н о
§ 60 В 40
0
Рис. 2. Кинетика набухания однолетних ивовых прутьев при температуре воды 20±2 0С: 1 - ива козья, 2 - ива прутовидная, 3 - ива остролистая
Исследования показали, что наиболее интенсивное поглощение воды волокнами древесины ивового сырья происходило в течение первых двух суток замачивания. На третьи и четвертые сутки ядровая часть древесины заметно потемнела, а поверхность прутьев покрылась четко выраженными темными пятнами, что свидетельствовало о структурных из-
менениях сырья. Дальнейшее замачивание привело к появлению неравномерной темной окраски поверхности образцов, которые при высушивании стали пятнистыми. В результате исследований определено оптимальное время замачивания сухого ивового сырья перед окоркой, крашением и плетением, которое составило 2 сут.
Крашение ивовой лозы проводили по общепринятой технологии [2]. В качестве красителя был использован водный экстракт околоплодника маньчжурского ореха с концентрацией 2 г/л. Для предотвращения выгорания цвета окрашенных образцов, а также для изучения влияния протрав на их окраску производили квасцевание алюмокалиевыми квасцами, медным и железным купоросом. Полученные цвета и оттенки образцов лозы были визуально оценены экспертами фабрики по изготовлению корпусной и плетеной мебели «Примф-лес». Ранжирование эстетических свойств окрашенных образцов проводили квалифицированные специалисты, причем обмен мнениями между экспертами был исключен. Результаты опроса обрабатывали по методике В.Б. Тихомирова [4].
Оценка окрашенных образцов ивовой лозы показала, что все они имели равномерную окраску, которая характерна для глубокого крашения (табл. 4). Это обусловлено глубоким проникновением красителя в субмикроскопические и микроскопические полости капилляров древесины ивы [2, 5].
Полученные результаты позволили нам сравнить действие различных протрав на образцы, окрашенные экстрактом околоплодника и неокрашенные, т.е. имеющие натуральный цвет. При окраске образцов лозы собственно экстрактом околоплодника был получен цвет, оцененный экспертами как «карамель в шоколаде». Применение протрав - железного купороса и алюминиевых квасцов - усилило насыщенность цвета, который был оценен как «темный орех», медный купорос придал образцам насыщенный серый цвет с коричневым оттенком.
Таблица 4
Характеристика цветов и оттенков ивовой лозы, окрашенной экстрактом околоплодника
Вариант Вид отделки полуфабриката Вид протравы Полученный цвет и оттенок
1 (контрольный) Окрашенный Без протравы Карамель в шоколаде
2 То же Железный купорос Темный орех
3 Неокрашенный То же Белая ночь
4 Окрашенный Алюминиевые квасцы Темный орех
5 Неокрашенный То же Золотой орех
6 Окрашенный Медный купорос Насыщенный серый с коричневым оттенком
7 Неокрашенный То же Топленое молоко с матовым блеском
Действие протрав на неокрашенные образцы лозы (3-, 5-, 7-й варианты) привело к изменению их естественной окраски на цвета, оцененные экспертами как «белая ночь», «золотой орех» и «топленое молоко с матовым блеском». Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности применения водного экстракта околоплодника маньчжурского ореха в качестве экологически чистого красителя, а именно морилки для производства мебели. Учитывая, что краситель из околоплодника придает материалам различной природы коричневый цвет, интенсивность которого зависит от соотношения сырья и экстра-гента, можно регулировать получение цвета лозы от светлого до темного.
Результаты опроса по ранжированию эстетических свойств окрашенных образцов лозы специалистами фабрики «Примф-лес» представлены в табл. 5.
Таблица 5
Результаты экспертного опроса (по 10-балльной шкале)
Вариант Оценка эксперта Сумма Квадрат Распределе-
1 2 3 4 5 6 7 рангов суммы ние мест
1 1 5 1 2 7 1 2 19 361 2
2 6 6 5 7 1 6 6 37 1369 5
3 7 4 7 5 5 8 7 43 1849 6
4 2 3 2 1 3 2 1 14 196 1
5 3 1 3 6 6 3 4 26 676 4
6 4 2 4 3 2 4 3 22 484 3
7 5 8 8 4 8 7 5 45 2025 7
Обработка результатов экспертного опроса показала, что первое место было присвоено образцам лозы цвета «темный орех», затем, в порядке убывания, образцам цвета «карамель в шоколаде» и «насыщенный серый». Образцы лозы цвета «топленое молоко» получили низкую оценку экспертов. По-видимому, предпочтение темной окраске было отдано по причине традиционно сложившегося мнения об универсальности и практичности такой мебели. Степень согласованности мнений экспертов составила 0,65.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
• из ста видов ив, произрастающих в Приморском крае, наиболее распространенными являются ива остролистая (Salix acutifolia), ива козья (Salix caprea L.) и ива прутовидная (Salix viminalis L.);
• повышенной механической прочностью и плотностью обладают однолетние прутья ивы козьей и прутовидной, что позволяет использовать данный вид сырья при изготовлении каркасов плетеных изделий;
• невысокие показатели сбежистости и плотности у ивы остролистой позволяют изготавливать из нее ажурные плетеные изделия, имеющие ровный и красивый рисунок поверхности;
• оптимальное время замачивания сухого ивового сырья перед окоркой, крашением и плетением составляет 2 сут;
• при отделочных операциях в производстве мебели рекомендуем использовать водный экстракт околоплодника маньчжурского ореха в качестве экологичной морилки, позволяющей получать различные оттенки коричневого цвета;
• ранжирование эстетических свойств окрашенных образцов ивовой лозы показало, что наивысшую оценку получили образцы цвета «темный орех».
Литература
1. ГОСТ 16483.1-84. Древесина. Метод определения плотности. М.: Изд-во стандартов, 1989. 7 с.
2. Лазарева А.В. Плетение лозой, соломой, берестой, рогозом. М.: ООО «Аделант», 2000. 192 с.
3. Материаловедение для столяров и плотников / Авт.-сост. В.И. Минина. Ростов н/Д.: Феникс, 2000. 448 с. (Серия «Учебники XXI века»).
4. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Лег. индустрия, 1989. 318 с.
5. Троекурова Т.А. Плетение из лозы. Ростов н/Д.: Феникс, 1999. 160 с.
6. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: Экология, 1991. 256 с.
© Авеличева С.Н., Ильин С.Н., Берлова Н.В, 2004 г.
