Részletes kutatási terv 1.
A kutatási téma ismertetése.
Természeti adottságaink kedvezőek a tölgyek termesztésére és ezért fontos állományt alkotó fafajaink. Számos kísérő fafajukkal együtt az ország erdőterületének megközelítőleg a felét foglalják el. [Kersztesi] A tölgyek nemzetségének mintegy 450 faja ismert; az északi félteke növényei. Hazánkban négy őshonos (kocsányos, kocsánytalan, molyhos és a csertölgy) és egy exota (vöröstölgy) faj terjedt el. [Molnár] A tölgyek zárt állásban általában egyenes, hengeres kereskedelmileg és iparilag is jól hasznosítható törzset fejlesztenek. Ugyanakkor számos területen a termőhely, az időjárás vagy a nem megfelelően megválasztott erdőtelepítési és/vagy művelési technológia miatt jelentős fahiba a görbeség és különösen a csertölgy állományoknál a fagyléc. Sajnos a szélsőséges időjárás következtében a nemes tölgyeknél is egyre gyakrabban fordul elő a fagylécesség. A tölgy töretlen népszerűségnek örvend a feldolgozók körében, tekintettel a tölgyből készült termékek vásárlói részről megnyilvánuló századokra visszanyúló töretlen kedveltségének. A tölgyek mégsem foglalják el méltó helyüket a hazai fafeldolgozásban és ennek több oka van. Az okok összessége az átlagosan gyártható tölgy fűrészáru minőségében jelenik meg. A fűrészáru görbesége visszavezethető a kocsánytalan-sarjerdők magas arányára, ami persze azonnal mint gazdasági tényező jelenik meg a gyengébb kihozatalban. Leggyakoribb gond a göcsösség. Gyakoriak a kieső (sajnos általában korhadó) göcsök. Érdekes módon az egészséges ággöcsök is viszonylag puha fával rendelkeznek. Sajátos minőségi probléma a színbéli inhomogenitás ami gyakran jár együtt a változó évgyűrűszélességgel. A gyengébb termőhelyekről gyakran kerül a feldolgozókhoz viszonylag ki átmérőjű rönk. Ezeknél a juvenilis fa aránya átmérőjükhöz képest jelentős. Itt kell megemlíteni a tölgyek szíjácsának problémáját, ami minőségileg olyan mértékben tér el a geszttől, hogy felhasználhatósága gyakorlatilag kizárható. A közhiedelemmel ellentétben a tölgyek nem tartoznak a nagyon tartós faanyagú fafajok közé, de mégis faanyaguk tartóssága meghaladja a jelenlegi átlagos fogyasztói igény szintjét még védőkezelés nélkül is.
A fentiek alapján adódik a logikus kihívás; valamilyen módon a göcsös, inhomogén szinezetű általában rövid tölgy fűrészárura tudományosan is megfelelően megalapozott új termékcsládot kell kifejleszteni, mely találkozik a vevők izlésvilágával. Ez az új termékcsalád alapvetően ragasztási technológiával jön létre. A kutatás függvényében rétegelt ragasztott tartó, tömbösített belsőépítészeti célt szolgáló elemek és elsősorban belsőépítészeti és bútoripari célokat szolgáló lapféleségek lesznek kifejlesztve. Egy ilyen fejlesztéshez az út az alapkutatáson keresztül vezet. Elsősorban alaposan meg kell ismernünk a tölgy göcsök természetét, egyes fajtáinak rögzíthetőségét a főrészáruban, más fajtáinak helyettesíthetőségét saját anyagával. Mindezen műveletek hatását fizikai és mechanikai tulajdonságaira és az új termékcsaláddal kapcsolatos kölcsönhatásokat is vizsgálni kell. Ezen alapkutatás eredményeit a technológiai továbbfeldolgozás gépei és eszközei fejlesztésében is érvényesíteni kell. A feladat megoldását a piac ígényli, tehát csak olyan megoldás életképes, mely versenyképes árakat is tud garantálni az új termékcsalád vonatkozásában. 2.
A kutatás előzményei
A tölgyekkel kapcsolatos kutatások (beleértve a csert is) az elmúlt száz évben állandóan napirenden voltak. Az ERTI, a FaKI és az Egyetem sokszor közös projekten belül vizsgálta a tölgyekben rejlő további lehetőségeket. A kutatási előzmények között munkám szempontjából legalább három fő csoportot lehet elkülöníteni: 2.1. Erdészeti vonatkozású kutatások Ezen belül a tölgy erdők termőhelyi, telepítési és művelési viszonyait vizsgálták első sorban a tölgyek faanyag minőségének és mennyiségének fokozása érdekében. E tekintetben a legkomolyabb szintetizált mű, melyre hivatkozni kell: Dr. Keresztesi Béla, A tölgyek c. műve. 2.2. Ipari vonatkozású kutatások E körbe tartoznak elsősorban az Egyetem és a FaKI munkái, melyeket búoripari és fafeldolgozási cégek rendeltek meg egy-egy részprobléma megoldására. Jellemzően kihozatali, szárítási, (bútoripari) szerkezet összeépítési kérdések, valamint felületkezelési problémák voltak terítéken. Nemestölgy- és cserkutatások közel azonos mennyiségben történtek. Mint érdekes hivatkozást kiemelném 1963 nov. 19-22.-i cser sinposium anyagát, melyet az Országos Erdészeti Főigazgatóság és a FaKI közösen jegyez.
2.3.Faszerkezeti kutatások A faszerkezetekkel kapcsolatos kutatások már a korai ötvenes években elkezdődtek Magyarországon. E területen legjelentősebb műhelymunka a FaKI –ban folyt az 1970 –es években és a 80-as évek elején. Bár a faszerkezetek túlnyomó többségben fenyő alapanyagból készültek, folyamatosan vizsgálták más fafajok lehetőségeit is. A tartószerkezetek mellett a hasonlóan nagy kitettségű ragasztott váltótalpfák és aknakas vezető gerendák alkalmazási lehetőségeit is kutatták. A vizsgálatok elsősorban az AGROKOMPLEX Vállalat megbízásából folytak, de az OMFB is finanszírozott ez irányú kutatásokat. Mint érdekes hivatkozást kiemelném a FaKI 1975/1.4.289/7.sz. részjelentését, mely a „Cserfából készült rétegelt ragasztott gerendák vizsgálata” tárgyában a fűrészáruban elhelyezkedő göcsök tulajdonságaira tett érdekes megfigyeléseket. Összefoglalva a kutatási előzmények közül munkám szempontjából a faszerkezeti kutatási előzmények tünnek legígéretesebbnek. Ezekben a fahibák (különösen a göcsök) bizonyos mélységű alapkutatása is megtörtént. Ugyancsak fontosak lehetnek az ipari kutatásokból származó adatok is, különösen a szárítások számsorai és azok, melyekből a belső feszültségekre lehet következtetni. Kevésbé lényegesnek tartom az erdészeti kutatásokat munkám szempontjából. Ezek csak a mintaterületek célirányos kiválasztásában játszanak majd szerepet. 3.
A probléma hazai és nemzetközi irodalmának áttekintése
3.1. Általános áttekintés A témához szélesebb értelemben óriási irodalom kapcsolható. Ide tartozna minden olyan mű, melyben a tölgyekkel foglalkoznak anatómiai, műszaki, feldolgozási vagy akár fatermesztési szempontból. Nyilván valóan koncentrálni kellett a munkám címében meghatározott szűkebb területre. Ezen belül elsősorban a kutatás tárgyát képező tölgyek tulajdonságait feldolgozó műveket kellett elsődlegesen áttanulmányozni. Itt kiemelném Dr. Keresztesi Béla és Dr. Molnár Sándor vonatkozó műveit Miután a felhasználhatóságot a juvenilis fa tulajdonságai nagyban meghatározzák kiemelném J.G. Haygreen és J.L. Bowyer: Juvenile wood, reaction wood, and wood of branches and roots c. cikkét. A felhasználhatóságot korlátozza a nagyszámú és többnyire beteg göcs. Mint a feldolgozásban érdekeltnek elkerülhetetlen szerkezeti fában, tömbösítésben, táblásításban gondolkodni. E téren kiemelném a Faipari Kutató Intézetben folytatott évtizedes kutatások jegyzőkönyveit –a teljesség igénye nélkül– melyeket mint kutató és koordinátor Wittmann Gyula, Szarka Antal és Kajli László jegyez. A téma erdészeti vonatkozásaival mélyebben nem kívánok foglalkozni, de megjegyzendőnek tartom, hogy az irodalom jegyzékben felsorolt publikációkat áttanulmányoztam a problémakör általánosabb megértése miatt.
3.2. Részletes irodalomjegyzék 1. Dr. Keresztesi Béla (1967), A tölgyek, Akadémia kiadó, Budapest 2. Dr. Molnár Sándor, Dr. Bariska Mihály (2002) Magyarország ipari fái, Szaktudás Kiadó Ház Budapest 3. Dr. Molnár Sándor (1999) Faanyagismerettan Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest 4. Dr. Wittmann Gyula (2000) Mérnöki Faszerkezetek I-II, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó Budapest 5. Dr. Molnár Sándor, Dr. Peszlen Ilona, Dr. Paukó Andrea (2007), Faanatómia Szaktudás Kiadó Ház Budapest 6. Dr. Németh Károly, Dr. Szabó Imre (1998), Ragasztás a faiparban, Faipari Tudományos Alapítvány, Budapest 7. Gyarmati Béla, Igmándy Zoltán, Pagony Hubert (1975) Faanyagvédelem, Mezőgazdasági Kiadó Budapest 8. Baskó Ottó, Horváth Z. Kálmán, Mécs Etelka, Solymosi Antal, Szántó Tibor (1981) Rétegelt-ragasztott faszerkezetek alkalmazása, KÖZTI ROTA Budapest 9. Domonkos Ferenc (1980) RRFA Építési rendszer, AGROBER Budapest 10.Szarka Antal (1977) Tetollal telített RR fenyőgerendák szilárdsági vizsgálata, FaKI 1.4.289/14.sz. részjelentése, FaKI Budapest (nem publikált) 11. Szarka Antal (1977) Üzemi termelésből biztosított vizsgálati minták értékelése. Anyagvizsgálatok 8. , FaKI 1.4.289/18.sz. részjelentése, FaKI Budapest (nem publikált) 12. Szarka Antal (1975) Cserfából készült rétegelt ragasztott gerendák vizsgálata, FaKI
1.4.289/7.sz. részjelentés, FaKI Budapest (nem publikált) 13. Barabits Elemér (1969) Ambrózy örökzöld tölgyei, Erdészeti és Faipari Közlemények, Sopron 14. Dr. Varga Ferenc (1980) A tölgypusztulás Magyarországon, Erdészeti és Faipari Közlemények, Sopron 15. Dr. Varga Ferenc (1984) Kocsányostölgyeseink egészségi állapota , Erdészeti és Faipari Közlemények, Sopron 16. Hilvert Elek (1954) Építőipari ragasztott faszerkezetek FAIPAR, FaTE lapja, 11.sz. 338. Budapest 17. Nagy József , Lengyel László (1956) Vasúti talpfák és váltófák ragasztása kisebb méretű faelemekből FAIPAR, FaTE lapja, 3.sz. 80. Budapest 18. Hilvert Elek (1959) Ragasztott fatartókkal végzett kísérletek FAIPAR, FaTE lapja, 11.sz. 321. Budapest 19. Wittmann Gyula, Pluzsik András (1976) Újabb lépés az akác faanyag épületszerkezeti célokra való alkalmazása területén FAIPAR, FaTE lapja, 9.sz. 280. Budapest 20. Dr. Wittmann Gyula (1984) Hőszigetelő anyaggal kombinált keménylombos faanyagok felhasználása faházgyártáshoz FAIPAR, FaTE lapja, 5.sz. 137. Budapest 21. Kajli László, dr. Lengyel László (1984) Ragasztott vasúti talpfák gyártása FAIPAR, FaTE lapja, 9.sz. 260. Budapest 22. Dr. Wittmann Gyula (1985) A lombos faanyag tartószerkezeti célú alkalmazását befolyásoló adottságok és technológiai eljárások FAIPAR, FaTE lapja, 11.sz. 339. Budapest 23. Rádler Ernő (1993) Zalai vöröstölgy faanyagának fizikai-mechanikai vizsgálata FAIPAR, FaTE lapja, 3.sz. 41. Budapest 24. Lányi János (1950) A vöröstölgy műszaki tulajdonságainak vizsgálata FAIPAR, FaTE lapja, 1.sz. 203. Budapest 25. Dr. Petri László (1965) Rétegelt, ragasztott aknakasvezető gerendák gyártási technológiájának kidolgozása FAIPAR, FaTE lapja, 2.sz. 169. Budapest 26. Dr. Petri László ; Pásztory Ferenc (1968) Rétegelt - ragasztott bányászati aknakasvezető gerendák FAIPAR, FaTE lapja, 1.sz. 63. Budapest 27. Csizmadia Pálné ; Dr. Filló Zoltán ; Vehovszky Júlia 1969) Váltótalpfák előállítása ragasztott hossztoldással FAIPAR, FaTE lapja, 2.sz. 101. Budapest
28. Kajli László (1970) Rétegelt FaTE lapja, 1.sz. 71. Budapest
- ragasztott tartók alkalmazása és gyártástechnológiája FAIPAR,
29. Dr. Dalocsa Gábor (1963) Cser Sinposium, FaKI - OEF konferencia, Budapest 30. Lányi János (1951) A vöröstölgy műszaki tulajdonságainak összehasonlító vizsgálata ERTI Közleményei (Erdészeti Kutatások) 1. 53. Budapest
A fenti irodalmi áttekintés nem teljes, de dokumentálja a kutatási téma újszerűségét, aktualitását és megoldatlanságát. 4.
Kutatási metodik ismertetése
4.1.
Kísérleti területen végzett munkák - kísérleti terület kijelölése - mintatörzsek kiválasztása és kitermelése - mintavétel és célhossztolás
4.2.
Feldolgozás
4.2.1.
Rönkfeldolgozás - a célhossztolt rönkök feldolgozása, minta testek részére fürészárú gyártás - a célhossztolt rönkök feldolgozása, fűrészárú gyártás továbbfeldolgozási kísérlet céljára
4.2.2.
Fűrészáru feldolgozás - csoportosítás göcsösség szerint - hibajavítás különféle módokon - ragasztás különféle módokon
4.3.
Vizsgálatok
4.3.1.
Labor vizsgálatok - makroszkópikus vizsgálatok - juvenilis fa mértéke - geszt - szíjács arány - korai és késői pászta aránya - átlagos évgyűrű szélesség - fizikai vizsgálatok - nedvességtartalom - sűrűség - zsugorodás - dagadás - mechanikai vizsgálatok - az egyes szilárdsági értékeket univerzális anyagvizsgáló gép segítségével mérjük.
4.3.2.
Termék méretű kísérleti anyagok vizsgálata - mechanikai vizsgálatok - mérések mint fent!
4.4.
Matematikai statisztikai kiértékelés
4.5.
Az eredmények visszacsatolása - javaslat a feldolgozási technológiára
5.
A munka időbeli ütemezése
5.1.
Első év: - a témához kapcsolódó hazai és nemzetközi irodalom áttekintése - a kutató munka megkezdése: - a kísérleti terület kiválasztása - mintatörzsek kiválasztása és kitermelése - mintavétel és célhossztolás - a célhossztolt rönkök feldolgozása, minta testek részére fürészárú gyártás - a célhossztolt rönkök feldolgozása, fűrészárú gyártás továbbfeldolgozási kísérlet céljára
5.2.
Második év: - a kutató munka folytatása, vizsgálatok elvégzése - makroszkópikus vizsgálatok - fizikai vizsgálatok - mechanikai vizsgálatok - termék méretű ragasztott anyagok vizsgálata - a kiértékelő munka megkezdése
5.3.
Harmadik év - az eredmények összefoglalása, az értekezés elkészítése
Sopron 2013.06.06.
………………………………………… Horváth Dénes
………………………………….
