Szám: H_000096

A cikk szerzőjének a neve(i): Dr. Filló, Zoltán ; Madari, József ; Kajli, Zoltán ; Széplaki, Ágnes

A cikk címe: Vizsgálatok a bálványfa (Alanthus Glandulosa) ipari felhasználhatóságával kapcsolatban

Forrás: FAIPARI KUTATÁSOK, Faipari Kutató Intézet [FaKI] Budapest, 1964. 1. sz. 223 – 258 oldal, Mezőgazdasági Könyvkiadó, Budapest 1964

Lásd a teljes cikket: Teljes_cikk

Kulcsszavak: bálványfa, macerátum, bütűmetszet, nyomószilárdság, szakítószilárdság

Erdőgazdaságunk fafaj-összetétele nem teszi lehetővé a szükségletnek megfelelő fenyőanyagok kitermelését, mivel fenyőerdeink részaránya mindössze 7,4 %. Ezért szükségesnek mutatkozott a rendelkezésre álló egyéb fafajok vizsgálata, különös tekintettelfarostjaik jellemző tulajdonságaira, valamint a legfontosabb fizikai és mechanikai tulajdonságokra. Rostosítás szempontjából elsősorban a gyorsan növő fafajok érdemelnek figyelmet, melyek rövid idő alatt nagy fatömegek képzésére képesek és rostjaik rendszerint igenhosszúak. Ilyen meggondolások alapján került sor az Erdészeti Tudományos Intézet megrendelése folytán a bálványfa vizsgálatára. Ennek a vizsgálatnak nem volt célja a bálványfa monografikus ismertetése, hanem a legfontosabb fizikai-mechanikai és faanatómiai tulajdonságok alapján annak a megállapítása, hogy a fa alkalmas-e ipari célokra való felhasználásra. Erre a kérdésre ad választ ez a jelentés. A vizsgálatok módszerét a kutatási célnak megfelelően választottuk meg az alábbiak szerint: Vizsgálatok a bálványfa általános gazdasági értékeléséhez, főleg irodalmi adatok alapján; A bálványfa makroszkopikus jellemzése, érzékszervi megfigyelésekkel meghatározva; A bálványfa anatómiai vizsgálata mikroszkópos módszerekkel; A jellemző fizikai-mechanikai tulajdonságok vizsgálata; Próbatermelés Ailanthus rostokkal. A talajtól számított 1 m magasságban, közép- és ágszinten vett törzs-, illetve ágmintából 2-2 db (1 db 2 cm és 1 db 0,8 cm vastag) korongot vágtunk ki, meggyalultuk, ill.políroztuk.A 0,8 cm vastag mintakorongokból mindhárom szinten a húzottfa, nyomottfa irányában évgyűrűnként - kéregtől a kéregig - mintát vettünk preparáló mikroszkóp alatt, a rostmacerátumok készítéséhez. A macerátumok elkészítése után többszöri mosás, majd festés után preparátumokat készítettünk. A vastagabb korongon - szintén a húzottfa nyomottfa irányában - az évgyűrűszélességeket határoztuk meg Leitz évgyűrűmerő mikroszkóppal. A mért évgyűrűszélességi adatokból az átlagos évgyűrűszélességet kiszámítottuk és az így nyert adatokat grafikonban ábrázoltuk. A szövetanalitikai vizsgálatokat az alábbiak szerint végeztük: a 2 cm vastag korongokból az évgyűrűszélességek lemérésé után a húzottfa-nyomottfa irányában 3 x 2 x 2 cm-es hasábokat vágtunk ki, egymás utáni összefüggésben, kéregtől a kéregig. A hasábokat puhítóoldatban megfelelő ideig főztük, majd fametsző mikrotommal keresztmetszeteket készítettünk, a metszeteket kellő festés után állandósítottuk. Az évgyűrűk húzott-, illetve nyomott fáiból készített rostmacerátumokból ill. preperatumokból 25-25 egyedi farost hosszméretét állapítottuk meg. A kapott mérési adatokból az évgyűrűkre vonatkozó átlagértékeket kiszámítottuk. Az utóbbi adatokat grafikonokban ábrázoltuk. A keresztmetszeti preparátumok alapján minden 5. évgyűrűszövetanalízisét végeztük el. E munkák során Leitz-féle 6 orsós integrációs asztal segítségével a kérdéses évgyűrűkben a vízszállító-, szilárdító-, hosszparenchima és bélsugár szövetmennyiségeket határoztuk meg egy-egy méréssorozat alapján, amikoris az egyes szövetféleségek sejtjeit 45^°szöges pásztázással addicionáltuk. A farostok sejtfal-sejtüreg mennyiségeit a keresztmetszeti preparátumok alapján a húzott- és nyomottfa minden 5. évgyűrűjében meghatároztuk. E mikroszkópos mérések során két szomszédos évgyűrűhatár között 45^° szöges pásztázással a rostfalmennyiségeket és az ezekhez tartozó rostüreg (lumen) mennyiségeket állapítottuk meg. A farostok sugár- és húrirányú átlagos átmérőinek adatait a minden 5. évgyűrű korai és kései pásztájában sugár- illetvehúrirányban megmért 10-10 rost átlagértékéből nyertük. E méréseket úgy végeztük, hogy a kérdéses évgyűrűk mindegyikében a mikroszkóp látómezőjében talált legkisebb, közepes és legnagyobb rost sugár-, illetve húrméretet csavaros okulár-mikrométerrel lemértük 3-3 látómezőben. A 10. adatot a 3 látómezőben átlagos méretűnek talált rostszolgáltatta. A zsugorodás meghatározása. A fa zsugorodásának vizsgálatát 100 db próbatesten végeztük.A szárítás előtti méreteknek meghatározását ugyanazzal a módszerrel mértük, mint a dagadási vizsgálatoknál.A sugár és húrirányú méretek lemérése után a próbatestek súlyát analitikai mérlegen 0,01 g pontossággal lemértük.A szárítás befejezése után a próbatestek méreteit ugyanúgy, ugyanolyan pontossággal határoztuk meg, mint a szárítás előtt.A zsugorodás együtthatóit 3 tizedes pontossággal határoztukmeg.A szabvány szerint kialakított 100 db próbatestet analitikai mérlegen 0,01 g pontossággal lemértük, majd 103 C° hőfokon súlyállandóságig (abszolút száraz állapotra) kiszárítottuk.Akiszárított próbatesteket vízzel telt edénybe raktuk úgy, hogy egyik bütü felületük a vízből kiállt. A víz ekkor a próbatest által abszorbeált levegőt kiszorítja. A próbatesteket 2 és 4 óra mulya kivettük és 0,01 g pontossággal lemértük, majd a vízbe visszahelyezve 1, 2, 4, 7, 12, 20 nap mulya és az utolsó mérést követően 10 naponként megismételtük mindaddig, míg a két legutolsó mérés közötti különbség a súlymérési hibahatár kétszeresénél kisebb volt. A nedvességtartalom változása a szakítószilárdság értékeit is változtatja. Ezért a vizsgálat után közvetlenül meghatároztuk a próbatestek nedvességtartalmát. A szabvány előírás szerint kialakított és megvizsgált próbatestek száma: 39-39 db. A vizsgálatokat kétféleképpen végeztük: évgyűrűkre merőleges és évgyűrűkkel párhuzamos irányú "P" erő alkalmazásával, megkülönböztetve tőrészből, illetve csúcsrészből vett próbatesteket. A terhelés gyakorlatilag egyenletes növekedése percenként 400-500 kg/cm². A törés felületéből következtetni lehet a vizsgált anyag minőségére. Az Ailanthus törési felülete hosszúszálkás, hajlítószilárdsága jó.Az ütőerőt a próbatestek egy részénél az évgyűrűk irányára merőlegesen, egy részénél pedig párhuzamos irányban működtettük. A vizsgált próbatestek száma 39-39 db volt, melyeket a fatörzs különböző szintjeiből vettük, az anyagmennyiségtől függő darabszámban. Az acélgolyó benyomódásának átmérőjét 2 egymásra merőleges irányban Brinell mikroszkóppal mértük meg. A próbatest nedvességtartalmát közvetlenül a vizsgálat után meghatároztuk és a keménység értékét a már közölt módon 15% nedvességtartalomra számítottuk át. Makroszkopikus vizsgálatok. Gyűrűs likacsú színes gesztű fa. A fa színe: szíjács széles, sárgásfehér. Geszt keskeny (az átmérőnek kb. 1/3 része) vöröses, szürkés barna, néha zöldes csíkozással. Évgyűrűk: szélesek, egyenletesek, szabályos kör alakúak, szélességük a béltől a kéreg felé csökken. Átmenet a tavaszi és őszi pászta között éles. A keresztmetszeten a tavaszi pásztában az edények jól látható likacs-gyűrűt képeznek, az edények bőüregűek, lumenük szabad szemmel is jól kivehető. Őszi pászta fokozatosan sötétedő, rajzolat nélküli. A húrmetszeten az edények parabolikus, a sugármetszeten párhuzamos rajzolatokat alkotnak és ezek a rajzolatok rendkívülhasonlítanak a kőrisfa hasonló rajzolataihoz. Bélsugarak: A bütűmetszeten rendkívül finom sugárirányú, sűrűn egymás mellett elhelyezkedő vonalkák, melyek színe a fa színénél világosabb. A sugármetszeten jól kivehető csíkok, melyeka fény beesési szöge szerint világosabbak, esetleg sötétebbek a fa színénél. Húrmetszeten nem képeznek jellegzetes rajzolatot. A fa selymes fényű, bele erősen fejlett. Leveleinek különös szaga a fára nem terjed át, mégis ennek tulajdonítható, hogy rovarkárosodások nem fordulnak benne elő. Középnehéz fa, kevésbé tartós, vetemedésre nem hajlamos. Leggyakoribb az 5-7 mm széles évgyűrű. Ha az összes évgyűrű szélességi adatot az egész törzsre vonatkoztatjuk, átlagos évgyűrűszélességül 4,3 mm-t kapunk. A farostok vastagfalúak, üregük hirtelen elszűkül. Legtöbbjük hosszan kihegyesedő, végük igen változatos. Vannak rövidebb és tágabb üregű alakok, röviden és hosszan fogazott, oldalt kampós és különböző villás végződésű rostok. Évgyűrűnkénti hosszméretüket a metodikában ismertetett módszerrel meghatároztuk mind a húzott, mind a nyomottfára vonatkozóan.A farostok átlagosan 1200_/μkörüli hosszúak, nem tekintve a béltől számított 10 évet kitevő hossznövekedési szakaszt. E szakaszban a rostok átlagos kezdeti hossza 600-700μ körüli; kivétel az ágszint, ahol a kezdeti érték 500 μ fölötti. Sem a középmagasságban, sem az ágszinten vett minták évgyűrűiben a rostok nem érték el az 1100μ fölötti átlagos hosszúsági értéket. A nyomottfa rostjai a hossznövekedési (bélkörüli 10 év) szakaszban hosszabbak, mint a húzottfa rostjai (kivéve az ág-szintet). A farostok tömegeloszlása szempontjából megállapíthatjuk, hogy a fatörzs alsó szintjében a farostok tömege 900-1200/μhosszú, míg a törzs középmagasságában és ágszinten 750-1050 μ közötti értékű.A farost a fatest többi szövetéhez viszonyítva igen nagy mennyiségben az alsó ésközépszinten közel egyenlő mennyiségű (átlagosan 68,8 % ill. 69,4 %), míg az ágszinten valamivel nagyobb százalékban (átlagosan 71,8 %) található.A nyomottfában általában valamivel nagyobb mennyiségben fordul elő mint a húzottfában.Az integrációs mérések alkalmával kapott rostszövet térfogatmennyiségi értékek egyébként 65,3 % és 74,2 % között ingadoznak. Alacsonyabb értékek a keskeny évgyűrűknél, magasabb értékek a széles évgyűrűknél adódtak. Az egész törzsre vonatkoztatott átlagérték 69,9 %. Az edények mennyisége az össz szövet aránylag kis (8,1-14,7 %) százaléka. Ez az érték eléggé konstansnak vehető. A nyert lemezeket 3,5 órás 165 C°-on történő hőkezelés után dolgoztuk fel. Rostosításnál 20 def.sec. őrlésfokot állítottunk be. Lapképzésnél a rostok jó filceződése ellenére könnyen víztelenedett a paplan, úgyhogy hideg préselést nem is alkalmaztunk. A rostok homogének, nincsenek túlfinomított és durva rostok. Préselésnél, ha a szárítás idejét 2 perc felett tartottuk, a lemez szilárdsága lényeges romlást szenvedett. Ha a szárítással 1 perc alá mentünk, a lemez felülete foltos maradt.Megállapítható, hogy a lemezképzés könnyű, szép és nagyon jó minőségű rostlapot lehetett előállítani.A vizsgálati eredmények értékelése lehetővé teszi bizonyos következtetések levonását a kutatás célját illetően annak a megállapítása végett, hogy az Ailanthus alkalmas-e ipari felhasználásra, vagy nem.Elsősorban a rostok összehasonlítását végezzük el, a rostosításra iparilag már felhasznált nyárfajok rostjaival, továbbá a hazai erdőgazdaságban tehertételként jelentkező cserfa rostjaival.A következtetések levonására alkalmas anatómiai adatokat a 4. táblázat foglalja össze.A mért adatok szerint az Ailanthus rosthossza (985μ )megközelíti a nyárrostok hosszát (1288μ), valamint a cserrostokét is (1289 μ ).Külön figyelmet érdemel a szilárdító szövetmennyiség magas értékű előfordulása (70 %) a másik két fafajjal szemben, mert erről jó rostkihozatalra lehet következtetni.A fal-lumen viszony is kedvező (4,1:1), ami biztosítéka a rostok magas szilárdságának és egyben a belőlük készített termékek jó mechanikai tulajdonságainak.Megemlíthető még a rostok kedvező alakja is. A gyakran előforduló, röviden és hosszan fogazott, továbbá oldal kampós rostok jó filcelőképességet biztosítanak. A rostvizsgálatok alapján megállapítható volt, hogy az Ailanthus rostjai rendelkeznek mindazon tulajdonságokkal, melyek jó minőségű rostanyag gazdaságos előállításához szükségesek. Ezta megállapítást teljes mértékben igazolták a Mohácsi Farostlemezgyárban végzett kísérleti próbatermelések, ahol sikerült Ailanthus rostokból szabvány minőségű farostlemezeket előállítani, az alábbi műszaki jellemzőkkel: térfogatsúly:1040-1160 kg/m³; hajlítószilárdság: 554-770 kg/cm².Ezek szerint a feltett kérdésre a kutatás pozitív választ adhat, mely szerint az Ailanthus alkalmas rostosításra és jó minőségű farostlemezek előállítására. Az Ailanthus kedvező fizikai és mechanikai tulajdonságai azonban lehetővé teszik annak természetes faanyagként való felhasználását is és igazolják az irodalomban található erre vonatkozó észleléseket. Az Ailanthust a kőrisfával, tölgyfával és nyárfával hasonlítottuk össze. A térfogatsúly tekintetében a bálványfa a kőrisfa és tölgyfa térfogatsúlyát közelíti, és gyakorlatilag azokkal megegyező térfogatsúlyúnak mondható. Ezzel szemben a nyár térfogatsúlya jóval alacsonyabb. Dagadás-zsugorodás tekintetében a bálványfa húr- és sugár^,- irányú dagadása, zsugorodása, valamivel nagyobb, mint az összehasonlított egyéb fafajoké, mégis a kísérletek azt igazolják, hogy a bálványfa nem vetemedik és nem repedékeny, mert a próbatestek ismételt kiszárítása és nedvesítése semmiféle deformációt nem okozott. Nyomószilárdság tekintetében a bálványfa igen jól közelíti a kőrist, felülmúlja a nyárt, de alatta marad a tölgy nyomószilárdságának. Szakítószilárdsága jobb, mint a tölgyé és nyáré, a kőris húzószilárdsága viszont meghaladja a bálványfáét. Hajlítószilárdsága igen magas, értékét csak a kőrisfáé haladja meg.Az ütő-törőmunka értéke megegyezik a kőris értékével, s nagyobb mint a másik két fafajé. Végül Brinell keménysége egyrészt a nyárfa, másrészt a kőris és tölgy keménysége közé esik.Az összehasonlított műszaki jellemzők alapján megállapítható, hogy az Ailanthus fizikai és mechanikai tulajdonságait tekintve sok tekintetben egyenértékű a kőris és tölgy fájával és ezért ebből a szempontból természetes faanyagként való felhasználása is célszerű és indokolt lehet a kőrisfa és tölgyfa egyes felhasználási területein. A változó nedvességbehatásokat azonban a felhasználásnál kerülni kell, mert az Ailanthusa kevéssé tartós fafajok közé tartozik, melyből hiányzik a saját maga által termelt konzerváló anyag (pl. csersav, xylán stb.). A rostvizsgálatok és a Mohácsi Farostlemezgyár laboratóriuma által készített kísérleti lapok tulajdonságai azt igazolják, hogy farostlemezgyártásra a faanyag igen megfelelő, farostlemezipari alapanyagként való alkalmazása tehát műszaki szempontból indokolt.