Egy csodálatos anyag: a parafa

Széles körű alkalmazhatósága a parafa figyelemre méltó tulajdonságaival kapcsolatos. A parafa könnyű, rugalmas, jó hang- és hőszigetelő. Kémiailag ellenálló, a víz nem járja át, jól tartja a nedvességet. A mechanikai terhelésre rugalmas alakváltozással válaszol, olyannal, melynek során a befektetett energia egy része elnyelődik. Nem csúszunk meg, ha parafa burkolatú padlón járunk, sőt, mennél nehezebbek vagyunk, annál biztonságosabbá válik járásunk. E sokféle jó tulajdonság hátterében a parafa sajátos szerkezete áll.

No para! Tölgy!

A közönséges parafa a mediterrán paratölgy (quercus suber) kérge. A paratölgy rendkívül értékes fa, hiszen sok-sok nemzedéket lát el feldolgozásra érdemes alapanyaggal.

A paratölgy rendkívül értékes, különleges fafajta, a mediterrán medence egyes területein, a Földközi-tenger vidékén – Portugáliában, Spanyolországban, Dél-Franciaországban és Olaszország egyes részein, valamint Észak-Afrikában, Algériában – honos. 

Általában 10–12 m magas, bár egyes egyedei 20 m-re is megnőnek. Törzse 40–60 cm átmérőjű, koronája gömbölyded, levelei fényes sötétzöldek, de nem öblösek, mint tölgyeinké. Tömegesen nyíló porzós virágai kora tavasszal feltűnőek, makktermései még a virágzás évében beérnek.

A paratölgy törzsén és idősebb ágain a kéregpara fejlődéséből vastag, rugalmas, könnyű pararéteg képződik. A durva legkülső pararéteg összerepedezik, keménnyé, törékennyé válik – felhasználásra nem megfelelő. Ezért, amikor eléri a kb. 10 cm-es vastagságot, akkor – májustól októberig – kézzel, fejszével eltávolítják. Már a Pliniustól (i.u.77) fennmaradt írásos emlékek említik, hogy a kérge a többi fakéregnél sokkal vastagabb, s a lehántás után újraképződik.

Ezt a réteget a fa nélkülözni tudja, hiszen csak a mediterrán nyár melegétől és száraz szeleitől kell, hogy megvédje a törzset. Ezt a réteget tehát nyugodtan le lehet fejteni. A paratölgy kérge azért hántható le többször is, mert a belső réteg rendkívül egyenletes és folytonos regeneráló képességű szövetet hoz létre. A külső réteg eltávolítása után a szállító szövetrendszernek a háncs-, ill. a farészt vastagító osztódó szövete – a kambium – az első években 2–5 mm, később 1–2 mm vastagságú pararéteget termel. 

Az egészséges fán 3–10 év alatt 4–5 cm vastag, egyenletes, új parafa kéreg képződik. Az első 8–20 év durva, értéktelen kérge után 15–20 alkalommal lehet a paratölgyről élete folyamán a jó minőségű kérget lehántani. A legjobb minőség az 50–100 év közötti tölgyekről nyerhető. Igen értékes, hiszen sok-sok nemzedéket lát el feldolgozásra érdemes alapanyaggal. A paratölgy kérgét általában a fa huszonöt éves korában hántják le először, amelyet kilencévenként megismételnek. A paratölgy kb. 250 évig ad jó minőségű kérget, amely a parafatermékek alapanyaga.

A kéreg lehántását kézzel végzik: a lefejtés gyűrűzéssel történik, a kérget több helyen bemetszik, majd feszítővasak és ékek segítségével óvatosan lefeszítik a belső kéregről, nehogy megsértsék azt.

A lefejtett kérgek vastagsága 5–20 cm között változik, és keresztmetszetén – az előző „szüret" óta eltelt időtől függően – 10–15 évgyűrű látható. A lehántott, 1–3 m hosszúra vágott, hengerpalást alakú parafadarabokat gőzölik, így távolítva el a merevséget okozó csersavakat. Az így kezelt anyagot fehér parafának nevezik. A művelet után a parafa mérete megnő, és rugalmasabbá válik. E tulajdonságát kiszáradva sem veszíti el. A megőrölt parafaszemcséket – a gyártás folyamán egyéb adalékok hozzáadása nélkül – a parafa saját gyantatartalma rögzíti egymáshoz.

A parafa szerkezetét elsőként Robert Hooke brit tudós vizsgálta a 17. században. A parafa vizsgálata során a benne látott méhsejtszerű forma leírására alkotta meg a sejt szót. Ezt a kifejezést később az élőlények legkisebb egységeként használták. A parafa sejtjei hatszögletű hasábok, melyek levegővel telítettek. 

A bennük lévő térbeli szerkezeti egység, a cella (sejt) elnevezés is Hooke-tól származik. Korán rájöttek arra, hogy a cellás szerkezetű anyagok a tömör anyagokkal szemben sok érdekes tulajdonsággal rendelkeznek, amelyeket sajátos szerkezetüknek köszönhetnek. Közös tulajdonságuk, hogy könnyűek, kicsi a sűrűségük. Változatos felépítésűek, egyes anyagokban lehetnek összefüggő üregek, ezeket nyíltcellás anyagoknak, másokban zárt, át nem járható apró tartományok vannak, ún. zártcellás anyagok.

A parafa zártcellás anyag, melynek hatszög alapú, prizma alakú cellái – amilyennek azt már Hooke is látta – a prizma tengelyét tartalmazó metszetben egy téglafalhoz hasonló képet mutatnak. A prizma tengelye a fatörzs keresztmetszetében sugárirányban helyezkedik el.

A parafa 1 cm3-ében lévő kb. 40 millió légbuborékszerű sejtecske rugalmas összekapcsolódása biztosítja az anyag kedvező tulajdonságait.

A parafa olyan egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a kis sűrűség, a rugalmasság, tartósság, vízzáróság, kiváló hő-, hangszigetelés, valamint rezgéscsillapítás.

A parafa, mint szigetelés

E kijelentés megvilágításához szóljunk néhány szót a cellás anyagok hőátadási sajátosságairól! A cellás szerkezetű anyagok hőátadásáról még mostanáig sem derítettek ki mindent. Fizikai tanulmányainkból tudjuk, hogy hőcsere általában hővezetés, hőáramlás és hősugárzás útján történhet. Nézzük meg, a parafa esetében hogyan befolyásolja a hőcsere különböző módjait az anyag szerkezete, felépítése. A cellák jelenléte vajon melyik módot részesíti előnyben? A hőátadás hővezetés útján a parafában a cellafalakat alkotó anyagban történik. Cellás anyagokban a hősugárzás során történő hőcsere több részfolyamat eredménye. A cella magasabb hőmérsékletű részéről hőmennyiség az alacsonyabb hőmérsékletű rész felé csak ismételt elnyelési és kibocsátási folyamatokkal kerülhet. A fal anyagának hőelnyelő tulajdonságai határozzák meg a folyamat első lépését. Az elnyelt hőmennyiséget a fal a cella belsejébe sugározva, majd a szemközti fal által újra elnyelve juthat a hő a cella egyik oldaláról a másikra. Az egész hőcsere szempontjából az egyes részfolyamatok hatásfoka a meghatározó. Mennél többször ismétlődik az elnyelés-kibocsátás, annál több hőmennyiség vész el útközben. Az aprócellás anyagokban a hőátadás ilyen módon rossz hatásfokú, rossz tehát a hővezető képességük.

A parafa, mint burkolat

Járás közben a parafacellák összenyomódnak, s lábunk felemelésekor a deformáció nem alakul vissza teljesen. A parafa a hullámos cellafalak miatt könnyen alakítható. Hooke optikai mikroszkópjában nem láthatta a téglalap alakú falak tangóharmonikához hasonló hullámosságát , mely meghatározó jelentőségű a parafa rugalmas tulajdonságainak szempontjából.

A mozgó test alatti talaj arról továbblépve nem újul meg, a befektetett munka egy része elvész a „talaj” felszíne alatti régiókban, mely makroszkóposan nagyobb súrlódási megjelenését eredményezi. Parafa felületen járni kicsit olyan, mintha homokban bicikliznénk. Parafán kerékpározni szintén nehéz, a gördülő ellenállási tényező deformációval kapcsolatos nagy értéke miatt. Parafából készült padlókat igényes iparos akár különleges mintázattal is képes kialakítani. Ezzel komfortos és nagyon dekoratív, a berendezéshez illő, egyedi padlófelület készíthető. Rugalmassága miatt rendkívül jól alkalmazható parkettaalátétként is.

Parafából elsősorban dugókat készítenek. A gyártás során keletkező hulladékot más termékek, pl. padló- és falburkoló, szigetelő- és gumiparafa lemezek, használati és ajándéktárgyak előállításával hasznosítják. Gumi vagy más segédanyagok hozzáadásával készült parafának a természetes parafához képest zártabb, esetleg teljesen kitöltött a cellaszerkezete, ezáltal fontosabb tulajdonságai is megváltoznak.

Megnő a rugalmassága, rezgéscsillapító és testhanggátló képessége, ugyanakkor gyengül hőszigetelő, lég- és páraáteresztő tulajdonsága. A parafa eredményesen alkalmazható vakolt hőszigetelt homlokzati rendszerben. Régi és új homlokzatoknál egyaránt felhasználható. Páraáteresztő képessége miatt lehetővé válik a homlokzat lélegzése, nyílt pórusszerkezete révén véd a külső zajok ellen.

Méretstabilitása következtében repedésmentes, hőszigetelt vakolat készíthető. A gépek okozta rezgések és zajok átterjedésének csökkentésére is kiválóan alkalmas. A nagy tömörségű parafatábla minden ilyen jellegű problémát megold, ha megfelelő sűrűségű és vastagságú anyagot használunk.

Felhasznált irodalom:
]R. Hooke: Micrographica, Royal Society, London,1664, 112
L.J. Gibson and M.F. Ashby: Cellular Solids, Structure and Properties, Pergamon Press, Oxford, 1988, 332-343
L. J. Gibson, K. E. Easterling and M. F. Ashby: The structure and mechanics of cork, Proc. R. Soc. London. A377. 99-117, 1981
Rajkovits Zsuzsanna: A parafa szerkezete. Élet és Tudomány, Diákoldal, LIII. évfolyam 19. szám, 1988

Tetszett a cikk?