2. Gebleichter Sulfitzellstoff nimmt eine weniger starke und
weniger ins Violett spielende rote Färbung an.
3. Ungebleichter Natronzellstoff färbt sich durchschnittlich noch
etwas weniger als gebleichter Sulfitstoff.
4. Gebleichter Natronzellstoff erhält nur einen schwach rötlichen
Schimmer oder färbt sich überhaupt nicht.
Die bei alleiniger Anwendung der Rosanilinlösung nicht mögliche
Unterscheidung von gebleichtem Sulfit- und ungebleichtem
Natronzellstoff läßt sich nach +Klemm+ bewerkstelligen, wenn außerdem
noch die Prüfung mit Malachitgrün vorgenommen wird. Färbt sich der
Zellstoff mit Rosanilinsulfat rot, mit Malachitgrün deutlich grün, so
hat man es mit ungebleichtem Natronzellstoff zu thun; färbt er sich mit
Rosanilinsulfat wohl auch rot, mit Malachitgrün dagegen schwach blau
oder gar nicht, so hat man auf gebleichten Sulfitzellstoff zu schließen.
* * * * *
Unter Zugrundelegung der von +Behrens+[37] für die Unterscheidung
von Gewebefasern vorgeschlagenen Doppelfärbung mit Malachitgrün und
Kongorot kann man die verschiedenen Reinheitsgrade der Zellstoffe
vielleicht noch deutlicher unterscheiden.
Das zu prüfende Material wird durch Kochen mit verdünnter Natronlauge
aufgeschlossen.
Der Faserbrei wird hierauf mit der 15-20fachen Menge einer etwa
½prozentigen Lösung von Malachitgrün in Wasser, die mit einigen
Tropfen Essigsäure angesäuert ist, einige Minuten erwärmt, dann,
nachdem er gut durchgeschüttelt worden ist, auf ein Sieb gebracht und
ausgewaschen, bis das Waschwasser fast farblos abläuft. Schon nach
dieser Vorbehandlung kann man sich oft ein Bild von dem Verholzungsgrad
der Fasern machen. Sind sie stark verholzt, so erscheinen sie stark
grün gefärbt; sind sie nicht oder wenig verholzt, so zeigen sie nur
eine schwache grünliche Färbung.
Zur weiteren Beurteilung wird der mit Malachitgrün behandelte Stoff
in ähnlicher Weise mit einer 15-20fachen Menge wässeriger, etwa
½prozentiger Kongorotlösung, zu der man einige Körnchen Soda fügt,
gefärbt und ausgewaschen, bis das Waschwasser fast farblos abläuft.
Aus dem so behandelten Stoff werden geringe Mengen entnommen und in
Wasser oder Wasser und Glycerin präpariert. Stark verholzte Fasern
erscheinen dann im mikroskopischen Bilde stark grün gefärbt, weniger
verholzte bläulichgrün bis hellgrün und unverholzte Fasern rot.
[37] +H. Behrens+, Mikrochemische Analyse. 1896. S. 52.
Gruppe III: Lumpenfasern.
Baumwolle (Tafel X).
Mit dem Namen Baumwolle bezeichnet man die +Samenhaare+ einiger
Gossypium-Arten (G. indicum, G. barbadense, G. herbaceum u. s. w.).
Diese Haare sind bis zu 5 cm lang, kegelförmig sich nach dem Ende zu
verjüngend, einzellig und ohne Querwände. Die Enden sind stumpf bis
rundlich, werden aber im Papier selten angetroffen. Die Zelle ist
einem Schlauche ähnlich, dessen Höhlung etwa ⅔ des ganzen Durchmessers
ausmacht. Trocknen diese Samenschläuche aus, so klappen die Wände, da
sie wegen ihres schwachen Baues dem Luftdruck nicht widerstehen können,
aufeinander, und die gleichzeitig auftretenden Spannungen der Wandung
veranlassen eine spiralförmige Drehung der Zelle, eine Erscheinung,
die zum leichten Erkennen der Baumwolle wesentlich beiträgt. Fig. 53
gibt ein Bild der +rohen+ Baumwollfaser, an welchem diese Drehung sehr
deutlich zu beobachten ist.
[Illustration: Fig. 53.]
[Illustration: Fig. 54.]
Bei den aus dem +Papier+ stammenden Baumwollfasern oder Faserteilchen
tritt diese Erscheinung seltener und weniger deutlich auf, da man es
immer nur mit verhältnismäßig kurzen Enden zu tun hat.
Indessen ist die Baumwolle, wenn sie gut erhalten ist, auch ohne diese
spiralförmigen Windungen mit keiner der noch folgenden Lumpenfasern
zu verwechseln. Zunächst fehlen der Faser sowohl die dem Leinen und
Hanf eigentümlichen Poren, feine Kanäle, die von der Zellhöhle aus
durch die Wandung nach außen verlaufen, als auch die zahlreichen
knotenartigen Auftreibungen. Ferner zeigt die Zellwand vielfach
eine höchst charakteristische Streifung, die der ganzen Zelle eine
gitterförmige Zeichnung aufprägt (Fig. 54). Allerdings kommen auch
bei dem Nadelholzzellstoff derartig gitterförmig gezeichnete Zellen
vor, indessen ist eine Verwechselung mit diesen schon infolge der
verschiedenen Färbung ausgeschlossen.
[Illustration: Fig. 55.]
Die eigentümliche Streifung in Verbindung mit dem weiten Hohlkanal
der Zelle und das Fehlen von Poren und Knötchen, wie sie den
folgenden beiden Faserarten eigentümlich sind, bilden demnach sichere
Anhaltspunkte zur Erkennung der Baumwolle. Zudem hat sie von den
Lumpenfasern den größten Durchmesser und erscheint durch die Jodlösung
meist etwas dunkeler gefärbt als die Leinen- und Hanffaser.
Es kommt zuweilen vor, daß durch Drehen oder Zusammendrücken der Faser
der Hohlkanal so eng wird, daß er nur als dunkele Linie erscheint
(Fig. 55); man hüte sich davor, in solchen Fällen die Faser mit der
Leinenfaser zu verwechseln.
Leinen (Tafel XI).
Die +Bastzellen+ der Flachspflanze (Linum usitatissimum) sind etwa halb
so dick wie die Haare der Baumwolle, sehr regelmäßig gebaut und spitz
auslaufend. Im Papier allerdings wird man die natürlichen Enden der
Faser sehr selten beobachten, da diese durch den Fabrikationsprozeß
meist stark beschädigt werden (Fig. 56).
[Illustration: Fig. 56.]
[Illustration: Fig. 57.]
Charakteristisch für die Leinenfasern sind die sich oft in sehr kurzen
Entfernungen wiederholenden Verschiebungen der Wand, welche bei der
Verarbeitung der Faser Anlaß zu Knotenbildungen geben. Bei sehr
starker Verdickung werden diese Knoten durch den Fabrikationsprozeß
häufig breitgepreßt, eine Erscheinung, die in manchen Fällen bis zum
vollständigen Bruch der Fasern an der verdickten Stelle führen kann.
Neben diesen Knoten ist der enge Hohlkanal der Zelle für deren
Erkennung von Wichtigkeit. Da die Wände sehr stark sind, so ist das
Lumen meist nur als dunkele Linie zu beobachten. Dabei sind Zellen, bei
denen man diesen Hohlkanal von Anfang bis zu Ende verfolgen könnte,
nicht sehr häufig. Bei vielen, namentlich den schwächeren Fasern, sieht
man mit der früher angegebenen Vergrößerung das Lumen überhaupt nicht;
bei anderen erscheint es auf einer kurzen Strecke, wird dann so eng,
daß es dem Beobachter entschwindet, und kommt eine kurze Strecke weiter
mit großer Deutlichkeit wieder zum Vorschein.
Zugleich ist die Wand der Zelle von zahlreichen Poren durchsetzt, die
von dem Inneren aus nach dem Rande zu verlaufen und als dunkele Linien
erscheinen (Fig. 57).
Die Enden der Fasern sind oft sehr fein und lang ausgefasert (Fig. 56),
eine Eigentümlichkeit, die aber nicht nur, wie oft angegeben wird, dem
Flachs allein eigen ist, sondern auch bei Baumwolle vorkommen kann.
Hanf.
Der anatomische Bau der Hanffaser ist dem des Flachses ungemein
ähnlich, und nur im rohen Zustande oder in groben Garnen kann man
die beiden Fasern, namentlich durch die Quellungserscheinungen in
Kupferoxydammoniak und die Bruchstücke der Oberhaut, mit Sicherheit
voneinander unterscheiden. Im Papier ist die Unterscheidung nicht mehr
möglich; die Quellungserscheinungen lassen im Stich, und Oberhautstücke
sind im Papier nicht mehr vorhanden.
Es treten bei Hanf dieselben knotenartigen Auftreibungen auf wie bei
Flachs, dieselben zerquetschten Knoten und dieselben ausgefaserten
Enden.
Es bleibt daher, wenn man bei einem Papier von Leinenfasern spricht,
die Frage offen, ob es sich nur um Leinen oder Hanf oder um ein Gemenge
beider handelt. Praktisch ist diese Lücke ohne Bedeutung, da die
beiden Fasern an sich als gleichwertig für die Beurteilung des Papiers
anzusehen sind.
Zur Unterscheidung von Leinen und Baumwolle empfiehlt +Wiesner+[38] die
Behandlung der Fasern mit einer Mischung von verdünnter Chromsäure und
Schwefelsäure. Nach kurzer Einwirkungsdauer führt leichter Druck auf
das Deckglas zu einem Zerfall der Fasern. Leinen zerfällt in kurze,
quer abgetrennte Teile („wie wenn man einen Baumstamm durch die Säge in
Klötze zerlegt hätte“), Baumwolle in zahllose kleine Splitter.
Wolle (Tafel XII).
Wollene Lumpen oder Abfälle werden in der Papierfabrikation nur zur
Herstellung einiger Sondererzeugnisse wie Kalanderwalzenpapier,
Schrenzpapier, geringere Sorten Löschpapier, Dachpappe u. a.
verarbeitet. Auch zum Melieren finden geringe Mengen gefärbter
Wollfasern Anwendung.
Die Gegenwart von Wolle in einem Papier verrät sich meist schon durch
das Äußere, insbesondere durch die rauhe Oberfläche. Solche Papiere
dürfen, wie schon Seite 65 erwähnt, nicht mit Natronlauge aufgekocht
werden, weil diese die Wolle löst; man kocht in solchen Fällen nur mit
Wasser.
Das Erkennen der Wolle unter dem Mikroskop bietet keine
Schwierigkeiten; sie weicht in ihrem Bau so sehr von den bisher
besprochenen Fasern ab, daß Verwechselungen ausgeschlossen sind.
Besonders ins Auge fällt die schuppenförmige Zeichnung der Fasern,
hervorgerufen durch die nebeneinander oder dachziegelförmig
übereinander liegenden Hornschuppen; allerdings werden diese Schuppen
bei der Bearbeitung der Lumpen mehr oder weniger entfernt, sie können
streckenweise sogar ganz fehlen.
In der Jod-Jodkaliumlösung erscheint die Wolle leuchtend gelbbraun,
wenn sie ungefärbt in das Papier gelangt ist. War sie ursprünglich
gefärbt, so zeigt sich diese Farbe auch im mikroskopischen Bilde.
Sind, wie meist bei den angeführten Sondererzeugnissen, größere Mengen
Wolle vorhanden, so kann man deren Menge annähernd durch Kochen mit
etwa 5prozentiger Natronlauge bestimmen. Die Wolle geht hierbei in
Lösung. Zu berücksichtigen sind hierbei etwa vorhandene Extraktivstoffe
sowie etwaige Verluste an Füllstoffen beim Auskochen.
Seltener vorkommende Fasern.
Außer den vorgeschilderten Fasern, die in der Papierfabrikation
vorzugsweise zur Verwendung gelangen, sei noch kurz auf einige seltener
vorkommende ausländische Faserstoffe hingewiesen. Teils finden Papiere
aus solchen bei uns vielfach Verwendung (z. B. japanische Papiere),
teils gelangen derartige Fasern bei Verarbeitung von altem Papier,
Abfällen u. s. w. in unsere Papiere. In erster Linie sind hier die
Fasern japanischen Ursprungs zu erwähnen.
Als wichtigstes Rohmaterial zur Herstellung von Papieren dient den
Japanern der Bast der drei Pflanzen
Wickstroemia canescens (Gampi),
Edgeworthia papyrifera (Mitsu-mata oder Dsuiko),
Broussonetia papyrifera (Kodsu).
Wenn man daher von Fasern japanischen Ursprungs spricht, sind in den
meisten Fällen diese drei Arten gemeint, welche in China und Japan in
bedeutender Menge gebaut werden und in ihrem Bast feine, geschmeidige
Fasern von großer Länge und Festigkeit besitzen.
Im mikroskopischen Bilde zeigen die Fasern teils Ähnlichkeit mit
Strohbastfasern und Leinen, teils mit Baumwolle. In Jod-Jodkaliumlösung
färben sie sich schwach gelblich bis braun, in Chlorzinkjodlösung blau
und bläulich-rot.
Eine eingehende Schilderung dieser Fasern unter Beigabe von Abbildungen
ist in den „Mitteilungen aus den technischen Versuchsanstalten“ 1888,
Sonderheft IV, veröffentlicht.
Hier näher darauf einzugehen, erscheint im Hinblick auf das
verhältnismäßig seltene Vorkommen der Fasern und auf den Zweck des
vorliegenden Werkes nicht am Platze.
Als weitere Rohstoffe, die in den Ländern ihrer Erzeugung zur
Anfertigung von Papier dienen, wären vielleicht zu erwähnen das
Bambusrohr, verschiedene Schilfrohrsorten[39], mannigfache Gräser,
Zuckerrohrrückstände u. a. m., deren mikroskopische Merkmale als
Papierfaser zum Teil noch wenig erforscht sind.
* * * * *
Es ist gewiß der berechtigte Wunsch eines jeden Mikroskopikers, bei der
Untersuchung gute Vergleichsproben reinen Materials zur Hand zu haben,
um diese zum Vergleich benutzen zu können. Namentlich für denjenigen
sind solche von Wert, der nicht dauernd mit dem Mikroskop arbeitet, dem
infolgedessen einmal gewonnene Bilder bald wieder aus dem Gedächtnis
entschwinden und der so geradezu gezwungen ist, aus dem Vergleich mit
bekannten Objekten seine Schlüsse zu ziehen.
Leider sind bis jetzt für die mikroskopische Papierprüfung derartige
Präparate, die für eine Vergleichung wirklich wertvoll wären,
nicht geschaffen worden, und es ist fraglich, ob sie überhaupt in
zufriedenstellender Weise geschaffen werden können. Die Gelatine oder
andere ähnliche Einbettmassen, welche zum Präparieren der Fasern
dienen, nehmen den durch die Jodlösung gefärbten Fasern diese Färbung
und damit dem Beobachter einen Anhalt für ihre Unterscheidung, so
daß es ratsam sein dürfte, solche Präparate, die leicht zu Irrtümern
Anlaß geben können, zu vermeiden. Dauerpräparate dieser Art, die für
die Papierprüfung mit Unrecht warm empfohlen werden, haben außerdem
noch oft den Nachteil, daß die Fasern nicht aus Papier, sondern aus
dem unverarbeiteten Rohmaterial entnommen sind. Daß aber die Fasern
vor der Einwirkung der mechanischen Zerstörungsprozesse ein anderes
Bild abgeben als nachher, braucht nach dem Vorgesagten wohl nicht erst
erwähnt zu werden.
Um nun die besprochene Lücke einigermaßen auszufüllen, verfahre man in
folgender Weise: Man koche eine geringe Menge verbürgt reinen Leinen-,
Baumwoll- u. s. w. Papiers in der oben näher angegebenen Weise mit
Natronlauge zu einem Brei. Diesen bringe man in eine gut verschließbare
Flasche und übergieße ihn mit Alkohol; er ist dann gegen Fäulnis
geschützt und unbegrenzt haltbar. Eine Sammlung derartig vorbereiteter
Papierfasern ist ein für den weniger Geübten nicht zu entbehrendes
Hilfsmittel für die Untersuchung, und selbst der mit dem Bau der Fasern
hinlänglich Vertraute wird in schwierigen Fällen gern seine Zuflucht
zu ihnen nehmen. Sie sollten daher auch stets den für Papierprüfung
zusammengestellten Mikroskopen beigegeben werden.[40]
Allerdings ist nicht zu verkennen, daß es sehr große Schwierigkeiten
macht, Papiere zu erhalten, die wirklich nur aus einem einzigen
Rohstoff bestehen; meist finden sich auch bei der sorgfältigsten
Auswahl der Rohstoffe und der saubersten Verarbeitung geringe
Beimengungen anderer Stoffe, die den Beobachter leicht irreführen
können. Besonders aber hüte man sich, aus der handelsüblichen
Bezeichnung eines Papiers einen Schluß auf die zur Herstellung
verwendeten Fasern zu ziehen und etwa zu glauben, daß Hanfpapier aus
Hanf, Leinenpost aus Leinen, Manilapapier aus Manilahanf u. s. w.
bestehen müsse. Derartige Bezeichnungen stehen zu dem Papierrohstoff in
gar keiner Beziehung und verdanken lediglich dem geschäftlichen Verkehr
ihre Entstehung.
[38] +Wiesner+, Die mikroskopische Untersuchung des Papiers. Wien
1887.
[39] Vergl. Ein neuer Rohstoff für die Papierindustrie (Arundo Donax,
Italienisches Pfahlrohr). Mitt. 1895. S. 24.
[40] Die Firma +Schopper-Leipzig+ bringt derartige Proben in Breiform
in den Handel. Die Proben sind in der Versuchsanstalt geprüft
und die Flaschen mit dem Siegel der Anstalt verschlossen.
Verschiedene Mahlungszustände von Papierfasern.
Es ist bekannt, daß eine Reihe von Fasern, unter den Lumpen besonders
die Leinenfasern, je länger sie im Holländer gemahlen werden, um so
mehr in feine Fibrillen zerfallen, so daß es unter Umständen nicht
mehr möglich ist, mit Sicherheit festzustellen, welchen Rohstoffen
die feinsten Teilchen entstammen. Diese weitgehende Mahlung wird
vorzugsweise bei festen Schreibpapieren, bei Zigarettenpapieren u. s.
w. ausgeübt. Man bezeichnet den so erhaltenen Stoff als „schmierig“.
Bei anderen Arten von Papier, z. B. bei Löschpapieren, will man
schmierigen Stoff soviel wie möglich vermeiden, und man mahlt daher so,
daß die Fasern möglichst nur verkürzt, nicht aber ausgefasert werden,
d. h. mit scharfen Messern und bei dünn eingetragenem Stoff; den so
erhaltenen Stoff bezeichnet man als „rösch“.
Diese verschiedenen Mahlungsarten geben naturgemäß den Fasern im
mikroskopischen Bilde ein ganz verschiedenartiges Aussehen. Einige
Beispiele hierfür sind in Tafel XV wiedergegeben, nämlich:
1 Zigarettenpapier,
1 holländisches Banknotenpapier,
2 Photographiepapiere,
3 Normalpapiere der Verwendungsklasse 1,
1 Dokumentenpapier aus ungebleichten Lumpen,
1 Löschpapier,
1 Packpapier.
Die Aufnahmen erfolgten bei einer 25fachen Vergrößerung.
Wenn man den Zustand der Fasern von dem Papier Nr. 1 bis zu dem Nr. 10
verfolgt, so wird man die großen Unterschiede, welche sich darbieten,
nicht verkennen können. Beim Papier Nr. 1 sind die Fasern derartig
vermahlen, daß man kaum noch einzelne gut erhaltene Faserbruchstücke
auffinden kann. Von Papier Nr. 2 gilt fast dasselbe, jedoch finden sich
hier schon mehrere noch bis zu einem gewissen Grade unversehrte Fasern.
Verfolgt man die Papiere weiter, so wird man im großen und ganzen eine
Abnahme feinster Fibrillen und eine Zunahme besser erhaltener Fasern
beobachten können, bis zu dem Papier Nr. 9 und Nr. 10, welche nur noch
in äußerst geringem Grade Zerstörungserscheinungen der Fasern zeigen.
Den Zustand der Fasern in jedem einzelnen Fall zu beschreiben, ist
außerordentlich schwer; das Bild wirkt in diesem Falle besser und ist
genügend aufklärend. Wenn daher von dem Untersuchenden verlangt wird,
er soll den Mahlungszustand der im Papier enthaltenen Fasern angeben,
so dürfte sein Urteil erheblich an Wert gewinnen, wenn der Erklärung
eine mikrophotographische Aufnahme der Fasern beigegeben würde.
Vielleicht könnte man auch durch zahlreiche Aufnahmen Gruppen von
Mahlungszuständen schaffen, gewissermaßen Normalzustände, welche in
geeigneter Weise den Interessenten zugänglich zu machen wären. Man
könnte dann bei Untersuchung von Papier hinsichtlich des Faserzustandes
auf diese Normalien hinweisen und brauchte so nicht jedesmal dem
Untersuchungsbefund eine photographische Abbildung beizufügen. Aus
den hier vorliegenden Beispielen könnte man vielleicht folgende
Zusammenstellung schaffen (S. 93).
Papier| Art des | Stoffzusammen- | Mittlere | Widerstand
Nr. | Papiers | setzung |Reiß-| Deh-| gegen
| | |länge| nung| Zerknittern
| | | m | % |
======+================+===================+=====+=====+===============
2 | Holländisches | Wegen starker | 7275|11,1 |außerordentlich
|Banknotenpapier | Zermahlung nicht | | | groß
| | mit Sicherheit zu | | |
| | ermitteln; | | |
| | wahrscheinlich | | |
| | Leinen | | |
| | | | |
3 | Normal 1[41] | Leinen, Zusatz | 6215| 4,7 | sehr groß
| | Baumwolle; ein | | |
| | Teil der Fasern | | |
| | stark zermahlen | | |
| | | | |
4 |Dokumentenpapier| Leinen, geringe | 8425| 5,6 |außerordentlich
| aus | Mengen Baumwolle | | | groß
| ungebleichten | | | |
| Lumpen | | | |
| | | | |
5 | Normal 1[41] | Leinen, Baumwolle | 6050| 4,2 | sehr groß
| | | | |
6 | Normal 1[41] | Baumwolle, geringe| 6825| 7,2 |außerordentlich
| | Mengen Leinen | | | groß
| | | | |
7 |Photographie- | Leinen, sehr | 2600| 3,8 | gering
| papier | geringe Mengen | | |
| | Baumwolle | | |
| | | | |
8 |Photographie- | Leinen, sehr | 4350| 4,5 | gering
| papier | geringe Mengen | | |
| | Baumwolle | | |
| | | | |
10 | Packpapier | Manilahanf | 6750| 4,5 |außerordentlich
| | | | | groß
Gruppe I. Nr. 1-3;
„ II. „ 4, 5 und 6;
„ III. „ 7 und 8;
„ IV. „ 9 und 10.
Kommt nun ein Papier auf den Zustand der Faser zur Untersuchung, so
könnte man einfach auf Grund des mikroskopischen Bildes unter Hinweis
auf die geschaffenen Normalgruppen erklären, daß das Papier sich im
Mahlungszustand beispielsweise der Gruppe II nähert. Solche Angaben
würden für den Fabrikanten in vielen Fällen von Wert sein.
Mit acht der abgebildeten zehn Papiere sind Festigkeitsversuche
ausgeführt worden, und es wird interessant sein, die hierbei
ermittelten Werte kennen zu lernen (vergl. S. 92).
[41] Die drei Normalpapiere 1 rühren aus drei verschiedenen Fabriken
her.
Feststellung der Mengenverhältnisse der Fasern.
Man ist hierbei, abgesehen von den verholzten Fasern (vergl. S.
100), z. Z. ausschließlich auf das mikroskopische Bild angewiesen;
irgendwelche analytische Verfahren zur Trennung der Fasern sind
nicht bekannt. Deshalb sind die Angaben über die prozentische
Faserzusammensetzung eines Papiers immer nur als +annähernd+ zutreffend
anzusehen. Die Ermittelung kann aber doch so weit sicher gestaltet
werden, daß sie einen praktischen Wert erhält.
Ein Bruchteil der Fasern ist bei den meisten Papieren infolge
mechanischer Einwirkungen während des Fabrikationsprozesses und
infolge von Ähnlichkeiten im anatomischen Bau überhaupt unbestimmbar,
wenigstens soweit es sich um Lumpen handelt. Diese werden auf dem Wege
durch die Papierfabrik von den Messern der Holländer, den Walzen u. s.
w. oft bis zur Unkenntlichkeit entstellt. Der Bruchteil der auf diese
Weise unkenntlich gemachten Fasern wird demnach abhängen von der Art
der Bearbeitung des Rohmaterials; er wird größer sein bei Papieren,
welche sehr lange gemahlen sind, und geringer bei Papieren, bei denen
dies nicht der Fall war.
Wesentlich günstiger liegen die Verhältnisse bei den Zellstoffen. Die
Art ihrer Herstellung bringt es mit sich, daß bei diesen die einzelnen
Zellen weniger verändert werden als bei den Lumpen, und da sie auch
bei der Verarbeitung zu Papier meist nur einer kurzen mechanischen
Behandlung unterliegen, so finden sie sich im allgemeinen weniger
verletzt im Papier vor. Da sie außerdem selten Neigung zeigen, sich
wie die Lumpen, insbesondere die Leinenfasern, der Länge nach in dünne
Lamellen zu zerfasern, sondern bei einer etwaigen Zertrümmerung meist
in Querstücke zerfallen, so kann man auch den Ursprung der Bruchstücke
besser feststellen als bei Lumpen.
Die Verhältnisse für die Mengenbestimmung von Fasern im Papier an
der Hand des mikroskopischen Bildes liegen also bei Lumpenfasern
ungünstiger als bei den Zellstoffen. Es wird erheblich schwerer
sein, bei einem Lumpenpapier den annähernden Gehalt an Leinen-
und Baumwollfasern festzustellen, als bei einem anderen Papier zu
entscheiden, wie viel Lumpen- und Zellstofffasern es enthält.
Die Verwertung des mikroskopischen Bildes zur Ermittelung der
ungefähren Mengenverhältnisse der einzelnen Fasersorten kann nun auf
zweierlei Weise geschehen; entweder zählt man die Fasern jeder Gattung
unter Beobachtung gewisser noch zu besprechender Punkte zusammen und
vergleicht die so gewonnenen Zahlen oder man vergleicht das Präparat
mit anderen von bekannter Stoffmischung lediglich nach dem Augenschein.
Mit dem Auszählen eines einzigen Bildes ist natürlich nichts getan; es
ist nötig, daß eine große Anzahl von Gesichtsfeldern abgesucht wird,
da man nur dann ein annähernd richtiges Durchschnittsergebnis erwarten
darf. Wenn auch die Stoffmischung infolge der Vorbereitung als sehr
vollkommen angesehen werden kann, so kommt es doch vielfach vor, daß
beispielsweise bei einem aus gleichen Teilen Leinen und Zellstoff
bestehenden Papier in einem Bilde vorwiegend Leinen-, in einem anderen
vorwiegend Zellstofffasern gefunden werden. Diese Schwankungen werden
dann bei Benutzung einer großen Anzahl von Bildern wieder ausgeglichen.
Beim Auszählen der Gesichtsfelder ist es zweckmäßig, den Halbmesser
beziehungsweise Durchmesser des Gesichtsfeldes als Längeneinheit
zu Grunde zu legen, denn einer solchen bedarf es bei der großen
Verschiedenheit in den Längen der einzelnen Faserstücke. Die in einem
Bilde vorhandenen Bruchstücke von Fasern, welche kürzer als die
gewählte Einheit sind, müssen als Bruchteile derselben geschätzt und
dann verrechnet werden.
Die durch das Auszählen gewonnenen Zahlen -- nehmen wir an, es seien
Durchschnittswerte aus 50 Zählungen -- können zur prozentualen
Berechnung der Fasern ohne weiteres nur dann verwendet werden, wenn die
Annahme gerechtfertigt ist, daß gleiche Faserlängen der in Betracht
kommenden Stoffe auch gleich schwer sind. Wenn diese Voraussetzung
beispielsweise bei Leinen und Baumwolle zuträfe, so bestände ein
aus diesen Stoffen gefertigtes Papier, wenn in dem Gesichtsfelde im
Durchschnitt gefunden worden sind
Leinenfasern 7,
Baumwollfasern 5,
ohne Berücksichtigung der unbestimmbaren Fasern und der Füllstoffe
ungefähr aus
58% Leinenfasern und
42% Baumwollfasern.
Daß diese Voraussetzung aber nicht für alle Fasern zutreffen wird,
zeigt sich an dem anatomischen Bau der Fasern. Ein Beispiel soll dies
noch näher erläutern.
Ein Ganzstoff wurde aus genau 50% leinenen Fasern und 50% Holzzellstoff
erzeugt, und es wurden in 100 verschiedenen Gesichtsfeldern die
einzelnen Fasern gezählt; im Mittel wurden gefunden 43,7% Längen
Leinenfasern und 56,3% Längen Holzzellstoff.
Um auf die wahren Verhältnisse zu kommen, müßte man daher die
gefundenen Werte noch mit Koeffizienten multiplizieren, deren Größe
für die einzelnen Faserarten durch Auszählen einer großen Reihe von
Stoffmischungen zwar bestimmt werden könnte, die aber immerhin von
geringem praktischem Wert bleiben würden, weil die Methode allzu
umständlich werden würde und trotzdem noch erhebliche Unsicherheiten
bestehen blieben. Insbesondere ist für das Auszählen der Präparate ein
außerordentlich großer Zeitaufwand erforderlich.
Bei einem Gehalt des Papiers an Strohzellstoff kommt ferner hinzu, daß
es noch schwerer als im angeführten Beispiel, wenn nicht gar unmöglich
ist, die mannigfachen, so verschieden gestalteten Fasern des Strohes
(Oberhautzellen, Parenchymzellen, Gefäße, Sklerenchymzellen u. s. w.)
auf eine Längeneinheit zu bringen.
Diese Erwägungen lassen es zweckmäßig erscheinen, auf eine
Auszählung der Fasern des Bildes zu verzichten und den Versuch der
Mengenbestimmung der einzelnen Fasersorten auf dem zweiten der oben
angegebenen Wege, nämlich dem der Schätzung, zu unternehmen.
Man muß sich hierbei zunächst klar darüber sein, worauf man die zu
machenden prozentischen Angaben beziehen will, ob auf das Papier als
solches, d. h. unter Berücksichtigung der etwa vorhandenen Füllstoffe,
oder nur auf das vorhandene Fasermaterial. Die nachfolgenden Angaben
beziehen sich nur auf den letzteren Fall.
Um dem Auge in der Abschätzung des mikroskopischen Bildes Übung zu
verschaffen, ist es erforderlich, zunächst mit Stoffen bekannter
Zusammensetzung zu arbeiten; da man auch später Vergleichsmischungen
stets zur Hand haben muß, um in Zweifelsfällen einen sicheren Anhalt
zu haben, so ist es zweckmäßig, diese Mischungen ein für allemal
anzufertigen und dauernd aufzubewahren; es handelt sich hierbei nicht
um fertige Dauerpräparate gewöhnlicher Art, sondern um Stoffmischungen,
welche, wie schon Seite 90 erwähnt, in Flaschen unter Alkohol
aufbewahrt und von welchen in jedem einzelnen Bedarfsfalle frische
Präparate angefertigt werden.
Man schätzt zunächst bei schwacher Vergrößerung die Gruppen ab und dann
bei stärkerer die einzelnen Faserarten.
Dadurch, daß infolge der Färbung mit den Jodlösungen die Fasern
gruppenweise auseinander gehalten werden, wird dem Auge das Schätzen
wesentlich erleichtert, und die Erfahrung hat gezeigt, daß bei
gehöriger Übung seitens des Untersuchenden die auf diese Weise
gefundenen Werte den wirklichen Verhältnissen +annähernd+ entsprechen.
Von großem Wert ist es natürlich, wenn die Schätzungen von mehreren
Beobachtern vorgenommen und aus den geschätzten Prozentsätzen die
Mittel gebildet werden.
Nachweis von Holzschliff und anderen verholzten Fasern.
Bei der Besprechung der mikroskopischen Prüfung wurde darauf
hingewiesen, mit Hilfe welcher Merkmale man den Holzschliff durch das
Mikroskop nachweisen kann. Einfacher als dort angegeben gestaltet sich
der Nachweis, wenn es sich nur darum handelt, das Vorhandensein von
verholzten Fasern überhaupt festzustellen. Wir besitzen eine große
Anzahl chemischer Verbindungen, die mit denjenigen Bestandteilen des
Holzes, die man kurzweg als +Holzsubstanz+ bezeichnet, mehr oder minder
starke, leicht und schnell zu erzeugende Färbungen geben.
Da die verholzten Fasern und insbesondere der Holzschliff als Feinde
jedes für lange Aufbewahrung bestimmten Papiers betrachtet werden
müssen, so ist es von besonderer Wichtigkeit, Mittel zu besitzen, die
schnell und leicht Aufschluß über das Vorhandensein dieser Fasern geben.
Von den Reagentien, die zum Nachweis verholzter Fasern empfohlen
werden, sollen hier nur einige besprochen werden, mit Hilfe deren der
Nachweis am schärfsten gelingt und welche daher auch am häufigsten
angewendet werden, nämlich:
+Schwefelsaures Anilin+ (+Anilinsulfat+),
+Phloroglucin-Salzsäure+ und
+Dimethyl-paraphenylen-diamin+.[42]
Die Reaktion mit schwefelsaurem Anilin (Anilinsulfat).
Man löst etwa 5 g schwefelsaures Anilin in 50 g destilliertem Wasser;
das Salz löst sich bei einigem Umschütteln ziemlich leicht und
man erhält eine klare, farblose Flüssigkeit, welche jedoch nicht
lichtbeständig ist, sondern sich ziemlich leicht zersetzt, wobei sie
eine violette Färbung annimmt; trotzdem reagiert sie auch während der
Zersetzung noch auf Holzschliff. Die Färbung, welche die Lösung von
Anilinsulfat auf holzschliffhaltigem Papier hervorbringt, ist eine sehr
schön hellgelbe.
Die Phloroglucin-Reaktion.
Diese von +Wiesner+[43] entdeckte Reaktion für verholzte Zellen ist
wohl die empfindlichste von allen und zugleich die farbenprächtigste.
Zur Herstellung der Lösung verfährt man in folgender Weise: Man löst
1 g Phloroglucin in 50 ccm Alkohol und fügt etwa 25 ccm konzentrierte
Salzsäure hinzu; es entsteht eine schwach gelb gefärbte Flüssigkeit,
welche sich allmählich durch den Einfluß der Luft und des Lichtes
zersetzt; man tut daher gut, sich nie größere Mengen herzustellen, da
eine frisch bereitete Lösung schneller und schärfer wirkt als eine
schon in Zersetzung übergegangene.
Die Färbung, welche diese Lösung auf holzhaltigem Papier hervorbringt,
ist sehr schön rot, und aus diesem Grunde ist die Phloroglucinlösung
der oben besprochenen vorzuziehen, weil diese beispielsweise bei gelben
Papieren keine so deutliche Reaktion veranlaßt als jene.
Man lasse bei der Untersuchung auf verholzte Fasern mittels
Phloroglucin nicht außer acht, daß es gewisse Farbstoffe gibt,
welche sich, wie das in der Papierfabrikation vielfach verwendete
Metanilgelb, unter dem Einfluß freier Säuren ebenfalls rot färben und
daher möglicherweise zu der Annahme führen könnten, man hätte es mit
verholzten Fasern zu tun.
Die Art und Weise des Auftretens der Reaktion ist aber anders als beim
Holzschliff. Bringt man Phloroglucin auf holzschliffhaltiges Papier,
so entsteht ganz allmählich eine an Tiefe zunehmende Rotfärbung,
wobei einzelne dickere Fasern besonders hervortreten und durch ihre
dunklere Färbung auffallen. Ist indessen kein Holzschliff, sondern
nur Metanilgelb vorhanden, so entsteht der Fleck ziemlich plötzlich;
das Papier erscheint ganz gleichmäßig gefärbt und es sind keine
einzelnen Fasern durch besonders hervortretende Färbung sichtbar; der
Fleck verblaßt in wenigen Minuten und umgibt sich mit einem violetten
Hof, während Holzschliffflecken erst nach längerer Zeit und ganz
allmählich verblassen und sich hierbei nicht mit einem Hof umgeben.
Sollten trotzdem noch Zweifel auftauchen, so befeuchte man das zu
untersuchende Papier mit verdünnter Salzsäure allein; entsteht auch
jetzt die Rotfärbung, so ist ein Farbstoff vorhanden, entsteht sie
nicht, so handelt es sich um Holzschliff.