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Nr. 51/1912 PAPIER-ZEITUNG 1855 Haltbarkeit von Feinpapier Untersuchungen mit besonderer Rücksicht auf die Normalpapiere des schwedischen Staats Von J. O. Roos af Hjelmsäter Schluß zu Nr. 40 S. 1459 Die bedenkliche Verschlechterung der Haltbarkeits- und übrigen untersuchten Eigenschaften der geprüften Papiere ist vorläufig nicht sicher zu erklären, weder die, welche trotz der kurzen Zeit der Aufbewahrung (unter günstigen Umständen 2 bis 4 Jahre) ein trat, noch die, welche die Belichtung verursachte. Der Faserstoff des Papiers und der angewendete Leimstoff erleiden nämlich unter dem Einfluß von Luft und Licht Veränderungen, die noch uner forscht sind. Im vorliegenden Falle sprechen verschiedene Um stände. wie die Zerstörung der Leimfestigkeit, die Bewahrung des hygroskopischen Feuchtigkeitsgehaltes u. a. m., für die Wahr scheinlichkeit, daß an der Verschlechterung der Eigenschaften vorwiegend Zerstörung der Leimung des Papiers schuld ist. Eine solche hierzu in hohem Grade beitragende Ursache halte ich durch folgende, gleichzeitig mit der vorigen angestellte Untersuchungs reihe für festgestellt. Einfluß verschiedener Salze auf das Papier. Viele Forscher haben den schädlichen Einfluß gewisser Verunreinigungen im Papier hervorgehoben, und aus vorerwähnter Erfahrung heraus hatte ich den schädlichen Einfluß von Aluminiumsulfat im Verdacht. Um hierüber klar zu werden, wurden aus einigen der zur vorigen Unter suchungsreihe gehörenden Papiere vor der Belichtung Stücke ge nommen, die ich mit Wasserlösungen von Aluminiumsulfat, Kalium sulfat und Aluminiumacetat behandelte, und zwar stets mit etwa 3 v. H. des betreffenden Salzes. Die Papiere wurden 5 Minuten lang bei gewöhnlicher Temperatur in die Lösungen eingetaucht, dann herausgenommen, vorsichtig zwischen Filterpapier gepreßt und getrocknet. Die Konzentration war mit 3 v. H. gewählt worden, weil dadurch das Papier nach dem Trocknen etwa 0,5 v. H. seines Gewichts von dem betreffenden Salz enthielt. Die so" behandelten Papiere wurden zusammen mit den übrigen Papieren belichtet und danach auf Knitterfestigkeit usw. untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt, in der auch der Gehalt der be handelten Papiere an dem benützten Salz aufgeführt ist, welcher durch chemische Analyse des getrockneten Papiers bestimmt wurde. durchtränkung des Papiers an und für sich die Haltbarkeit ver mindert haben kann. Die mit Aluminiumsulfat behandelten Papiere sind stärker vergilbt als die unbehandelten, die mit Kaliumsulfat und Aluminium acetat behandelten ebenso oder weniger als die unbehandelten Papiere. Vorkommen von Aluminiumsulfat in Feinpapieren. Da somit Aluminiumsulfat entschieden schädlich zu wirken scheint, ist es lehrreich, zu verfolgen, unter welchen Verhältnissen dies Salz im Papier vorkommen kann. Bei der tierischen Leimung wird Alumiriumsulfat zugesetzt, um dem Papier verringerte Klebrigkeit beim Trocknen und der Leimlösung bessere Haltbarkeit gegen Fäulnis zu geben. Ob früher für handgemachtes Papier Aluminiumsulfat ebenso stark wie heute angewendet wurde, ist mir unbekannt. Wir nehmen an, daß die Leimung durch Eintauchen des Bogens in eine Lösung Tierleim von etwa 5 v. H. Konzentration geschieht. Die Menge auf 100 kg Leim gelösten Alauns KA1(SO 4 ) 2 + 12H a O wird mit etwa 15 kg angenommen. Die Gewichtsvermehrung des Papiers beträgt im allgemeinen 6 bis 8 v. H. Wenn der Leim nur infolge Eintrocknens der Lösung an der Faser haftet, so wird der zugeführte Alaun gehalt beibehalten und man erhält im Papier etwa 0,4 bis 0,5 v. H. Al SOa, was ungefähr mit den Mengen übereinstimmt, welche nach Tabelle 1 in dem mit tierischem Leim geleimten Normalpapier gefunden wurden. Die Harzleimung wird ausgeführt, indem im Holländer eine emulgierte Lösung harzsauren Natrons, welche Harz im Ueber- schuß enthält, sowie als Beizmittel eine Lösung von Aluminium sulfat zugesetzt werden. Die Aluminiumsulfatmenge ist dem Natron gehalt mehr als äquivalent und geht oft bis zum Vierfachen der äquivalenten Menge. Als erwiesen darf gelten, daß das Aluminium sulfat hydrolysiert wird, und daß basisches Aluminiumsulfat und Aluminiumhydrat auf der Papierfaser ausgefällt werden, wobei sie das freie Harz mitreißen und auf der Faser fixieren. Das Papier wird dann ausgepreßt und getrocknet. Aluminiumsulfat kann auf zweierlei Weise in das Papier kommen, teils als basisches Aluminium sulfat in der Fällung, teils in Form von Sulfaten und vielleicht freier Schwefelsäure aus dem Wasser beim Trocknen. Vor der Ausbreitung des Stoffs auf dem Siebtuch wird er allerdings mit Siebwasser ver dünnt, aber dieses wird im Laufe der Maschinenarbeit bald so konzentriert, daß sich sein Salzgehalt dem des Wassers in der Stoff bütte nähert. Die aus der Lösung stammenden Tabelle 3 Knitter wi d erstand. D oppelfalz ungen Stoffbütte 0,05 v. der Stoffbütte mit Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, hatte das Aluminiumsulfat besonders schädliche, Kaliumsulfat weniger schädliche und Alu miniumacetat keine oder wenig schädliche Wirkung. Tatsächlich zeigte mit Aluminiumacetat behandeltes Papier nur in einem von 6 Fällen verminderte Festigkeit. Auch geht aus dem Ergebnis mit Aluminiumacetat zur Genüge hervor, daß nicht etwa die Wasser sulfatgehalt im Papier nach dem Trocknen 0,05 v. H. Al 2 (SO 4 ) a nähern. Da die Sulfate im Papier derselben Bahn auf verschiedene Weise vorkommen, können sie auch verschiedene Wirkung auf die Eigenschaften des Papiers haben. Sulfate werden daher im Anfang der Papier bahn unbedeutend sein, aber später wird der Salzgehalt ungefähr der gleiche sein, als ob keine Waschung vorgenommen wäre. Der an nähernde Gehalt an Sulfat aus der einen und der anderen Quelle läßt sich wie folgt ermitteln. Sulfat aus der Fällung des Harzleims. Bei der Berechnung wird folgendes angenommen: Zu 100 kg Papier sind 2,5 bis 3 kg Harz nötig. Das Harz wird als Harzseife zugesetzt, die aus 10 Teilen Kolophonium, 1 Teil kalzi nierter Soda und 5 Teilen H 2 O gekocht und bis zur Konzentration von etwa 16 g Harz und 1,6 g Soda auf das Liter verdünnt ist. Wir nehmen an, daß im Holländer 2 cbm Wasser zu 100 kg Ganzzeug verwendet wurden. An Aluminiumsulfat sei das vierfache der dem Natrongehalt äquivalenten Menge zugesetzt, d. h. auf 10 Teile Kolophonium und 1 Teil Soda 8 Teile kristallisierten Aluminiumsulfats in zehnprozentiger Lösung. Wie die Reaktion verläuft, hängt voraussichtlich von der Gegen wart der Papierfasern ab. Bei Laboratoriums- versuchen ohne Papierfasern, aber mit Bei behaltung obiger Konzentration, wurde eine Harzaluminiumfällung gewonnen, welche Ton erde und Schwefelsäure in folgenden Mengen enthielt: Tonerde als solche 4,7 v. H., Alu miniumsulfat 2,35 v. H. Dies zeigt, daß die Aluminiumfällung zum erheblichen Teile aus basischem Aluminiumsulfat besteht. Für obigen Fall entspricht dies etwa 0,07 v, H, Al2(SO4)3 im fertigen Papier. Sulfat aus dem Wasser beim Trocknet. Wenn das Papier die zweite Presse verläßt und auf den ersten Trockenzylinder über geht, ist der Wassergehalt 50 bis 55 v. H. Die im Wasser löslichen Salze bleiben im Papier zurück. Beträgt die zugesetzte Menge kristalli sierten Aluminiumsulfats auf die 100 kg Papier 2 kg, so wird der Aluminiumsulfatgehalt in der H. betragen, wenn man die Konzentration in 1,20 ansetzt. Demnach wird sich der Aluminium Nr. gemäß Tab. 1 Klasse Unbelichtet Anzahl Belichtet Far- ben- Skala Salzlösung Salz menge v. H. Zahl M.-R. QU.-R. Durch schnitt M.-R. Qu.-R. Durch schnitt 1 1, handgemacht 2055 1330 1690 — — 500 297 400 1 tiergeleimt Al,(SOa)3 0,25 235 233 234 1,5 K,SOa 0,25 402 330 390 1 A1(ÄcO) 3 0,25 576 221 400 1 4 1, handgemacht 325 337 330 — 20 14 17 1 tiergeleimt Al,(SOa)3 0,25 7 9 8 1,5 K,SOa 0,25 17 11 14 1 Al(AcO)s 0,25 8 8 8 1 17 2, harzgeleimt 819 395 610 — — 112 37 75 3 Al,(SOa)3 0,65 6 6 6 4 K,SO4 0,65 84 56 70 3 Al(AcO)a 0,65 103 53 78 3 8 2, harzgeleimt 632 250 440 — — 10 26 1 18 3 Al,(SOa)a 0,65 3 2 3,5 K,SO4 0,65 6 11 9 3 Al(AcO)s 0,65 10 27 19 3 21 3, harzgeleimt 172 84 128 ’ — 14 11 13 3 Al,(SO2)3 0,65 1 1 1 3,5 k 2 so 4 0,65 9 7 8 3 Al(AcO)3 0,65 19 11 15 3 31 4, harzgeleimt 56 50 53 — — 10 12 11 4,5 Al,(SOa)a 0,75 1 13 7 4,5 K 2 SO 4 0,75 8 10 9 4 A1(AcO) 3 0,75 10 21 15 3,5
