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Nr.27 419rri BAPIER^VERARBEITUNG ^Buchgewerbe Das Wasserdichtmachen von Papier Von Hermann Wandrowsky Fortsetzung zu Nr. 24 2. Wasserdichtmachen des fertigen Papiers durch wasserabstoßende Niederschläge auf der Faser Im Grunde entspricht der Vorgang beim Wasserabstoßend machen der Faser dem vorherbeschriebenen Ausfüllen der Poren mit nicht benetzbaren Stoffen. Die Papierfaser ist mit vielen sehr feinen Poren durchsetzt, die als Haarröhrchen wirken, Wasser begierig ansaugen und dadurch das Wasser auf ihrer ganzen Oberfläche schnell verbreiten. Werden die Poren ver stopft, so hört die Aufsaugefähigkeit der Oberfläche auf und verwandelt sich in Neigung zum Abstoßen wässeriger Flüssig keiten. Durch letztere wird wieder die Haarröhrchenanziehung -— Kapillarität — der Poren des Papiers aufgehoben, wie schon am Anfang beschrieben wurde. Hieraus folgt, daß verhältnis mäßig nur sehr geringe Mengen wasserabstoßender Stoffe nötig sind, um eine hinreichende Wasserdichtigkeit zu erreichen, und daß diese die Eigenschaften des zu tränkenden Papiers nur in sehr geringem Maße beeinflussen. Die zu diesem Zwecke praktisch verwendeten Verfahren beruhen auf Tränkung mit Aluminium acetat, mit Lösungen von Kautschuk, Paraffin und anderen fetten Stoffen, mit unlöslich gemachten Klebstoffen (Kolloiden), mit Stoffen, die die Papierfaser selbst oberflächlich lösen und dadurch deren feinste Poren verstopfen, und auf Ablagerung gewisser Metalloxyde auf der Faser. Das Tränken mit Aluminiumacetat Aluminium bildet mit Essigsäure drei Verbindungen. Das neutrale Salz, das in festem Zustande nicht bekannt ist. In Lösung wird es erhalten durch Auflösen von Tonerde hydrat in genügend Essigsäure oder durch gegenseitige Um Setzung gleichwertiger Mengen von Bleiacetat und Aluminium sulfat, wobei Bleisulfat, schwefelsaures Bleioxyd, entsteht, das als weißer unlöslicher Niederschlag zu Boden fällt, und Aluminium acetat, essigsaure Tonerde, die in der Lösung zurückbleibt. Statt Bleioxyd können auch andere Oxyde benützt werden, die, wie z. B. Baryt oder Kalk, mit Sulfaten einen unlöslichen Niederschlag geben, damit das Sulfat ganz oder doch zum größten Teil aus der Lösung bequem entfernt werden kann. Das neutrale Aluminiumacetat hat die Zusammensetzung (CH,COO)eAlg. Beim Verdunsten der Lösung findet eine Abspaltung von Essigsäure und die Bildung basischer Salze statt, deren Zusammensetzung und Eigenschaften je nach der Temperatur, bei der die Ver dunstung stattfindet, verschieden sind. Liegt die Verdunstungs temperatur unter 38 ° C., so bildet sich eine gummiartige Masse, die vollständig getrocknet zu einem weißen Pulver zerreiblich, aber im Wasser löslich ist. Es scheint die Zusammensetzung A1 2 (OH) 2 (CH,COO)4 zu haben. Diese Masse ist wegen ihrer Wasserlöslichkeit zum Wasserdichtmachen der Faser nicht ver wendbar. Dünstet man dagegen eine verdünnte Lösung von Aluminium acetat, die nur 3—4 v. H. Tonerde enthält, bei höherer Temperatur ein, so scheiden sich weiße, in Wasser unlösliche Krusten von der Zusammensetzung A1 2 (OH) 4 (CH 3 COO) 2 ab. Diese Verbindung macht die Papierfaser wasserabstoßend. Die Herstellung der Aluminiumacetatlösung geschieht am besten in den Fabriken selbst. Es gibt zwei Wege der Herstellung im großen: 1. Die Umsetzung von Aluminiumsulfat mit Bleiacetat (Bleizucker). 2. Die Umsetzung von Aluminiumsulfat mit Kalziumacetat (essigsaurem Kalk). Zur Herstellung von Aluminiumacetat aus Bleizucker und Aluminiumsulfat (schwefelsaurer Tonerde, Alaun) gebraucht man für die starken Lösungen von Aluminiumsulfat und Blei zucker zwei Vorratsfässer, am besten aus paraffingetränktem Holze und ein mit Rührwerk versehenes Mischgefäß. In die Vorratsfässer werden Säcke gehängt zur Aufnahme der Salze. Man läßt sie nur etwa 10-—15 cm tief in das Wasser tauchen. Dann löst sich zunächst das untere Salz, die Lösung sinkt zu Boden, und frisches Wasser strömt auf diese Weise selbsttätig zu, bis .alles gelöst ist. Gleichzeitig wird bei genügend dichtem Stoff des Sackes, zweckmäßig Papiermaschinenfilz, zugleich filtriert. Die Lösung muß kalt erfolgen, ebenso müssen später beide Lösungen kalt gemischt werden. 1038 Gewichtsteile kristallisierten Bleizuckers sind gleich wertig 294 Gewichtsteilen wasserfreien Aluminiumsulfats und geben bei der Umsetzung 312 Gewichtsteile Aluminiumacetat und 858 Bleisulfat, außer Wasser. Das in den Papierfabriken gebrauchte Aluminiumsulfat (schwefelsaure Tonerde) ist aber nicht wasserfrei, enthält vielmehr Wasser in wechselnder Menge, außerdem etwas Schwefelsäure. Man kann also nicht durch Abwiegen bestimmter Mengen dieser Stoffe Lösungen von Aluminiumacetat erhalten, die weder Bleiacetat noch Aluminiumsulfat im Ueberschuß erhalten. Viel mehr muß man sich nur an eine gewisse Menge Bleizucker halten und zu deren Lösung solange Aluminiumsulfatlösung hinzufügen, bis das Blei vollständig ausgefällt ist. Alle Bleisalze sind giftig, und darum darf in den Tränkungs mitteln kein Blei vorhanden sein, wenn die getränkten Papiere z. B. zur Umhüllung von Nahrungsmitteln oder Gebrauchsgegen ständen dienen sollen. Ein kleiner Ueberschuß von Aluminium sulfat schadet dagegen nicht. Zur Herstellung von 1000 1 Aluminiumacetatlösung, die etwa 5 v. H. Aluminiumacetat enthält, verfährt man wie folgt: Man löst 150 kg Bleiacetat in 400 1 Wasser, indem man es in einem Sack, wie beschrieben, in kaltes Wasser hängt. Warmes Wasser darf nicht zum Lösen angewendet werden, weil sich dann leicht das neutrale Bleiacetat zu basischem Bleiacetat zersetzt, das für die Umsetzung zu Aluminiumacetat unwirksam ist. Ferner macht man eine möglichst gesättigte Losung, die etwa 25 v. H. wasserfreies Aluminiumsulfat enthält und ein spezifisches Gewicht von 1,257 hat. Wenn die Lösung genau diese Aluminiumsulfatmenge enthält, so sind zur Umsetzung von 150 kg Bleiacetat davon etwa 170 1 notwendig. Nun gibt man in das Mischgefäß 300 1 kaltes Wasser, rührt um und läßt während dessen sowohl die Bleiacetatlösung als auch die Aluminiumsulfatlösung zufließen. Das Rühren ge schieht am besten durch einen mechanisch angetriebenen hölzernen Rührer mit schaufelförmigen Flügeln, der von einer mitten über dem Mischgefäß senkrecht angeordneten Welle in Bewegung gesetzt wird. Die Flüssigkeit wird milchig, in dem sich unlösliches weißes Bleisulfat bildet. Im Innern des Aluminiumsulfatgefäßes hat man den Rauminhalt durch Marken von je 10 zu 10 Litern bezeichnet. Sind etwa 150 1 Aluminium sulfatlösung ausgeflossen, so sperrt man den weiteren Zufluß ab, nimmt, wenn alles Bleiacetat hineingelaufen ist, eine kleine Probe aus dem Mischgefäß, filtriert sie in ein Probeglas, fügt . etwas Chlorbariumlösung hinzu und beobachtet, ob sich ein weißer Niederschlag bildet. Ist dies nicht der Fall, so fügt man nochmals 10 1 hinzu, probiert wieder und wiederholt dieses Ver fahren dann nach je 5 1 weiterem Zusatz so lange, bis sich in der filtrierten Probe nach dem Chlorbariumzusatz ein schwerer weißer Niederschlag von Baryumsulfat (schwefelsaurem Baryt, Blanc fixe) bildet. Dies zeigt an, daß sich nun etwas Aluminium sulfat im Ueberschuß befindet und alles Blei als Bleisulfat aus gefällt ist. Starker Ueberschuß von Aluminiumsulfat dagegen ist zu vermeiden, weil sich dieses mit dem unlöslichen Aluminium acetat beim Eintrocknen an die Faser setzt, und — da wasser löslich — die schützende wasserdichte Hülle unterbricht. Des halb muß gegen Ende der Umsetzung die Probe nach immer geringeren Zusätzen vorgenommen werden. Dann wird das Rührwerk abgestellt, das Bleisulfat zum Absitzen gebracht, die klare Lösung durch seitlich in das Misch gefäß gebohrte Löcher abgezogen und in ein hölzernes Vorrats gefäß gebracht. Sie enthält dann etwa 5 v. H. Aluminiumacetat und hat ein spezifisches Gewicht von etwa 1,044 -1,046, das man mit einer genauen Senkwage (Aräometer) bestimmen muß. Zum Gebrauche dagegen muß sie auf das spezifische Gewicht von 1,02—1,03 (3—5° Be) weiter verdünnt werden. Da der
