Part 12

Man wird also gut tun, dem Fabrikanten bei Bestellung von Papieren zum Umhüllen von Metallen stets anzugeben, um welche Metalle es sich handelt; er kann dann bei der Herstellung auf diejenigen Verbindungen besonders Rücksicht nehmen, die dem Metall schädlich werden können. Die Verbraucher solcher Papiere sollten sich aber die Frage vorlegen, ob die Papiersorten, die man infolge jahrelanger Gewohnheit zum Verpacken von Metallen verwendet, für diesen Zweck auch besonders geeignet sind. So kommen Stahlnadeln fast ausschließlich in dem bekannten schwarzen Nadelpapier verpackt zum Verkauf; der Käufer ist an diese Verpackung gewöhnt, der Verkäufer ist daher bestrebt, sie beizubehalten, hält sie auch wohl für besonders geeignet. Dies scheint aber nicht der Fall zu sein. Bei einer Reihe von Vergleichsversuchen über das Verhalten blank polierter Stahlwaren in schwarzem Nadelpapier einerseits und gewöhnlichem Schreib- und Filtrierpapier andererseits zeigte sich in den meisten Fällen, daß das Nadelpapier zum Verpacken am wenigsten geeignet war. Die bisher ausgeführten Versuche sind allerdings zu einem abschließenden Urteil nicht ausreichend, da sich die Erfahrungen aber stets in der gleichen Richtung bewegten, so läge es wohl im Interesse der Erzeuger und Verbraucher derartiger Papiere, wenn die Frage auf breiter Grundlage gründlich studiert würde. Wie schon vorhin erwähnt, gehören Alaun und Chloride zu denjenigen Stoffen, die unter Umständen Stahlwaren angreifen können; man sollte also bei der Herstellung von Nadelpapier hinsichtlich der Verwendung von Alaun sehr vorsichtig sein und außerdem nur ungebleichte Stoffe verarbeiten; auch das Färben sollte unterbleiben, wenigstens die jetzt übliche Färbung mit Blauholz, bei der die Fasern vorher gebeizt werden. Von der Beize bleibt ein Teil im Stoff zurück, der unter geeigneten äußeren Bedingungen schädlich wirken kann.

Gegenständen aus Silber, leonischen Fabrikaten u. s. w. sind, wie schon erwähnt, Papiere, die Schwefel oder Schwefelverbindungen enthalten, besonders gefährlich; bei der Auswahl der Rohstoffe für die Erzeugung der Papiere sollte man hierauf gebührend Rücksicht nehmen. Schwefelhaltige Farbstoffe, wie z. B. Ultramarin, sollte man natürlich ganz ausschließen.

Die reine Faser greift Metalle nicht an; man sollte also dahin streben, Einschlagpapiere für Metalle lediglich aus reinem Fasermaterial herzustellen und alle sonstigen Zusätze nach Möglichkeit vermeiden oder doch so weit es angeht beschränken.

[61] Hergestellt durch Eintauchen von Filtrierpapier in eine kochende Lösung von wenig Kongorot in Wasser.

[62] Namentlich wenn, wie dies sehr oft der Fall, die Papiere ausschließlich aus ungebleichtem Natronzellstoff hergestellt wurden.

Vergilbung.

Als Vergilbung bezeichnet man die Änderung des Farbtones eines Papiers beim Lagern; sie ist in mehr oder minder hohem Maße und in mehr oder weniger langen Zeiträumen bei allen Papieren zu beobachten[63] und ist vorzugsweise auf die Einwirkung von Licht, Luft und Wärme zurückzuführen. Am schnellsten geht die Vergilbung bei Einwirkung von Licht oder Wärme von statten; werden diese beiden Faktoren ausgeschlossen, wird das Papier also unter Abschluß von Licht in ungeheizten Räumen aufbewahrt, so hält es sich lange unverändert.

Am leichtesten vergilben, wie bekannt, Papiere mit verholzten Fasern, also in erster Linie holzschliffhaltige Erzeugnisse; bei diesen bemerkt man schon, wenn sie nur kurze Zeit von der Sonne beschienen wurden, den Beginn der Vergilbung. Je mehr verholzte Fasern sie enthalten, um so stärker vergilben sie. Das gleiche Verhalten zeigen Papiere, die mit Farbstoffen getönt sind, die nicht lichtecht sind.

Aber auch holzfreie Papiere, ohne Zusatz derartiger Farben hergestellt, vergilben oft ziemlich stark, und nach den Untersuchungen von Dr. +Klemm+ sind hier vorzugsweise seifenartige Verbindungen des Eisens mit Harz- und Fettkörpern die Ursache.

Die Menge dieser Verbindungen gibt ein Maß für die Beurteilung der Vergilbungsneigung.

Als bestes Mittel, diese Seifen aus dem Papier herauszulösen, empfiehlt +Klemm+ eine Mischung von 2 Teilen Äther und 1 Teil Alkohol.[64]

Mit diesen Anhaltspunkten ist der Weg zur Ermittelung der Vergilbungsneigung eines Papiers gegeben.

Aus einer abgewogenen Menge Papier (3 g) werden die Eisenseifen in einem Extraktionsapparat (z. B. +Thorn+, +Soxhlet+) mit Hilfe des Äther-Alkoholgemisches ausgezogen, und dann wird der Gehalt an Eisen bestimmt. Hierzu wird der Auszug zur Trockne verdampft, geglüht und der Rückstand mit Säure aufgenommen.

Für die Eisenbestimmung leistet in den meisten Fällen das auf Farbvergleich beruhende Verfahren mit Hilfe von Rhodanammonium und einer titrierten Lösung von Eisenchlorid oder Ammoniakeisenalaun in der von +Lunge+ und v. +Kéler+[65] ausgearbeiteten Form gute Dienste. Es erlaubt die Bestimmung auf eine Genauigkeit von ±0,000001 g Eisen, wenn 5 ccm des Auszuges zur Untersuchung benutzt werden. Die Gesamtmenge des vorhandenen Eisens darf aber nicht mehr als 0,00002 g betragen. Ist mehr Eisen vorhanden und hat man den Auszug zunächst so hergestellt, daß 5 ccm 1 g Papier entsprechen, so muß man entweder den Auszug entsprechend verdünnen oder aber das Eisen in anderer Weise bestimmen.

Der in Form von Eisenseifen in Papieren vorhandene Gehalt an Eisen schwankt nach den bisherigen Erfahrungen zwischen 0,0002 g und 0,01 g in 100 g Papier oder 0,2 g bis 10 g in 100 kg Papier.

In einfacher, wenn auch nicht so einwandfreier Weise, kann man den Versuch ausführen, wenn man die Eisenseifen mit Natronlauge auszieht. Hierbei treten vielfach Zersetzungen ein, und man wird daher dieses Verfahren nur wählen, wenn es sich lediglich um eine möglichst schnelle Orientierung und annähernde Schätzung handelt.

Man kocht 1 g Papier im Reagensglas mit 5 ccm einer 1prozentigen alkoholischen Natronlauge aus, gießt die mehr oder weniger stark gelb gefärbte Flüssigkeit, welche nunmehr die organischen Eisenverbindungen enthält, in ein anderes, zuvor mit Salzsäure sorgfältig gereinigtes Glas und fügt Salpetersäure bis zur deutlich sauren Reaktion hinzu; dabei fällt das zur Leimung verwendete Harz aus. Hierauf versetzt man die Lösung mit ungefähr 2 ccm einer 10prozentigen Rhodanammoniumlösung, wodurch sie sich bei Gegenwart von Eisen mehr oder weniger rot färbt. Zum Schluß setzt man noch 5 ccm Äther hinzu und schüttelt tüchtig durch.

Der sich an der Oberfläche ansammelnde Äther nimmt den roten Farbstoff auf und zeigt nun eine der Farbabstufungen von blaßrot bis blutrot. Je dunkler die Farbe, um so mehr ist das Papier des Vergilbens fähig.

+Klemm+ hat nach seinem Verfahren eine große Anzahl holzfreier Papiere geprüft und sie gleichzeitig der Einwirkung des Lichtes ausgesetzt. Hierbei zeigte sich, daß sie durch die infolge der Belichtung erzielte Farbänderung einerseits und durch die Eisenreaktion andererseits in gleicher Weise abgestuft wurden.

Man hat also in dem Verfahren ein Mittel, sich durch einen verhältnismäßig einfachen Versuch ein Bild von dem voraussichtlichen Vergilben des Papiers zu machen.

[63] Vergl. Dr. P. +Klemm+, Über die Farbbeständigkeit der Papiere. Klimschs Jahrbuch 1901, S. 32.

[64] Papierzeitung 1902, S. 961. Wochenblatt für Papierfabrikation 1902, S. 810.

[65] Zeitschrift für angewandte Chemie 1896, S. 3, und +Lunge+, Chemisch-technische Untersuchungsmethoden, Bd. I, S. 325.

Bestimmung der Saugfähigkeit von Löschpapier.

Zur Bestimmung der Saugfähigkeit von Löschpapier bedient man sich zweckmäßig eines von +Winkler+ vorgeschlagenen Apparates, dessen Bau aus Fig. 64 zu ersehen ist.[66]

An dem in vertikaler Richtung verschiebbaren und in jeder Lage durch eine Schraube festzulegenden Querbalken befinden sich 4 Maßstäbe mit Millimeterteilung und daneben 4 Klemmen zum Festhalten des zu prüfenden Papiers. In dem unteren Teil des Gestelles befindet sich eine Schale aus Zinkblech, in die so viel Wasser gegossen wird, daß die Maßstäbe beim tiefsten Stand des Querbalkens die Oberfläche eben berühren.

Zum Versuch entnimmt man Streifen von etwa 15 mm Breite (die Breite der Streifen ist ohne Einfluß auf das Ergebnis) und 180 mm Länge, je 5 aus der Maschinen- und Querrichtung. Diese bringt man bei hochgehobenem Querbalken in die Klemme, wie es Fig. 64 zeigt, so daß sie +neben+ den Maßstäben, und von diesen 1-2 mm entfernt, herunterhängen. Die untere Kante der Streifen muß die Maßstäbe um 5-10 mm überragen. Bringt man nun den Querbalken in seine tiefste Lage, so tauchen sämtliche Streifen ins Wasser, und letzteres steigt im Papier auf, zuerst schneller, dann immer langsamer. Die Schnelligkeit des Aufsteigens hängt von der Saugfähigkeit des Papiers ab. Als Maß für die Beurteilung hat sich die Saughöhe nach 10 Minuten allgemein eingebürgert.

Da die Saughöhe in der Maschinenrichtung meist etwas größer ist als in der Querrichtung, so prüft man 5 Streifen jeder Richtung und bildet aus den abgelesenen 10 Werten das Mittel.

Die Saughöhen der im Handel vorkommenden Löschpapiere sind sehr verschieden; die schlechtesten, wie man sie namentlich in Schulheften vorfindet, zeigen Saughöhen herunter bis zu 15 mm. Bei mittlerer Handelsware findet man Saughöhen von etwa 40-60 mm, bei den besten Erzeugnissen solche über 100 mm herauf bis 150 mm und mehr.

Dr. +Klemm+[67] hat für die Abstufung der Löschpapiere nach ihrer Saugfähigkeit folgende Einteilung in Vorschlag gebracht:

+Saughöhe nach 10 Min.+ +Saugfähigkeit.+

weniger als 20 mm +ungenügend+ 20-40 mm +schwach+ 41-60 „ +mittel+ 61-90 „ +groß+ mehr als 90 mm +sehr groß+.

In Verbraucherkreisen zeigt sich vielfach eine besondere Vorliebe für ausländische, namentlich englische Löschpapiere, die sachlich nicht begründet ist. Zahlreiche Versuche[68] haben gezeigt, daß man nicht nach ausländischen Erzeugnissen zu greifen braucht, um einer großen Löschfähigkeit sicher zu sein; es gibt zur Genüge deutsche Fabrikate, die den höchsten in dieser Hinsicht zu stellenden Anforderungen genügen.

[66] Das von +Favier+ vorgeschlagene Verfahren, die Löschfähigkeit von der Fläche aus zu bestimmen, hat sich nicht als brauchbar erwiesen. (Vergl. Mitt. a. d. techn. Vers. Anst. 1896, S. 46.)

[67] Papier-Industriekalender.

[68] Mitt. a. d. techn. Vers. Anst. 1896, S. 46.

Prüfung von Filtrierpapier.

Bei der Beurteilung eines Filtrierpapiers spielt die Geschwindigkeit, mit der Flüssigkeiten durchlaufen, eine hervorragende Rolle; unter sonst gleichen Umständen wird das Papier um so wertvoller sein, je schneller das Durchlaufen erfolgt. Diese Eigenschaft des Filtrierpapiers kann man zahlenmäßig zum Ausdruck bringen, indem man die Zeit bestimmt, die eine bestimmte Menge Wasser braucht, um unter einem bestimmten Druck durch eine bestimmte Fläche des Papiers hindurchzulaufen. Meist geht man so zu Werke, daß man Filter von bestimmter Größe in Trichter von bestimmtem Winkel legt und eine bestimmte Wassermenge auf das Filter bringt. Bei diesem Vorgehen sind aber die Versuchsbedingungen nicht immer die gleichen; die wirkende Fläche des Filters ist nicht immer gleich groß, der Wasserdruck schwankt, und außerdem kann das Ergebnis durch Nebenumstände (z. B. Saugwirkungen) beeinflußt werden.

Bei dem nachstehenden, in der Versuchsanstalt unter Zugrundelegung des +Mariotte+schen Prinzips gebauten Apparat werden diese Fehlerquellen vermieden.

Beschreibung des Apparates.

Die Hauptteile und die Wirkungsweise des Apparates sind aus Fig. 65 zu ersehen.

Ein oben und unten offenes Glasrohr _G_ ist unten in eine Messinghülse _M_ eingekittet. Oben ist eine mit 2 Bohrungen versehene Messingkappe _N_ luftdicht aufgekittet; durch die eine Öffnung geht ein Trichterrohr _T_, durch die andere ein mit einem Hahn _H_ versehenes Glasrohr.

Das so durch das Glasrohr _G_ gebildete Gefäß steht durch das mit einem Dreiwegehahn _D_ versehene Rohr _R_ mit dem aus Messing gefertigten Filtrierzylinder _F_ in Verbindung; der obere abnehmbare und mit der Ablaufrinne _A_ versehene Teil _E_ des Zylinders kann durch Schrauben mit dem unteren Teil verbunden werden. Zwischen _F_ und _E_ wird das zu prüfende Papier eingespannt; das aus _E_ durch die Ablaufrinne _A_ ablaufende Wasser wird in dem Kolben _K_ aufgefangen und gemessen.

Versuchsausführung.

Aus dem zu prüfenden Papier werden zunächst kreisrunde Stücke von etwa 5 cm Durchmesser, wenn möglich je eins aus 10 verschiedenen Bogen, entnommen. Man entfernt dann _E_ von _F_, stellt _D_ so, daß durch _R_ kein Wasser abfließen kann, öffnet _H_ und gießt durch _T_ +destilliertes, vor dem Gebrauch stark ausgekochtes Wasser+ von etwa 20° C. in _G_; nach beendigter Füllung wird _H_ wieder geschlossen.

Dann wird _D_ so gestellt, daß langsam Wasser in den unteren Teil des Filtrierzylinders tritt; ist dieser gefüllt und zwar so weit, daß die Wasserkuppe über den oberen Rand von _F_ hervorragt, so stellt man den Wasserzufluß bei _D_ ab und legt eins der 10 Blätter auf den abgeflachten Rand von _F_; hierauf wird _E_ aufgesetzt, fest auf _F_ geschraubt und dann durch Drehen von _D_ die Verbindung von _G_ mit _F_ wieder hergestellt. Das Wasser dringt nun durch das Papier, füllt _E_ und läuft dann durch _A_ in den Kolben _K_. Man kann nun bestimmen, innerhalb welcher Zeit eine bestimmte Menge Wasser (z. B. 100 ccm) durch das Papier hindurch geht.

Der Druck, unter dem das Ausfließen erfolgt, wird bedingt durch die Entfernung der unteren Öffnung des Trichters _T_ von dem Wasserspiegel in _E_; durch Verschieben von _T_ kann man also den Druck beliebig einstellen.

In der Versuchsanstalt wird bei Ausführung amtlicher Prüfungen stets mit einer Druckhöhe von 50 mm gearbeitet; die Abmessungen des Filtrierzylinders sind so gewählt, daß bei dem Filtrierpapier eine wirksame Fläche von 10 qcm abgegrenzt wird. Die Durchlaufzeit von 100 ccm wird in Sekunden bestimmt; als Endergebnis wird diejenige Wassermenge angegeben, die in einer Minute bei einem Wasserdruck von 50 mm und einer Wasserwärme von 20° C. durch 100 qcm Papier läuft.

Mit Hilfe des Filtrierapparates kann man auch die Festigkeit des Filtrierpapiers im nassen Zustande feststellen, indem man durch Höherziehen des Trichterrohres _T_ den Wasserdruck so lange steigert, bis das eingespannte Papier durchreißt.

Um einen Überblick über die Filtriergeschwindigkeit der im Handel vorkommenden Filtrierpapiersorten für analytische Zwecke zu gewinnen, wurden 30 verschiedene Proben aufgekauft und in geschilderter Weise geprüft. Die in der Minute durchlaufende Wassermenge schwankte von 23 ccm bis zu 760 ccm; die Verteilung innerhalb dieser Grenzen zeigt die nachfolgende Zusammenstellung.

=======+=======+=======+=======+=======+=======+=======+======== 0-100 |101-200|201-300|301-400|401-500|501-600|601-700|701-800 ccm | ccm | ccm | ccm | ccm | ccm | ccm | ccm =======+=======+=======+=======+=======+=======+=======+======== 4 | 3 | 7 | 4 | 3 | 3 | 4 | 2 Papiere|Papiere|Papiere|Papiere|Papiere|Papiere|Papiere|Papiere

Eine zweite wichtige Eigenschaft der Filtrierpapiere ist ihre Scheidungsfähigkeit; man versteht hierunter die Fähigkeit, feste in Flüssigkeiten schwimmende Körper, wie Niederschläge u. s. w., beim Filtrieren mehr oder weniger vollkommen zurückzuhalten. Um sich in dieser Hinsicht ein Bild von der Brauchbarkeit eines Filtrierpapiers für chemische Arbeiten zu verschaffen, prüft man es zweckmäßig mit einem Baryumsulfatniederschlag in folgender Weise.

Gleiche Teile einer Baryumchloridlösung (122 g Salz in 1 Liter Wasser) und Kaliumsulfatlösung (87 g Salz in 1 Liter Wasser) werden einmal heiß und einmal kalt miteinander vermischt. Die heiße Fällung wird heiß, die kalte in kaltem Zustande filtriert. Aus dem zu prüfenden Papier wird ein Rundfilter von etwa 10 cm Durchmesser geschnitten, in gewöhnlicher Weise in den Trichter glatt eingelegt und mit Wasser angefeuchtet.

Papiere mit hervorragender Scheidungsfähigkeit ergeben selbst bei kalt gefälltem und kalt filtriertem Baryumsulfat klare Filtrate; andere lassen bei kalter Fällung die Flüssigkeit trübe durchlaufen, liefern aber bei heiß gefälltem und heiß filtriertem Niederschlag eine klare Lösung; noch andere zeigen in beiden Fällen trübe durchlaufende Flüssigkeiten.

Bei 5 in der Versuchsanstalt auf Antrag geprüften Sorten wurden Durchlaufsmengen von 141, 203, 296, 952 und 1250 ccm beobachtet.

Bei den Papieren 141 und 296 filtrierte kalt und heiß gefälltes Baryumsulfat völlig klar, bei den übrigen die kalte Fällung stark trübe, die heiße mehr oder weniger trübe.

Handelt es sich um Filtrierpapiere für gewerbliche Zwecke oder um solche des Haushaltes, so wird man naturgemäß bei der Prüfung den Verwendungszweck berücksichtigen und nicht etwa die Brauchbarkeit eines Kaffeefiltrierpapiers nach seinem Verhalten zu einer Baryumsulfatfällung beurteilen.

Die Prüfung eines Filtrierpapiers auf Fettstoffe und Eisen geschieht in bekannter Weise durch Ausziehen mit Äther beziehungsweise durch Behandeln mit Kaliumeisencyanür (oder Untersuchung der Asche). Über die Art des zur Herstellung verwendeten Rohmaterials gibt die mikroskopische Untersuchung, über den Gehalt an unverbrennlichen Bestandteilen die Veraschung des Papiers Aufschluß.

Anhang.

Vorschriften für die Lieferung und Prüfung Von Papier zu amtlichen Zwecken.[69]

Vom 1. Januar 1893 ab treten unter gleichzeitiger Aufhebung der Grundsätze für amtliche Papierprüfungen vom 5. Juli 1886 nachstehende +Vorschriften für die Lieferung und Prüfung von Papier zu amtlichen Zwecken+ in Kraft.

§ 1.

Unter Zugrundelegung der folgenden Tabellen für die Stoff- und Festigkeitsklassen (Tabelle I und II) sollen die zu amtlichen Zwecken bestimmten Papiere die in Tabelle III gegebenen Eigenschaften, Bogengrößen und Einheitsgewichte besitzen. Die Bogengröße 33 × 42 cm ist überall, auch bei Formularen, Büchern u. s. w., vorzugsweise in Anwendung zu bringen.

Tabelle I.

Stoffklasse I bis IV.

Klasse I. Papiere, nur aus Hadern, mit nicht mehr als 3% Asche.

Klasse II. Papiere aus Hadern, mit Zusatz bis zu 25% von Cellulose, Strohstoff, Esparto, aber frei von Holzschliff, mit nicht mehr als 5% Asche.

Klasse III. Papiere von beliebiger Stoffzusammensetzung, jedoch ohne Zusatz von Holzschliff, mit nicht mehr als 15% Asche.

Klasse IV. Papiere von beliebiger Stoffzusammensetzung und mit beliebigem Aschengehalt.

Tabelle II.

+Festigkeitsklasse+ 1-6.

====================+====+====+====+====+====+====+==================== | | | | | | | Skala +Klasse+ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | für den Widerstand | | | | | | | gegen Zerknittern ====================+====+====+====+====+====+====+==================== a Mittlere Reiß- | | | | | | | 0) außerordentlich länge in Metern | | | | | | | gering, mindestens |6000|5000|4000|3000|2000|1000| b Mittlere Dehnung | | | | | | | 1) sehr gering, in Prozenten der | | | | | | | 2) gering, ursprünglichen | | | | | | | 3) mittelmäßig, Länge mindestens | 4,5| 4 | 3 | 2,5| 2 | 1,5| 4) ziemlich groß, c Widerstand gegen | | | | | | | 5) groß, Zerknittern | 6 | 6 | 5 | 4 | 3 | 1 | 6) sehr groß, | | | | | | | 7) außerordentlich | | | | | | | groß.

Unter Berücksichtigung der beiden Klassifikationstabellen I und II gelten die in Tabelle III gegebenen Vorschriften.

Tabelle III.

+Verwendungsklassen, Bogengrößen und Gewichte der Normalpapiere.+

K: Klassenzeichen S: Stoffklasse F: Festigkeitsklasse