Part 8

Die +Bastfasern+ dieser drei Pflanzenarten sind zum Teil einander so ähnlich, daß sie, namentlich in Gemischen, nicht immer mit Sicherheit voneinander unterschieden werden können.[35] Ein Umstand, der das Bestimmen der Faserart erschwert, ist die oft sehr verschiedenartige Färbung bei Behandlung mit mikrochemischen Reagentien. Diese Verschiedenartigkeit wird dadurch veranlaßt, daß die Fasern, welche im Rohzustande alle mehr oder weniger verholzt sind, im Hinblick auf ihre vorzugsweise Verwendung zu Pack- und Briefumschlagpapier, selten vollständig und gleichmäßig entholzt werden. Man findet daher oft alle Übergänge von verholzten bis zu völlig aufgeschlossenen Fasern vor.

Dies erschwert die Unterscheidung, und daher erscheint bei Abgabe eines Urteils über die Stoffzusammensetzung eines Papiers, welches die genannten Fasern enthält, besondere Vorsicht am Platze.

Jutezellstoff.

Für den anatomischen Bau der Jutefaser gilt natürlich im allgemeinen das Seite 71 Gesagte. Hinzuzufügen ist nur, inwieweit das mikroskopische Bild sich durch den Aufschließungsprozeß geändert hat.

In Bezug auf die Färbung der Fasern in den Jodlösungen wird auf Seite 66 verwiesen.

Die Bündel von Fasern treten bei aufgeschlossener Jute seltener auf; sie sind dann geschmeidiger als bei Fasern im Rohzustand und lösen sich an den Enden meist in Einzelfasern auf.

Die Einzelfaser ähnelt in ihrem Aussehen der Strohbastfaser, mit der sie auch in ihren Abmessungen sehr übereinstimmt.

Nach den Enden zu verjüngt sich die Faser meist ganz allmählich; die Enden selbst sind gewöhnlich abgerundet.

Außer den Zellen mit wechselndem Hohlkanal findet man, wenn auch seltener, solche mit gleichmäßig verlaufendem Lumen und gleichmäßiger Wandstärke; letztere ist oft so gering, daß die Zellwände zusammenklappen und die Faser ein baumwollähnliches Aussehen erhält.

In den Jodlösungen zeigen die Fasern Querstreifungen, die zum Teil von Porengängen herrühren.

Manila (Tafel VIII).

Hierher gehören die Bastfasern verschiedener Musaceen, namentlich Musa textilis, M. sapientium, M. paradisiaca. Das über das Aussehen der Jutefaser im Papier Gesagte gilt zum großen Teil auch für die Manilafaser. Auch hier kommen Faserbündel vor, wenn auch nicht so zahlreich als bei der Jute. Zuweilen fehlen die Bündel auch völlig. Man beobachtet auch hier zweierlei +Bastfasern+, dickwandige mit unregelmäßigem und dünnwandige, baumwollartige mit gleichmäßig verlaufendem Hohlkanal. Indessen ist der Wechsel weniger ausgeprägt als bei der Jute.

Schlitzförmige Poren durchsetzen die Wand der Bastzellen häufig in schräger Stellung. Die Manilafasern zeigen im Gegensatz zu den Jutefasern meist protoplasmatischen Inhalt, der sich in den Jodlösungen gelb bis gelbbraun färbt. Die Enden der Fasern zeigen häufig bleistiftartige Zuspitzungen; die Spitze ist teils scharf, teils abgestumpft. Die Querstreifung der Faser ist bei Manila noch ausgeprägter, die Streifen sind hier zahlreicher und kräftiger. Sehr charakteristisch für Manila sind dickwandige +Parenchymzellen+ mit meist schrägen Wänden, die häufig die Form eines Rhombus besitzen und in einem Papier, das größere Mengen Manila enthält, selten fehlen.

Die übrigen Elemente, welche noch ab und zu in Manilapapieren vorkommen, sind verhältnismäßig selten und kommen für das Erkennen wenig in Betracht. Es gehören hierher Spiralgefäße, sowie die von +Höhnel+ erwähnten Stegmata.

Adansonia (Tafel IX).

Die Adansoniafaser stammt aus dem Bast des in Afrika heimischen Affenbrodbaumes (Adansonia digitata). Der Bast kommt in etwa 80 cm langen, 8-10 mm dicken und 40-50 mm breiten Stücken zu uns, ist von brauner Farbe und zeigt große Festigkeit. Die Faser ist kräftig gebaut, walzenförmig und wie schon erwähnt der Manila- und Jutefaser teilweise sehr ähnlich. Charakteristisch ist die häufig vorkommende Erscheinung, daß die Fasern in der Dicke Unregelmäßigkeiten zeigen und sich nach dem Ende zu plötzlich verjüngen. Bei der Verarbeitung lösen sich die äußersten Gewebeschichten vielfach ab, und die sehr fein zerfaserten Strähnchen umgeben die Zellen an manchen Stellen wie mit einem Schleier (Fig. 50). Diese Erscheinung tritt zwar auch bei anderen Fasern auf, aber nie in solchem Umfange wie bei Adansonia. Die Höhlung verläuft sehr verschieden; sie ist oft nur als dunkele Linie erkennbar, erweitert sich dann plötzlich und nimmt mehr als die Hälfte der Zellbreite ein. Die Enden sind meist abgerundet, seltener zugespitzt. Bündel von zusammenhängenden Fasern kommen kaum vor. Sehr häufig begegnet man Gruppen stark verkalkter +parenchymatischer+ Zellen (Fig. 51) sowie dünnwandigen Parenchymzellen und Bruchstücken von +netzartigen Gefäßen+ (Fig. 52).

Hauptunterscheidungsmerkmale für Jute-, Manila- und Adansoniafasern.

=============+=====================+==================+===============+ | Färbung in | | Faserart | Jod-Jodkalium- | Chlorzinkjod- | Hohlkanal | | lösung | lösung | | =============+=====================+==================+===============+ {verholzt| leuchtend gelbbraun | gelb oder | in der Weite | {ver- | oder braun | grüngelb | oft wechselnd | {holzt | | | | { | | | | Jute{--------+---------------------+------------------+---------------+ { | grau, bisweilen | blau, bisweilen | in der Weite | {ent- | braun | rotviolett | oft wechselnd | {holzt | | | | { | | | | -------------+---------------------+------------------+---------------+ | | | bei den | | | | dickwandigen | | grau, | blau, rotviolett | Fasern von | Manila | braun, | und gelb, sowie | wechselnder | | gelblich | Zwischenfarben | Breite, bei | | | | den | | | | dünnwandigen | | | | gleichmäßig | -------------+---------------------+------------------+---------------+ | | | die Weite | Adansonia | schmutzig | | ändert sich | | grau und | blau bis | mit der | | braun | rotviolett | Breite | | | | der Faser |

===============+================+==============+================== | | | Faserart | Enden | Poren | Nebenbestandteile ===============+================+==============+================== { | im allgemeinen | parallel zur | { | abgerundet | Achse | keine {verholzt | | gestellte | { | | Schlitze | Jute {---------+----------------+--------------+------------------ { | im allgemeinen | parallel zur | {entholzt | abgerundet | Achse | keine { | | gestellte | { | | Schlitze | ---------------+----------------+--------------+------------------ | | | | | | Gruppen oder | | schräg oder | einzelne Manila | oft | parallel zur | Parenchymzellen | bleistiftartig | Achse | mit ziemlich | zugespitzt | gestellte | dicken schrägen | | Schlitze | Wänden | | | ---------------+----------------+--------------+------------------ | | schräg oder | verkalkte Adansonia | | parallel zur | Parenchymzellen | meistens | Achse | und | abgerundet | gestellte | Gefäßbruchstücke | | Schlitze |

Für die Erkennung und das Auseinanderhalten der drei zuletzt beschriebenen Faserarten bietet der Gesamteindruck, welchen das mikroskopische Bild, als Ganzes betrachtet, auf den Beobachter macht, oft einen Anhalt. Dieser durch die Gesamtwirkung von Streifung, Abmessung, Krümmung, Starrheit u. s. w. der Fasern auf das Auge hervorgerufene Eindruck läßt sich schwer beschreiben, dagegen geben ihn die photographischen Aufnahmen (Tafel II, VIII, IX) wieder. Der Beobachter muß sich durch eingehende Betrachtung mikroskopischer Bilder der genannten drei Fasern mit dem Gesamteindruck vertraut machen.

In vorstehender Tabelle[36] sind die ausgeprägtesten Merkmale der drei Faserarten zur besseren Übersicht nochmals gegenübergestellt.

[35] Vergl. Jute, Manila, Adansonia. Von +G. Dalén+ und Dr. +Wisbar+. Mitt. aus den techn. Vers.-Anst. 1902.

[36] Entnommen aus der erwähnten +Dalén-Wisbar+schen Arbeit.

Beurteilung des Verholzungsgrades der Zellstoffe.

Die in der Papierfabrikation verwendeten Zellstoffe sind teils völlig entholzt, teils enthalten sie noch geringe Mengen der Holzsubstanz; es hängt dies ab von dem Aufschließungs- und Bleichprozeß, den sie durchgemacht haben. Gebleichte Stoffe sind meist frei von Holzsubstanz, ungebleichte oder halbgebleichte zeigen noch mehr oder weniger starke Verholzung. Die Färbung der Fasern in Jodlösung läßt oft schon erkennen, mit welchem Grade der Verholzung man es zu tun hat. Deutlicher noch läßt sich dies durch Behandlung mit gewissen Farbstoffen ermitteln.

Verfahren nach Dr. Klemm.

Dr. +Klemm+ beurteilt den Grad, bis zu welchem die Holzzellen in reine Zellstofffasern übergeführt worden sind, nach dem Farbton und der Stärke der Färbung mit Malachitgrün in essigsaurer Lösung. (Der Farbstoff wird in Wasser mit 2% Essigsäure bis zur Sättigung gelöst.)

Das Reagens ist für mikroskopische Präparate und, wenn Zellstoffe als solche vorliegen, auch makroskopisch anwendbar.

Je reiner ein Zellstoff ist, um so weniger färbt er sich. Die besten gebleichten Stoffe färben sich fast gar nicht, halbgebleichte himmelblau, ungebleichte stark grün.

In Verbindung mit Malachitgrün läßt sich nach +Klemm+ durch einen zweiten Farbstoff herausfinden, ob Natron- oder Sulfitzellstoff vorliegt.

Dies geschieht durch eine gesättigte, mit 2% Alkohol versetzte Lösung von Rosanilinsulfat in Wasser, die mit Schwefelsäure versetzt wird, bis sie einen violetten Schimmer angenommen hat.

Die Zellstoffe färben sich wie folgt:

1. Ungebleichter Sulfitzellstoff wird tief violettrot.

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.

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.

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).

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.