Titel: Hartig, über Festigkeit von Sulfitzellstoff-Papier.
Autor: Hartig, E.
Fundstelle: 1885, Band 256 (S. 436–438)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj256/ar256164

Sulfit-Zellstoff-Papier, seine Festigkeits-Eigenschaften und deren zeitliche Veränderung; von E. Hartig.

Der Sulfit-Zellstoff gilt als ein Papier-Rohstoff ersten Ranges; er verleiht dem Papiere Festigkeit und Zähigkeit zugleich. Man hat jedoch zu bemerken geglaubt, daſs Papiere, welche viel Sulfit-Zellstoff enthalten, im Laufe der Zeit erheblich und stärker als andere Papiere in diesen Eigenschaften zurückgehen.

Am deutlichsten müſste die Erscheinung hervortreten, wenn man Papierblätter, die aus reinem Sulfit-Zellstoffe bestehen, in gewissen Zeiträumen auf Festigkeit und Zähigkeit untersuchen würde. Durch die Güte des Hrn. Schubert, Direktor der Dresdener Papierfabrik, wurde ich am 21. Mai 1884 in den Besitz mehrerer solcher aus der Bütte geschöpfter, ungebleichter, ungeleimter Blätter aus reinem Sulfit-Zellstoff gesetzt, von denen je ein Bogen nach einem Monat (im Juni 1884), nach 7 Monaten (im December 1884) und nach 10 Monaten (im Februar 1885) der Untersuchung unterworfen wurde. Die Aufbewahrung der Proben geschah in einem ungeheizten Sammlungszimmer und unter Abschluſs des Lichtes. Das Papier zeigte ein Gewicht von 151g auf 1qm und einen Aschengehalt von 2,22 Proc., eine bräunliche Farbe, eine hornartige Durchscheinigkeit und einen pergamentähnlichen Griff. Zu jeder Untersuchung wurde ein Bogen des Papieres verwendet, der in Streifen von 30 bis 40mm Breite zerschnitten wurde; die Länge derselben stellte sich im Zerreiſsapparate auf 300mm. An den hierbei erhaltenen Diagrammen fiel zunächst deren gröſsere Völligkeit auf, die verzögerte Abbiegung der Arbeitslinie gegen die Bruchgrenze hin. Während sonst der Völligkeitsgrad der mit Papier des verschiedensten Ursprunges erhaltenen Diagramme zu 0,67 angenommen werden kann, stieg er hier auf den Betrag von 0,75 an, d.h. die von der Bruchdehnung, der Bruchspannung und der eigentlichen Diagrammlinie umgrenzte Fläche ist 0,75 von der Fläche eines umschriebenen (aus Bruchdehnung und Bruchspannung construirten) Rechteckes.

Die Mittelwerthe der nach den bekannten Regeln (vgl. 1879 233 191. 1880 235 * 414) bei einer Lufttemperatur von 8 bis 16° und einer relativen Feuchtigkeit der Luft von 60 bis 66 Proc. ausgeführten Versuche der auf verschiedene Zeiten fallenden 3 Untersuchungen sind folgende:

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Nach 1 Mon. 7 Mon. 10 Mon.
Festigkeit (Reiſslänge) 3,25 3,43 3,65km
Zähigkeit (Bruchdehnung) 6,21 3,87 1,36 Proc.
Zerreiſsungsarbeit, mk auf 1g 0,151 0,100 0,036.

Hiernach zeigt das frische (jedoch lufttrockene, und zwar langsam an der Luft getrocknete) Sulfitstoff-Papier eine Festigkeit und Zähigkeit, welche nach den vom Verfasser früher aufgestellten Normen (vgl. 1881 241 105. 1882 246 441) die entsprechenden Eigenschaften des besten harzgeleimten Urkundenpapieres noch übertreffen; die Zerreiſsungsfestigkeit erfährt sogar im Laufe der Zeit eine geringe Zunahme (im Betrage von 12,3 Proc. in 10 Monaten), welche jedoch durch die gleichzeitige, sehr viel stärkere Abnahme der Zähigkeit (78,6 Proc.) mehr als ausgeglichen wird, so daſs schlieſslich die auf die Gewichtseinheit bezogene Zerreiſsungsarbeit von 0mk,151 auf 0mk,036 zurückgeht, also in 10 Monaten auf 24 Procent des Anfangswerthes sich abmindert; das Papier wird fester, aber zugleich spröder, seine in Arbeitseinheiten gemessene Widerstandsfähigkeit gegen Zerreiſsen sinkt von derjenigen eines guten Urkundenpapieres unter die eines guten Conceptpapieres herab.

Von demselben Sulfit-Zellstoffe waren auch einige Bogen geschöpft worden, nachdem man in die Bütte einen Zusatz von Gyps (14,2 Procent des lufttrocken gedachten fertigen Papieres) hinzugefügt hatte, so daſs der Aschengehalt von 2,22 auf 16,4 Proc. sich erhöhte. Dieser Zusatz von mineralischem Füllstoff verminderte an dem frischen, jedoch lufttrockenen, ungeleimten Papiere (Gewicht von 1qm gleich 161g):

die Reiſslänge (Festigkeit) von 3,25 auf 2km,47, also um 24,0 Proc.,

die Bruchdehnung (Zähigkeit) von 6,21 auf 5,15, also um 17,1 Proc.,

den Arbeitsmodul von 0,151 auf 0mk,095, also um 37,1 Proc.,

womit sich die schon früher (vgl. 1884 252 259) mitgetheilten Wahrnehmungen neuerdings bestätigen.

Auch hier machte sich der Einfluſs der Zeit durch eine mäſsige Zunahme der specifischen Festigkeit und eine stärkere Abminderung der Zähigkeit bemerklich, wie die folgende Zusammenstellung der gewonnenen Mittelwerthe erkennen läſst:

Nach 1 Mon. 7 Mon. 10 Mon.
Reiſslänge 2,47 2,91 2,99km
Bruchdehnung 5,15 4,96 1,55 Proc.
Arbeitsmodul der Zerreiſsung 0,095 0,108 0,035mk

Es zeigt hier die letzte Zahlenreihe insofern eine Abweichung, als die specifische Zerreiſsungsarbeit einen Höchstwerth durchläuft, um nach weiterem Liegen des Papieres bis unter den für das frische Papier gültigen Anfangswerth herabzusinken. Doch will Verfasser nicht die Möglichkeit eines Irrthums an dieser Stelle bestreiten: man arbeitet bei solchen Versuchen, deren Vollendung die gänzliche Zerstörung jeder Probe bedingt, nicht mit dem gleichen Versuchsindividuum und bei mehreren nach einander geschöpften Bogen können wohl merkliche Abweichungen in der Struktur, dem Verfilzungsgrade u. dgl. auftreten.

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Gleichwohl hält Verfasser die vorgeführten Zahlenwerthe für zuverlässig genug, daſs man von der zeitlichen Zunahme der Zerreiſsungsfestigkeit und der gleichzeitigen stärkeren Abnahme der Zähigkeit auch bei Gegenwart mineralischer Füllstoffe überzeugt sein darf. Man wird sich vorzustellen haben, daſs im Laufe der Zeit (vielleicht unter dem Einflüsse einer noch weiter vorschreitenden, wenn auch langsamen Austrocknung) die Zellstoff-Fäserchen dichter an einander rücken und damit deren Adhäsion, also Molekularanziehung, zunimmt, womit dann (etwa wie beim Hartschlagen des Messings) die Abnahme der Zähigkeit Hand in Hand zu gehen pflegt; auch chemische Vorgänge im Inneren und an der Oberfläche der Fasern mögen mitwirken.

Es taucht die weitere Frage auf, ob und in welchem Betrage bei anderen Papier-Rohstoffen solche zeitlichen Aenderungen der Festigkeitseigenschaften sich einstellen. Sollten dem Verfasser geeignete Proben zugestellt werden (in vollen, nicht gekniffenen Bogen, mit genauer Angabe des Tages der Herstellung und des Ursprunges des verwendeten Stoffes), so würde derselbe dieser Frage weiter nachgehen unter entsprechender (im vorliegenden Falle leider unterbliebener) Rücksichtnahme auf Dicke, relative Dichte und Wassergehalt des Papieres. Für den Werth der verschiedenen Papiermaterialien dürfte die Constanz, die Stabilität der daraus gebildeten Faseraggregate, welche sich schlieſslich in den Festigkeitseigenschaften sehr schön ausspricht, von erheblichem Belange sein. (Nach der Papierzeitung, 1885 S. 582.)

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