Papierfabrikation [1]
[803] Papierfabrikation, die Herstellung von Papier aus Faserstoffen. Geschichtliches s. [1]–[5].
I. Die Rohmaterialien.
Das wichtigste Rohmaterial der Faserpapiererzeugung sind die Pflanzenfasern; die tierischen Fasern können nur für Packpapier und Pappe verwendet werden. – Da der Flachs die längsten, weichsten und geschmeidigsten Fasern gibt, ist er zur Erzeugung des feinsten, glattesten, bellen Papiers das Hauptrohmaterial, namentlich in der Form öfters gebleichter Leinengewebe. Außerdem kommen die aus den verschiedensten Pflanzenfasern erzeugten, schon gebrauchten Gewebe, die sogenannten Hadern, Lumpen, Strazzen, zu welchen auch alte Taue, Seile u.s.w. gerechnet werden können, sodann die Fasern der Baumwolle, des Hauses, der Jute und Surrogate, wie Holzzeug, Strohzeug, der Holzzellstoff (Cellulose), die Fasern des Esparto-, des Halfa- oder Alfagrases, des Papiermaulbeerbaums, des Maises und Zuckerrohrs, der Binsen und Bananen, der Bambus-, Mitsumata-, Kodzu-, Gampipflanze, des Adansonia-, Affenbrotbaumes u.s.w., endlich in geringerem Maße Wolle, Seide und Makulatur in Betracht.
II. Die Herstellung des Papierzeugs, der Papierfasern.
a) Das Desinfizieren der Hadern. Dasselbe läßt sich am besten vor dem Verpacken durch Ausbreiten auf Hürden und Behandlung mit schwefliger Säure zur Ausführung bringen, wird jedoch selten durchgeführt, in einzelnen Staaten jedoch, wie Nordamerika, Schweden, Finnland u.s.w., als Bedingung für die Einfuhr verlangt.
b) Das Sortieren der Hadern. Die Hadern werden vom Großhändler und vom Lumpensammler- gekauft und müssen schon wegen der Preisbestimmung einer Vorsortierung unterzogen, namentlich aber wegen der weiteren Verarbeitung und entsprechenden Ausnutzung der Qualität eingehend sortiert werden. Die behufs Regelung des Hadernmarktes vom Vereine deutscher Papierfabrikanten aufgestellte Hadernskala umfaßt folgende Marken: Vorsortiment: Weißes Leinen, W.L.; Halbweißes Leinen, H.W.L.; Hosenleinen, H.L.; Graue Leinen, G.L.; Rapper (Wrapper, grobe Umschlagleinwand), R.; Baststricke, B.S.; Jute, J.; Gute Stricke und ungeteerte Taue, T.; Schlechte Stricke, geteertes Tauwerk und Netze, T. und N.; Blaue Leinen, B.L.; Weiße Baumwolle, W.B.; Halbweiße Baumwolle, H.W.B.; Bunte Baumwolle, B.B.; Blaue Baumwolle, Bl. B.; Spelt, Warp und Beiderwand, S.P.; Schrenz, S.C.H. I; Schlechter Schrenz, S.C.H. II. – Außer dieser Vorsortierung muß dann noch eine eingehendere, dreißig und mehr Sorten umfassende der Verarbeitung vorangeschickt werden, bei welcher immer die weißen Leinenhadern obenan, die bunten, aus gemischtem Materiale bestehenden Hadern (Adlerhadern) zuletzt stehen. Das eigentliche Sortieren ist stets Handarbeit und verbunden mit einem teilweisen Zerkleinern und Reinigen, insofern aneinander genähte, aus verschiedenen Fasern bestehende Hadern voneinander getrennt, die an den Hadern haftenden Knöpfe, Schnallen, Haften, Drähte, Haken, Oefen, Fischbein, Korsettstangen u.s.w. abgelöst werden müssen, wobei der in den Fugen vorhandene, oft sehr ungesunde Staub frei wird. Die dabei in Verwendung stehenden Vorrichtungen bestehen aus einem aus Drahtgitterwerk hergestellten Tische, an dessen Rahmen ein zum Trennen und Zerschneiden dienendes, aufrechtstehendes, sensenartiges Messer befestigt ist. Nach Vorreinigung der Hadern wird der beim weiteren Sortieren entwickelte Staub nach abwärts abgesaugt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt einen Sortiertisch mit zusammen zwölf paarweise angeordneten Ständen, bestehend aus je einem viereckigen Drahtnetz, unter dem sich ein hölzerner Trichter befindet, der in einen ebensolchen schiefen Kanal mündet. Diele Kanäle führen den Staub in einen gemeinschaftlichen, durch den Exhaustor E abgesaugten Kanal K. Die einzelnen Sorten werden in eiserne Kästen geworfen und diese ihrerseits wieder in entsprechende Behälter am Hadernboden entleert.
c) Die trockene Reinigung der Hadern soll dem Sortieren stets vorangehen, um die Sortiererinnen gegen eine zu bedeutende Staubentwicklung zu schützen, muß jedoch nach dem Sortieren nochmals zur Ausführung kommen; sie wird stets durch energisches Klopfen der Hadern erreicht und Dreschen, Stäuben genannt. Der für diese Arbeit verwendete Apparat, der Haderndrescher, ist in Fig. 2 dargestellt. Der eigentliche Haderndrescher besteht aus einem gußeisernen Gestell, in welchem drei mit starken, stumpfen, radial gesetzten, dreieckigen Zähnen versehene, schnell bewegte Trommelnd gelagert sind, denen die Hadern mittels des um die Walzen b und c gelegten Zuführtuches a und der Zuführwalzen c zugeliefert werden. Um die Wirkung der Trommelzähne zu ergänzen und zu verstärken, sind über denselben die festen Zähne f angeordnet, an welchen die Trommelzähne nahe vorüberstreifen. Unter den [803] Trommeln sind konzentrisch aus gelochtem Blech bestehende Böden angeordnet, welche das Durchfallen der Hadern in die Staubkammer zu verhüten haben. Die auf diese Weise sehr energisch behandelten Hadern werden nach ihrer Reinigung durch die periodisch und selbsttätig geöffnete Tür g in den Abfallschlauch m geschleudert und dadurch in den vom Drescher vollkommen gesonderten Sortiersaal gebracht. Der gröbere Teil des Staubes wird durch den Trichter h in die geschlossene Staubkammer K, der feine Staub vom Exhaustor Q durch Kanal k angesaugt und durch die Holzlutte i in eine Staubkammer geliefert, in welcher der Staub durch hergestellte Abteilungen und in diesen angeordnete Querwände von der Luft abgeschieden wird, welch letztere durch l austritt. Die Trommeln d machen 100–120 Umdrehungen in der Minute und reinigen hierbei und bei etwa, zehnmaliger Umdrehung der Zuführwalzen 6000–10000 kg Hadern in 12 Stunden und unter einem Arbeitsaufwand von 7–8 PS. Die auf das Sortieren und Schneiden der Hadern folgende zweite Reinigung auf trockenem Wege wird im sogenannten Hadernwolf (Lumpenwolf) vollzogen. Derselbe besteht aus einer oder mehreren horizontal angeordneten Wellen, an welchen radial gestellte Stäbe aus Eisen so angeordnet sind, daß die stumpfen Enden derselben in einer Schraubenlinie liegen. In den meisten Fällen sind die Stäbe gleichlang, manchmal aber auch so dimensioniert, daß die Enden derselben in der Mantelfläche eines Konus liegen, in welchem Falle auch eine axiale Bewegung der Hadern eintritt. Um die Wirkung zu verstärken, werden in neuerer Zeit mehrere Wellen zur Verwendung gebracht und die Vorrichtung dann als Eisenbahnstäüber bezeichnet. Ein solcher Stäuber ist in Fig. 3 im Vereine mit einer Schneidmaschine dargestellt. Die auf den Zuführtisch a gelegten Hadern passieren zuerst die Schneidmaschine A, gelangen sodann über das Zuführtuch b in den Stäuber, welcher aus vier hintereinander angeordneten Schlagwellen besteht, unter welchen zum Abscheiden des Staubes konzentrische, gelochte Bleche angeordnet und welche sämtlich in ein Gehäuse eingeschlossen sind. Die gereinigten Hadern werden durch das Austragtuch C in den Wagen D geliefert, der Staub durch B abgesaugt und in eine geschlossene Kammer gedrückt, während der grobe Staub durch die gelochten Bleche durchfällt. Außer diesen geschlossenen Stäubern werden auch offene Stäuber verwendet, welche aus einer achteckigen, etwas schief gelagerten, mit Drahtgewebe oder gelochtem Bleche überzogenen rotierenden Trommel bestehen, in deren höher gelegenes Ende die Hadern eingeworfen werden, die infolge der Trommelbewegung und manchmal in die Trommel eingesetzter Stäbe übereinander kollerst, sich sanft reiben und dadurch den Staub, allerdings nur in geringem Grade, abgeben.
d) Das Schneiden der Hadern, nach der ersten und vor der zweiten trockenen Reinigung eingeschaltet und sehr häufig – insbesondere bei Handarbeit – mit dem Sortieren kombiniert, wird ausgeführt, um die tiefersitzenden Verunreinigungen freizumachen und die Hadern für die folgenden trockenen und nassen Reinigungsarbeiten vorzubereiten. Wenn eine gleichmäßige, sowohl trockene als auch chemische Reinigung erreicht werden soll, müssen die Hadernstücke in annähernd gleiche Größe gebracht und die dickeren kleiner als die dünnen geschnitten werden. Die Hadernschneider, Lumpenschneider, Hadernschneidmaschinen, Tauen- oder Seilschneider, Hackmaschinen sind teils so konstruiert wie die Futterschneidmaschinen,[804] teils sind die Messer in der Mantelfläche eines rotierenden Zylinders angeordnet, mit ihrer Schneide in eine Schraubenlinie gelegt und zerkleinern die Hadern dadurch, daß sich diese Messer an einem feststehenden geradschneidigen Messer – dem Stockmesser – vorüberbewegen und die periodisch oder stetig über letzteres hinweggeschobenen Hadern zerschneiden. Der sogenannte Guillotineschneider ist aus Fig. 4 und 5 ersichtlich. Er besteht aus dem in einem auf und ab bewegten und in aa geführten Schlitten M befestigten Längsmesser U und drei Quermessern, welche von der Hauptwelle C aus durch die Exzenter d d, die Exzenterstangen b b, die Zapfen c c und das mit diesen sowie mit dem Schlitten M verbundene Querstück M1 in eine auf und ab gehende Bewegung versetzt werden, wobei die über den Zinkblock B hinweg bewegten Hadern zerschnitten werden. Die Hadern werden durch den Kanal R zugeführt, von den beiden periodisch bewegten Walzen w w1 erfaßt, in den immer enger werdenden Kanal A eingepreßt und so im komprimierten Zustande den Meilern zugeführt. Die Oberwand dieses Kanals A ist durch Tuch ohne Ende z gebildet, das sich über die Walze w, die Spannwalze w2 und mehrere Unterstützungswalzen x x legt. Die Bewegung der Walzen w wl und des Tuches ohne Ende geht vom Schlitten M durch die Lenkstange s s auf einen Schaltkegel o, von diesem auf das Schaltrad v und endlich durch die Räder 1 und 2 auf w1, durch Rad 3 auf w über. Die Messer müssen, da sie sich sehr bald abnutzen, leicht auswechselbar sein; zu letzterem Zweck dienen die Schrauben p p, deren gleichmäßige Drehung durch die beiden Schnecken y y bewirkt wird. Die Maschine macht ca. 60 Hübe pro Minute und schneidet bei einem Vorschub von etwa 45 mm pro Schnitt 4500 kg Hadern in 12 Stunden. Sie wird auch mit schiefstehenden Messern gebaut. In vielen Fällen, insbesondere bei neueren Konstruktionen, werden Kreisscheren und auch kombiniert solche mit Walzenschneidvorrichtungen angewendet.
e) Die Reinigung und Vorbereitung der Hadern auf nassem Wege soll nicht nur alle auf trockenem Wege nicht entfernbaren, aus klebrigen, fetten, harzigen, öligen u.s.w. Substanzen bestehenden Verunreinigungen und Farben entfernen, sondern auch den Zusammenhang der einzelnen Fasern lösen oder lockern und endlich hier und da auch eine Auflösung der der Papierbildung ungünstigen Woll- und Seidenfasern bewirken. Diese Zwecke können ganz oder zum Teile erreicht werden: 1. Durch ein einfaches Waschen im Wasser; 2. durch das sogenannte Mazerieren; 3. durch chemische Behandlung der Hadern.
1. Das Waschen der Hadern wird bloß mit reinem, gewöhnlich kaltem Wasser durchgeführt und kann nur zur Reinigung ungefärbter und durch im Wasser lösliche Substanzen oder durch Staub verunreinigter Hadern angewendet werden. Der hierzu dienende, nasser Stäuber genannte Apparat besteht aus einer rotierenden Siebtrommel, welche in einem Bottich angeordnet ist und bis zur Achse in Wasser taucht. In diese Trommel werden die Hadern eingetragen, durch die Drehung durcheinander geworfen und gereinigt.
2. Das Faulen oder Mazerieren wird durch Aufschütten der nassen Hadern in warmen Kellern oder durch Einbringen in Bottiche (Faulbütten) erreicht; da die Verunreinigungen gewöhnlich aus organischen Substanzen bestehen, tritt in kurzer Zeit unter Entwicklung von Wärme und übelriechenden Gasen ein Fäulnisprozeß ein, welcher 6–24 Tage dauert und namentlich eine Zerstörung der inkrustierenden Bestandteile der Fasern und damit auch eine Lockerung und Ablösung der verunreinigenden Bestandteile herbeiführt. Die Methode ist billig, gewöhnlich jedoch wegen des Ueberfaulens mit einem Faserverlust verbunden.
3. Das Kochen der Hadern (die chemische Behandlung) wird mittels alkalischer Laugen unter höherer, 100° oft weit übersteigender Temperatur in geschlossenen Gefäßen ausgeführt. Als alkalische Laugen, welche, um ein Angreifen der Faser zu verhüten, nur verdünnt gebraucht werden dürfen, sind das kohlensaure Natron (Soda), das Aetznatron und der Aetzkalk in Anwendung, oft zwei derselben nacheinander. Für das Hadernkochen ist die gewöhnliche calcinierte Soda gut verwendbar; dieselbe muß jedoch auf ihren Gehalt an Alkali geprüft werden. Das Aetznatron oder die kaustische Soda sowie der Aetzkalk bilden energisch wirkende Laugen, von welchen die letztere, namentlich der geringen Kosten wegen, häufig zur Anwendung kommt. – Da der Prozeß bei einer 100° übersteigenden Temperatur bedeutend schneller vor sich geht, sind geschlossene eiserne Kochgefäße, Kocher, Hadernkocher, Lumpenkocher genannt, zu verwenden, welche gleichzeitig so konstruiert sein sollen, daß eine entsprechende Bewegung der Hadern in der Lauge stattfindet, indem nur in diesem Falle alle Fasern mit Lauge in Berührung treten und die gebildeten Emulsionen durch frische Lauge ersetzt werden können. Der Form nach unterscheidet man Zylinderkocher und Kugelkocher; beide Formen können als stehende und bewegte, sogenannte Drehkocher, verwendet werden. Ein zylindrischer Drehkocher von Robertson, der gleichzeitig als Doppellöcher, d.h. so konstruiert ist, daß sich die schwersten Schmutzteile trennen, ist in [4], S. 72, abgebildet und beschrieben. Neuere Zylinderkocher sind behufs stärkerer Laugenbewegung mit einer Zentrifugalpumpe[805] und mit innerem Dampfheizschlauch versehen. In neuerer Zeit verwendet man meist Kugellöcher (Fig. 6), welche bei relativ größerer Sicherheit gegen inneren Druck (s. Hohlzylinder) ein besseres Durcheinandermengen der Hadern, eine leichtere Austragung derselben und auch Flächenraumökonomie bieten. Die Anordnung eines Sicherheitsventils c sowohl für das periodische Austreten entfliehender Gase als zum Eintritt atmosphärischer Luft, sobald durch Kondensation des Dampfes ein Vakuum entstehen sollte, ist sehr vorteilhaft. – Die Füllung eines Kochers beträgt 500–3000 kg.
Das Waschen der gekochten Hadern soll die in den Poren derselben zurückgebliebene Schmutzflüssigkeit vollkommen abtrennen. Ein Durchspülen mit heißem reinem Wasser wird sehr häufig im Kocher selbst nach beendetem Kochprozeß ausgeführt. In den meisten Fällen wird ein gründliches Waschen entweder während des Zerfaserungsprozesses im sogenannten Halbstoffholländer oder in einem besonderen, hierzu dienenden Apparat, dem Waschholländer, zur Ausführung gebracht. Ein solcher Waschholländer unterscheidet sich von den eigentlichen Holländern hauptsächlich dadurch, daß der Boden und die Seitenwände desselben etwa zur Hälfte mit gelochten Blechen bedeckt sind, durch die die schwereren abgesonderten Schmutzteile hindurchfallen und auf diese Weise von den Hadern getrennt werden können. Zur Entfernung der im Wasser schwebend erhaltenen leichteren Schmutzteile werden besondere Einrichtungen, die sogenannten Wascher oder Waschtrommeln, in Anwendung gebracht. Dieselben bestehen aus mit Drahtgewebe überzogenen, in langsame Drehung versetzten zylindrischen oder polygonalen Trommeln, welche in den Bottich des Waschholländers so eingesetzt werden, daß sie mehr oder weniger in die Waschflüssigkeit tauchen. Während sich nun die Hadern an der Oberfläche dieser Trommel anlegen, dringt das schmutzige Wasser durch das Drahtgewebe in das Innere der Trommel und muß nun aus dieser in der Richtung der Achse entfernt werden. Je nach der Art dieser Entfernung unterscheidet man Heberwascher und Schöpfwascher. Der erstere, aus der Fig. 7 ersichtlich, besteht aus der Siebtrommel A, in welche durch den vergrößerten Zapfen m das Heberrohr a eintritt und am untersten Teil der Trommel mit einem erweiterten Mundstück b endet. Das andre Ende des Heberrohrs muß unter dem tiefsten Wasserniveau liegen und ist durch eine mittels der Schraube 5 bewegliche Platte k verschließbar. Sobald infolge Verlegens der Siebtrommel das Eindringen des Wassers in diese und damit die Heberwirkung aufhört, muß das Heberrohr bei gleichzeitiger Schließung der Klappe k durch das Rohr i gefüllt werden. Der Schöpfwäscher (vgl. [5], S. 127) besteht aus einer polygonalen Siebtrommel, in deren Innerem knieförmig gebrochene, aus Blech hergestellte Schöpfschaufeln angeordnet sind, welche das in die Trommel eingedrungene Schmutzwasser durch einen axialen Rohrstutzen ableiten. Um die Hadern in der Waschflüssigkeit in steter Bewegung zu erhalten, sind in dem Waschholländer rotierende Flügelräder (Rührwerke), etwa bis zur Achse eintauchend, angeordnet. Die durch das Austragen der Schmutzflüssigkeit mittels der Wascher stetig abnehmende Waschflüssigkeit muß ebenso stetig durch zufließendes reines Wasser ersetzt werden.
f) Die Zerfaserung der Hadern. Die so von den stärkeren Verunreinigungen befreiten Hadern, welche namentlich durch das Kochen auch in ihrem Gefüge stark gelockert sind, müssen nun in ihre Fasern zerlegt und durch verschiedene Arbeiten für die Papiererzeugung vorbereitet werden. Diese Zerfaserung wird gewöhnlich durch zwei aufeinander folgende Arbeiten zur Ausführung gebracht, von welchen die erste ein Halbprodukt, das sogenannte Halbzeug, den Halbstoff, erzeugt durch die Zerlegung der Hadern in Fäden, während die zweite Arbeit durch die Auflösung dieser Fäden in einzelne Fasern das Ganzzeug, den Ganzstoff, herstellt.
1. Die Herstellung des Halbzeugs. Den verlangten Eigenschaften der verschiedenen Papierqualitäten entsprechend muß auf ein weiches »schmieriges« oder auf ein hartes »rösches« Zeug hingearbeitet werden. Die Zerfaserung muß also mit mehr oder weniger scharfem Geschirr zur Ausführung kommen. Der Holländer, auch Halbzeugholländer, Halbstoffholländer, holländisches Geschirr, Mahlgeschirr, Lumpenzerfaserer genannt, ist die für diese Arbeit verwendete Vorrichtung. Dieselbe besteht, wie aus Fig. 8 zu ersehen, aus einem bis zu 7 m langen und bis zu 4 m breiten, an den Enden halbkreisförmig geschlossenen Trog M aus Holz (auch mit Kupfer verkleidet), Mauerwerk, Zement, Eisenzement, Beton (auch mit Porzellan gefüttert), Stein und Eisen, welcher durch eine oder zwei Mittelwände in einen stetig verlaufenden Kanal verwandelt ist, auf dessen Bodenfläche an einer Stelle eine bedeutende Erhöhung, der sogenannte Kropf oder Sattel K, dicht vor demselben eine Vertiefung für das sogenannte Grundwerk O und vor diesem ein Gitterwerk, der Sandfang E, und eine unbedeckte Vertiefung, der Nagelfang F, und endlich die mit Ventilen C bedeckten Entleerungsöffnungen sich befinden. Sand- und Nagelfang dienen zur Abscheidung des noch in den Hadern befindlichen Sandes sowie schwerer Körper, wie Knöpfe, Nägel, Haften, Schnallen u.s.w. Das die Zerfaserung bewirkende Werkzeug besteht aus dem feststehenden Grundwerk (auch Platte genannt) O und der sich drehenden Messerwalze (Messertrommel, Holländerwalze) A. Das erstere besteht entweder aus mehreren parallel zueinander gesetzten, aus Stahl oder Bronze hergestellten Messern, deren wirksame Schneide gewöhnlich einen Winkel von 90° besitzt und zwischen welchen Zwischenräume, die sogenannten Zellen, sich befinden. Die Schneiden dieser Messer stehen entweder senkrecht oder schief zu den Trogwänden oder sie bilden in der Mitte einen stumpfen Winkel wie bei dem sogenannten Ellbogengrundwerk. Das Grundwerk wird auch aus harten Stein- und Holzschichten hergestellt, ferner mit zickzackförmigen Messern versehen. Direkt über diesem Grundwerk befindet sich die aus Holz oder Gußeisen hergestellte, um eine horizontale Welle rotierende Messerwalze, welche an ihrer Peripherie mit gruppenweise zu zweien oder auch mehreren[806] verteilten Messern, Schienen, besetzt ist, welch letztere bei Holz in die Walze eingekeilt, bei eisernen Walzen durch Ringe festgehalten werden. In neuerer Zeit werden auch Holländerwalzen aus Stein ausgeführt, welche sich vorteilhaft bei Herstellung von imitiertem Pergamentpapier verwenden lassen. Von großer Wichtigkeit für die entsprechende Wirkung dieser Werkzeuge ist die gegenseitige Stellung und Entfernung der Messer. Die erstere soll so angeordnet sein, daß die Messer von Grundwerk und Walze nie parallel zueinander stehen, weil sie sonst stoßend wirken; die letztere soll beim Beginn der Zerfaserung größer sein und bei fortschreitender Arbeit immer kleiner werden. Diese Aenderung der Entfernung der Schneiden kann durch ein Heben des Grundwertes erfolgen, wird aber beinahe immer durch Senken der Walze erreicht, zu welchem Behufe der eine, oft auch beide Walzenzapfen in vertikal verschiebbaren Lagern liegen. Bei dem dargestellten Holländer ruhen beide Zapfenlager L auf den senkrechten Schraubend, deren Muttern durch Schnecke und Schneckenrad gedreht werden können. Diese Drehung geht von dem Handrad h aus und wird durch die Spindel l, die konischen Rädergetriebe k, die schiefgelagerten Spindeln i auf die Schnecke übertragen. Diese Vorrichtung wird Heblade genannt. Die drehende Hauptbewegung erhält die Messerwalze unmittelbar von der Riemenscheibe. Da nun erst durch das Zerfasern die zwischen den Poren der Hadern festsitzenden Verunreinigungen frei werden, ist mit dem Zerfasern, namentlich im Beginne dieses Prozesses, immer auch eine Reinigung, ein Waschen, verbunden. Zum kontinuierlichen Entfernen des Schmutzwassers dienen einmal die beiden Waschtrommeln RR und die unmittelbar über der Walze angeordnete Waschscheibe U. Die Waschtrommeln werden durch die Riemenscheiben a und b und die Zahnräder c und d in rotierende Bewegung gesetzt und können, ähnlich wie die Messerwalze, durch ein Handrad gehoben und gesenkt werden. Die Waschscheibe U besteht aus einem in einem Rahmen befestigten Sieb, welches schief in die aus einem Kasten T gebildete Walzenumhüllung, die Haube (Verschlag), eingesetzt ist. Die durch die Walzenbewegung umhergeschleuderten Hadernteile fallen an dieses Sieb an, werden durch dasselbe zurückgehalten und fallen in den Trog zurück, während das mitgerissene schmutzige Wasser durch das Sieb hindurchfällt und seitwärts abfließt. Ist die Zerfaserung weiter vorgeschritten, so könnten auch Fasern durch das Sieb hindurch und verloren gehen, was dadurch verhütet wird, daß in einem bestimmten Stadium des Prozesses volle, aus Holz hergestellte Scheiben, die sogenannten Blindscheiben D, vor die Waschscheibe in die Haube eingeschoben werden; man nennt dies das Verschlagen des Holländers. Das reine Wasser fließt dem Holländer durch ein Ventil stetig zu, so viel, als durch die Schöpfwascher abgeführt wird. Der Prozeß beginnt mit dem Füllen des Holländers mit Wasser und dem Eintragen der gekochten Hadern, worauf bei hochgestellter Walze die Rotation dieser eingeleitet wird. Die Hadern werden zwischen den Messern durchgezogen und zuerst grob zerfasert und gleichzeitig gereinigt, dann durch allmähliches Senken der Walze oder Heben des Grundwerks immer mehr zerkleinert. Da manche Hadern zu Boden sinken, da ferner nicht alle Hadern sich mit gleicher Geschwindigkeit bewegen und an einzelnen Stellen stagnieren, werden dieselben mit einem hölzernen, stabähnlichen Werkzeug, dem Rührscheit, gegen die Messer geschoben. Da die an der Mittelwand des Troges sich entlang bewegenden Hadern einen kleineren Weg zurückzulegen haben wie die an der äußeren Wand, ergibt sich im Ziehen der Masse eine Ungleichmäßigkeit, welche eine ungleichmäßige Zerfaserung im Gefolge hat und die man durch die verschiedensten Konstruktionen, namentlich Spritz- und Strahlvorrichtungen, auszugleichen sich bemühte. In manchen Fällen läßt man die Walze auf den Hadern aufliegen und durch ihr Gewicht wirken. Die Größe des Holländers wird nach dem Gewicht der gleichzeitig in demselben befindlichen zu zerfasernden Masse gemessen; dieselbe beträgt von 50–1000 kg, der Walzendurchmesser mißt 75–120 cm. Die Anzahl der Schienenmesser, die Beschienung, steht im Verhältnis zur Walzengröße, und man rechnet bei Halbstoffholländern auf je 50 mm Walzenumfang eine Schiene, die Stärke der letzteren mit 15 mm. Die Anzahl der Umdrehungen der Walze beträgt je nach dem Durchmesser derselben zwischen 100 und 150, die einer Waschtrommel 10–15 pro Minute. Die aufgewendete Arbeit pro 100 kg Stoff beläuft sich auf 8 bis 15 PS. und steht im umgekehrten Verhältnis zu der gleichzeitig bearbeiteten Stoffmasse, der[807] einmaligen Kastenfüllung, welche Holländerleere genannt wird. Der Prozeß dauert 3 bis 10 Stunden. Das Produkt dieses Prozesses ist das Halbzeug, welches noch vor seiner weiteren Zerfaserung einem Bleichprozesse unterworfen wird.
2. Das Ganz- oder Feinzeug wird aus dem gebleichten Halbzeug größtenteils in derselben Weise erzeugt wie das Halbzeug aus den Hadern, nämlich durch weitere Zerfaserung in einem Holländer, der Ganzholländer, Ganzzeugholländer genannt wird, oder in mühlenähnlichen Vorrichtungen, Stoffmühlen, Ganzzeugraffineuren, Mahlgeschirren, oder endlich aufeinander folgend in beiden. Der Ganzzeugholländer ist der Hauptsache nach dem Halbzeugholländer ganz ähnlich gebaut, die Walze mit einer größeren Anzahl dünnerer Messer versehen und schneller laufend, das Grundwerk breiter, ebenfalls mit einer größeren Messerzahl. Auch hier muß zu Anfang des Prozesses die Walze höher gestellt und endlich so tief gesenkt werden, daß sie das Grundwerk beinahe unmittelbar berührt; bei manchen Ganzholländern wird die allmähliche Senkung der Walze automatisch bewirkt. Die Hauptnachteile bestehen hier wie beim Halbholländer darin, daß die Walze nicht nur das Zeug zu zerfasern, sondern auch die Fasermasse auf die Höhe des Kropfes zu heben und in Bewegung zu setzen hat und daß das gleichmäßige Ziehen des Zeuges nur schwer zu erreichen ist. Um die Walze zu entlasten, werden unmittelbar vor derselben langsam rotierende, flügelradähnliche Stofftreiber, wie beim Holländer von E. Debié, Granger und Pasquier, Füllner u.s.w., in Anwendung gebracht, welche das Zeug auf die Höhe des Kropfes rieben, von wo es einer nicht tauchenden Walze mit kleinem Durchmesser zuläuft, oder den Stoff sonst in Bewegung setzen. Den zweiten Nachteil sucht man durch flügelradartige Stofftreiber im Seitenkanal, Einblasen von Luft in den Stoff, kegelförmige Walzen, den größeren Durchmesser nach außen gekehrt, Anordnung von Förderschrauben, welche den Stoff von dem Arbeitskanal in den Seitenkanal oder aus zwei Seitenkanälen in einen mittleren Arbeitskanal zu pumpen haben (Schraubenholländer) u.s.w., zu heben. Die meiste Aussicht auf Erfolg dürften diejenigen neueren Holländer haben, bei welchen die Kanäle statt neben- übereinander angeordnet sind, wie bei dem in Fig. 9 dargestellten Holländer von Umpherston, bei welchem die Zirkulationsrichtung des Stoffes durch Pfeile angedeutet erscheint. An diese schließen sich eine große Anzahl ähnlich gebauter, selbst mit senkrecht stehender und über einem breiten Grundwerk pendelnder Walze, mit Transport -schrauben, welche den Stoff von unten nach aufwärts pumpen u.s.w., an. Behufs Erhöhung der Leistungsfähigkeit wurden anstatt einer auch zwei bis vier Walzen in verschiedenen gegenseitigen Stellungen in Verwendung gebracht. Bis in die neueste Zeit, in der die schwer klarzulegende Wirkungsweise des Holländers durch eine Monographie von Haußner [8] theoretisch beleuchtet wurde, ist der Holländer diejenige Vorrichtung der Papierfabrikation geblieben, die den meisten und oft gründlichen Veränderungen unterworfen wurde, die hauptsächlich Aenderungen des Details betreffen und eine Erhöhung der technischen und wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit anstreben. – Auf das Feinmahlen im Ganzholländer folgt das Fertigmahlen, sogenannte Bürsten des Ganzzeugs, welches bei entsprechender Achtsamkeit auch im Ganzholländer ausgeführt werden kann, wobei man sich aber auch manchmal der Stoffmühlen, des Raffineurs u.s.w. bedient. Diese Stoffmühlen, welche bisher noch nicht allgemein zur Anwendung gelangen, sind entweder ähnlich den gewöhnlichen Mahlgängen (s.d.), häufiger aber so gebaut, daß entweder ebene, mit Schneiden versehene Scheiben – Scheibenholländer, Zentrifugalstoffmühle – sich aneinander rotierend bewegen, oder daß ein voller, an der Mantelfläche mit geradlinigen oder gekrümmten Messern besetzter Kegel in einen ähnlich ausgestatteten Hohlkegel genau einstellbar eingesetzt und in Umdrehung versetzt wird – Kegelmühle. Die Form der beiden miteinander arbeitenden, mit Schneiden besetzten Flächen ist auch einer Kugel ähnlich – Kugelmühle – oder nach einer Parabel als Erzeugenden gestaltet, in manchen Fällen mit Transporteinrichtungen, wie Transportschrauben, Zentrifugalpumpen – Kreiselholländer – kombiniert. In vielen Fällen begnügt man sich nicht mit dem einmaligen Durchgang des Stoffes durch die Mühle und richtet dieselbe so ein, daß der Stoff einen Kreislauf vollführt, daher so lange die Mühle durchströmt, bis er die nötige Feinheit besitzt. Auch an diesen Stoffmühlen sind in neuester Zeit zahlreiche Aenderungen in der Detailkonstruktion vorgenommen worden, von welchen der Ersatz der Metall- durch Steinmesser hervorzuheben wäre.
g) Das Bleichen des Halbzeugs (s. Bleichen und [6]) bezweckt, die nach der Halbzeugbereitung noch an den Fasern haftenden Farben durch Deckung oder Zerstörung derselben in Weiß überzuführen.
1. Bei der Chlorkalkbleiche oder Naßbleiche wird der Chlorkalk mit Wasser zu einem steifen Brei zerrieben, hierauf in großen« mit Rührwerk versehenen Bottichen mit der entsprechenden Menge Wasser vermengt und nach dem Abklären mit dem Halbzeug entweder im Halbholländer oder in einem besonderen, aus Holz oder Zement hergestellten, mit einem hölzernen, rotierenden Flügelrad als Mischapparat versehenen Bleichholländer gemischt und zwar etwa 1 kg Chlorkalk auf 100 kg feine, weiße und 10–12 kg auf dieselbe Quantität grobe, bunte Hadern. Um das im Chlorkalk befindliche Chlor zur Wirkung zu bringen, wird dasselbe durch Zusatz von Säuren zersetzt. Bei Anwendung von 16gradiger Schwefelsäure (4–25 kg auf 100 kg Chlorkalk) bildet sich schwefelsaurer Kalk (Gips), welcher sich an die [808] Fasern zum Teil ansetzt, wegen seiner weißen Farbe bei weißen Papieren keine Verminderung der Qualität herbeiführt, jedoch bei farbigen Papieren Hörend wirken kann. – Bei der Anwendung von Salzsäure bilden sich Chlorcalcium und Chlorwasserstoff, welche beide durch Auswaschen nicht genügend entfernt werden können und namentlich dem späteren Leimen hinderlich sind. An Stelle der Schwefelsäure tritt auch Alaun, Essigsäure oder eine andre schwache organische Säure. Sehr chlorreiche Bleichkalke werden heute auf elektrolytischem Wege mittels Kochsalzes gewonnen. Bei besonders schwer zu bleichenden Faserstoffen wird nach Auswaschen mit Kalkmilch und Durchführung der Chlorbleiche ein Bleichen mit sogenanntem Alkaliperoxyd (N2O2 oder K2O2) in Anwendung gebracht. – Die sogenannte Sauerbleiche kommt ebenfalls mit Chlorkalk und zwar in der Weise zur Ausführung, daß man eine größere Quantität Halbzeug (bis zu 8000 kg) aus den Halbholländern in sogenannte Abtropfkästen laufen läßt, in welchen dasselbe entwässert und dann von einem Arbeiter durch Treten gleichmäßig verteilt wird. Auf diese Masse läßt man sodann zuerst eine bestimmte Quantität Chlorkalk und endlich Schwefelsäure fließen. Manchmal wird ein Teil des Halbzeugs im Holländer mit dem Chlorkalk gemischt und dann erst dem übrigen, im Abtropfkästen befindlichen Stoff zugeführt. Zuletzt folgt immer ein Waschen durch Zuführen reinen Wassers.
2. Die Chlorgas- oder Trockenbleiche (Gasbleiche) wird in der Weise zur Ausführung gebracht, daß man Chlorgas direkt auf in Abtropfkästen, Abpreßmaschinen, Zentrifugen u.s.w. nicht vollständig entwässertes Halbzeug einwirken läßt. – Die Abtropfkästen sind aus Mauerwerk, Zement, Beton oder Holz hergestellte Behälter, im Innern glatt und mit einem Boden versehen, der aus durchlöcherten Platten (Abtropfsteine, Filtriersteine) hergestellt ist und dem Wasser den Ablauf gestattet. – Die Entwässerungs- oder Abpreßmaschinen, von welchen eine in Bd. 5, S. 132, Fig. 5, dargestellt ist, entwässern das Halbzeug mittels Drahtsieben und durch Filze. Die hydraulische Zeugpresse (Halbzeugpresse) ist in [5], S. 196, nachzusehen; es werden übrigens auch Halbzeugpressen verwendet, bei welchen das Halbzeug zwischen Walzen hindurchgeht. Zentrifugen liefern das Halbzeug schon in einem gelockerten Zustande ab. Das Bleichen des entwässerten Halbzeuges mit Chlorgas wird in gasdicht geschlossenen, aus Zement, Beton, Mauerwerk, auch aus Holz hergestellten Bleichkammern, Bleichkästen von etwa 1,5 m Höhe, 4 m Länge und 1 m Breite zur Ausführung gebracht. In dieselben werden übereinander aus Latten hergestellte Hürden auf Leisten eingeschoben und darüber das Halbzeug etwa 3 cm dick ausgebreitet. Nach Schluß sämtlicher Oeffnungen wird das im Entwickler erzeugte Chlor wegen seines hohen spezifischen Gewichts oben in die Kammer geleitet, sinkt dann allmählich, seine bleichende Wirkung an dem Halbzeug ausübend, nach abwärts und wird endlich durch ein Rohr vom Boden der Kammer in einen Schornstein geleitet. Zur Beurteilung des Stadiums, in dem sich der Prozeß befindet, sind kleine Türen oder Probeöffnungen angewendet, durch welche ein Teil des Halbzeuges herausgenommen werden kann. Das Chlor wird meist durch Zersetzung des Braunsteins mittels Salzsäure unter Wärme oder auch aus Kochsalz, Braunstein und Schwefelsäure entwickelt. Man rechnet auf 100 kg weiße Hadern 5 kg Braunstein und 15 kg Salzsäure, auf die gleiche Quantität bunte Hadern 7 kg Braunstein und 21 kg Salzsäure.
3. Die Chlorwasserbleiche erfordert die Herstellung des Chlorwassers durch Einleitung von Chlorgas in Wasser bei etwa 10° Temperatur; sie ist wenig in Anwendung.
4. Die Oelbleiche besteht darin, daß man dem zum Bleichen verwendeten Chlorkalk aus bituminösen Schiefern gewonnene Oele beimengt, bezüglich welcher man die Erfahrung gemacht hat, daß sie die Fasern reinigen und daher eine Ersparnis an Bleichmitteln ermöglichen.
5. Die elektrische Bleiche ist ebenfalls eine Chlorbleiche, bei welcher das Chlor aus Kochsalz auf elektrolytischem Wege dargestellt wird. Es haben sich bisher der Hauptsache nach zwei Methoden als wirtschaftlich durchführbar erwiesen. Das sogenannte Hypochloritverfahren, die Elektrolytbleiche, bei welcher durch elektrolytische Zersetzung des Kochsalzes oder andrer Chloride unterchlorigsaures Salz als Bleichmittel gewonnen wird, und das elektrolytische Chlor- und Sodaverfahren, bei welchem die durch elektrolytische Zersetzung des Kochsalzes hergestellten Stoffe – Chlor und Natron – getrennt gewonnen und das erstere zur Herstellung von Chlorkalk als Bleichmittel, das letztere zum Kochen der Rohfasern verwendet werden. Beide Methoden, deren wirtschaftliche Vorzüge noch gegeneinander abgewogen werden, sind heute schon in Anwendung.
h) Das Entchloren des gebleichten Halbzeugs erfolgt so, daß das Halbzeug zuerst in Abtropfkästen zum Ablaufen der wieder verwendbaren Bleichflüssigkeit gebracht und dann im Ganzzeugholländer vor der weiteren Verfeinerung so lange gewaschen wird, daß weder Chlor noch Säure im Halbzeug nachweisbar ist, weil diese Stoffe den später vorzunehmenden Prozessen, insbesondere der Leimung, hinderlich sind. Außerdem wird zur Bindung des Chlors sogenanntes Antichlor verwendet, und zwar die schweflige Säure, das Natriumsulfit, das Zinnchlorür, das Leuchtgas, Ammoniak; die Säure wird durch Zusatz von Alkalien (Soda, Pottasche u.s.w.) neutralisiert. Hierauf folgt nun die weitere Zerfaserung im Ganzholländer, eventuell das sogenannte Bürsten im Raffineur oder Mahlgeschirr.
i) Das Mischen des Ganzzeugs. Ein vollkommen homogenes Material aus den zu mischenden Zeugsorten (eventuell auch Surrogatzusätzen) wird nur dann erreicht werden können, wenn große Quantitäten gemischt werden; man benutzt hierzu in großen Fabriken sehr große sogenannte Mischholländer, in welchen mehrere Holländerleeren Platz finden und welche weder Waschtrommeln noch Waschscheiben besitzen. Neuerer Zeit werden auch besondere Mischeinrichtungen verwendet, welche den aus mehreren oder allen Holländern in ein konisches Gefäß laufenden Stoff mittels einer Zentrifugalpumpe zu kreisender und mischender Bewegung zwingt. Um das Produkt einer neuen Mischung zu erproben, werden mit Vorteil kleine, modellartige Versuchsholländer in Verwendung gebracht.[809]
k) Das Leimen des Ganzzeugs (vgl. auch [7]) wird jetzt zum weitaus größten Teile mit den Papierfasern, und zwar dem Ganzzeug, vorgenommen – Stoffleimung, Büttenleimung – und hierbei, da die Anwendung des tierischen Leimes eine Erwärmung des Ganzzeuges bedingen würde, nur vegetabilischer oder Harzleim verwendet. Zur Durchführung dieser Leimung wird vor allem eine Harzseife durch Verseifung eines Harzes (gewöhnlich Kolophonium) mittels calcinierter Soda hergestellt. Ist die Verseifung eine vollständige (zu einer vollkommen neutralen Harzseife), so bildet sich der klare, durchsichtige sogenannte braune Leim. Wird jedoch weniger als theoretisch notwendig Alkali verwendet, so scheidet sich überschüssiges Harz aus, es entsteht eine seifenartige, undurchsichtige, milchige Flüssigkeit, der weiße Leim, welcher für die Stoffleimung von großem Vorteil ist. Aus dieser Harzmilch, die dem Stoffe im Ganzholländer zugesetzt wird, soll nun entweder freies Harz oder dieses und harzsaure Tonerde ausgeschieden werden, was gewöhnlich durch Zusatz von Alaun, also eines Tonerdesulfates, zur Ausführung kommt. Es kann dies jedoch auch bloß durch Zusatz einer Säure, wie dies bei der sogenannten Säureleimung der Fall ist, bewirkt werden. Neuere Versuche sollen ergeben haben, daß die Leimung durch freies Harz, harzsaure Tonerde und Tonerde bewirkt wird. Dem Leim wird in den meisten Fällen auch Stärkekleister zugesetzt, um denselben dickflüssig zu machen und die Bildung größerer Harztropfen zu verhindern. Der Leim wird in eisernen oder kupfernen Gefäßen durch Dampf gekocht und dann entweder in den Ganzholländer abgeladen und hierauf erst Alaun zugesetzt oder beide Stoffe werden in abwechselnden Partien eingetragen. In neuerer Zeit wird der Gehalt der Harzseifen an freiem Harz durch Kochen unter Dampfdruck bei einer Temperatur bis zu 200° in geschlossenen Kesseln und Schütteln der kochenden Masse bedeutend erhöht. Der Harzleim wird auch in fester und gallertiger Form hergestellt. Zum Leimen wird heute auch Viscose, durch Ammoniak gelöstes Kasein mit Zusatz von Borsäure, mit Alkalien aufgeschlossene Stärke, Traganthine genannt, ferner Mitscherlichs Gerbleim verwendet, welcher der Hauptsache nach aus Harzleim, neutralisierter Sulfitstoffablauge und Hornsubstanz, aus einer Mischung von vegetabilischem und tierischem Leim besteht.
l) Das Färben des Ganzzeugs. Das Färben des Papiers kann in verschiedener Weise zur Ausführung gebracht werden und zwar: Durch Auftragen und Verstreichen entsprechender Farbflüssigkeiten an der Oberfläche des schon fertig hergestellten Papiers (s. Buntpapierfabrikation); durch ein Durchtränken des schon fertigen Papiers mit Farbeflüssigkeit, wobei das erstere in die letztere eingetaucht wird; durch die Anwendung farbiger Hadern, welche zu Ganzzeug zerfasert werden, und aus welchen das naturfarbige Papier, oft bloß Naturpapier genannt, entsteht; durch Beimischung entsprechender Farbflüssigkeiten [8] zu den Papierfasern, vor oder neuerer Zeit auch während der Bildung des Papiers, wobei von den zur Bildung un- oder schwerlöslicher Körper notwendigen Reagenzien das eine im Holländer, das andre auf der Papiermaschine zugesetzt werden; endlich kann auch das Bleichen sowie die Deckung etwa vorhandener Farben durch weiße, im Wasser unlösliche Farbstoffe, welche auch andern Zwecken, wie z.B. dem Füllen und Beschweren, dienen, hinzugerechnet werden. Während die zwei ersten Methoden als Färben im Blatte bezeichnet werden, nennt man folgerichtig die andern Färben im Stoffe oder Zeuge. Das Herstellen der Naturpapiere kann als Färbeprozeß nicht bezeichnet werden. Das Beimischen der Farbflüssigkeiten zum Ganzzeug kann entweder vor oder nach dem Leimen zur Ausführung kommen; im ersteren Falle setzt sich die Farbe unmittelbar auf der Faser ab, im letzteren findet eigentlich nur ein Färben des die Faser umgebenden Leimes statt. Wird die Farbe vor dem Leimen zugesetzt, was der entschieden häufigere Fall ist, so muß demselben ein eingehendes Auswaschen der überschüssigen, nichtgebundenen Farbe sowie andrer hierbei verwendeter Stoffe, wie z.B. etwaiger Beizen, vorausgehen, da sonst eine schädliche Wirkung auf den Leim eintreten könnte. Beim Färben im Stoffe kommen dieselben Farben und Methoden zur Anwendung wie beim Färben der vegetabilischen Faser (s. Beizen, Farbstoffe, Färben). Als Beizen dienen insbesondere saure Tonerden sowie die Oxyde des Eisens, Kupfers, Zinns u.s.w. Diese werden in wässerigen Lösungen gewöhnlich gleich nach dem Auswaschen des Zeuges im Ganzholländer zugesetzt, während die Farbflotten entsprechend vorbereitet und filtriert einzutragen sind, wenn das Zeug nahezu fertig gemahlen ist. Dank der raschen Entwicklung der Teerfarbstoffindustrie ist die Papierfärberei wesentlich vereinfacht worden. Die Herstellung einer weißen Farbe wird außer durch das Bleichen, welches schon besprochen wurde, noch durch das sogenannte Bläuen und Weißen zu erreichen gesucht. Als Farbstoffe werden zum Bläuen Ultramarin, Kochenille, Fuchsin, bläuliches Eosin, auch rötliches Wasserblau verwendet. Mit Ultramarin soll immer erst nach dem Leimen gebläut werden, um diesen Prozeß nicht zu stören; auch muß bei Verwendung von Ultramarin ein Ueberschuß von schwefelsaurer Tonerde oder Alaun vermieden werden. Das Weißen ist eine Arbeit, welche in den meisten Fällen mit dem Füllen gleichzeitig zur Ausführung gebracht wird, da die zum Weißen verwendeten Materialien gleichzeitig auch zum Füllen wie zum Beschweren des Papiers verwendbar sind. Hierzu wird namentlich Kaolin verwendet, das bei geleimten Stoffen vor der Leimung, bei ungeleimten mit einem Zusatz von Stärkekleister in den Ganzholländer zugesetzt wird. Außerdem Kreide, Gips und Schwerspat.
m) Das Füllen des Papiers. Soll einem Papier eine bedeutende Glätte erteilt werden, so muß dasselbe eine vollkommen ebene Fläche bieten, d.h. es sind die Poren des Papiers auszufüllen, was am besten durch einen sehr fein zerteilten pulverförmigen Stoff erreichbar ist, der, wenn entsprechend gewählt, dem Papier auch eine höhere Weiße zu erteilen vermag. Diese Füllstoffe lassen sich im Papierstoffe viel besser festhalten, wenn man sie mit dem Leim oder mit einer Stärkelösung verbunden zusetzt, neuerlich wird die Bindung dieser Stoffe auch mit Hilfe neutraler Kaseinlösungen zu erreichen gesucht; werden sie vor dem Leimen eingetragen, so muß dieses bald darauf folgen, da sonst größere Quantitäten infolge ihres höheren spezifischen [810] Gewichtes im Sandfang verloren gehen. Auch hier versucht man den Zusatz dieser Stoffe nicht im Holländer, sondern erst auf der Maschine vor den Gautschwalzen, in die noch ganz zusammenhanglose Papierbahn zu bewirken, um einen größeren Verlust derselben zu umgehen. Die hauptsächlichsten Füllstoffe sind Kaolin, Schwerspat, Gips, Stärke und Asbest. Als Mißbrauch muß es bezeichnet werden, wenn zu große Quantitäten derselben in das Papier hineingearbeitet werden, bloß um das Gewicht des Papiers, nach welchem dasselbe verkauft wird, in betrügerischer Weise zu erhöhen, wie dies z.B. beim Zuckerpapier u.s.w., aber nicht nur bei minderen, sondern auch bei besseren Papieren zur Ausführung kommt; übermäßige Quantitäten vermindern die Fertigkeit des Papiers, da sie sich zwischen die Fasern legen und den Zusammenhang unterbrechen. Nach Untersuchungen von Hartig verlor das Papier durch Beimengen von 15,15% Gips 31,2% an absoluter Fertigkeit und 23,1% an Zähigkeit. Die Quantität der beigemengten Füllstoffe soll 5% bei Schreibpapieren nicht überschreiten, im Dokumentenpapier sollen Füllstoffe überhaupt fehlen. Bei Illustrationsdruckpapieren wird die Druckempfänglichkeit durch Zusatz von geeigneten Füllstoffen (bis zu 30%) wesentlich gehoben.
n) Das Aufspeichern des Ganzzeugs erfordert Behälter, um den aus den Holländern kommenden Stoff aufzunehmen, den Stoff aus mehreren Holländern miteinander zu vermischen, in entsprechender Konsistenz zu erhalten und in geregelten Mengen an die Papiermaschine abzugeben. Da diese Abgabe so regelmäßig als tunlich erfolgen soll, weil von ihr die Gleichmäßigkeit des Papiers abhängt und hierzu besondere Einrichtungen in Anwendung kommen, zählt man die Zeugbütte, den Stoffkarten, Ganzzeugkasten in vielen Fällen zur Maschine. Die Zeugbütte besteht gewöhnlich aus einem entsprechend großen, mehrere Holländerleeren fassenden, aus Holz, besser aus Mauerwerk oder Zement hergestellten, im letzteren Fall immer mit glattem Zementverputz oder Porzellan bezw. Glasplatten ausgekleideten Behälter bis zu etwa 10 cbm Fassungsraum, in welchem sich behufs Erhaltung gleicher Konsistenz eine Rührvorrichtung befindet, welche aus einer entweder senkrecht oder wagerecht gelagerten Welle entsprechenden Armen und an diesen angeordneten eckigen oder runden Stangen, den sogenannten Rührkreuzen oder Rührwerken, besteht, welche entweder in einer Schraubenlinie liegen oder in der Mantelfläche eines schiefliegenden Zylinders. Das Ganzzeug fließt aus den Holländern durch Röhren in eine am Rande der Zeugbütte angeordnete Rinne und erst aus dieser durch in die Wand eingemauerte Röhren in den tiefsten Teil derselben. Es wird in den meisten Fällen durch mit der Rührvorrichtung verbundene und damit rotierende Schöpfräder oder auch durch Pumpen aus der Zeugbütte gehoben. Es sollen stets mindestens zwei Zeugbütten in Anwendung stehen, um nicht den Stoff einer solchen entnehmen zu müssen, während dieselbe gleichzeitig aus einem Holländer gefüllt wird, wodurch die Massendichte leicht geändert werden könnte.
III. Die Herstellung des Papiers.
Das Papier wird aus dem Ganzzeug entweder durch Hand- oder Maschinenarbeit hergestellt und demnach als Handpapier oder Maschinenpapier bezeichnet.
A. Die Herstellung des Handpapiers (Büttenpapiers, geschöpften Papiers)
geht in einem bottichartigen Gefäße (Bütte, Schöpfbütte), aus Holz, Mauerwerk, Zement, manchmal auch Metall bestehend und oval oder viereckig geformt, vor sich. Der Rand dieses Gefäßes ist nach innen geneigt und wird als Traufe bezeichnet. Um beim Füllen der Bütte mit Ganzstoff aus den Stoffkästen die zwischen den Fasern noch vorhandenen Knoten (Katzen) zurückzuhalten, läuft das Zeug durch einen sogenannten Knotenfänger, die Knotenmaschine, welche aus einem senkrecht angeordneten zylindrischen Siebe besteht, in dessen Inneres das Ganzzeug einläuft und mittels eines beweglichen Flügelrades durch die Siebmaschen in die Bütte gedrückt wird. Man verwendet auch neben der Bütte aufgestellte Fangapparate, welche einerseits mit den Zeugbütten, anderseits mit den Schöpfbütten in Verbindung stehen. Um eine gleichmäßige Dichte des in der Bütte befindlichen Zeuges zu erreichen, ist dieselbe mit einer oscillierenden Rührvorrichtung versehen. Um ferner die Masse dünnflüssiger und in Bewegung zu erhalten, wird in die Mitte ein entsprechend dimensioniertes Kupfergefäß, die Blase, in welchem auf einem Rost ein Kohlenfeuer erhalten wird, eingesetzt oder eine Dampfschlange zu Erwärmung des Stoffes verwendet. Quer über der Bütte befindet sich ein Brücke genanntes Brett, auf welchem die Formen liegen. Die Formen (Papierformen, Schöpfformen) bestehen aus einem hölzernen, mit entsprechend feinmaschigem Messingdrahtnetz bespannten Rahmen. Die Gestalt ist stets viereckig, die Maschenweite je nach der Papiersorte verschieden. Das Messingdrahtnetz ist entweder aus feinen, parallelen Drahtstäbchen oder aus einem Drahtgewebe hergestellt und mittels Nägel an den Rahmen befestigt. Im ersteren Falle ziehen sich die Papierfasern zwischen die Stäbchen und das Papier erhält dadurch parallele Streifen (geripptes Papier, gerippte Form, Postform), während im zweiten Fall ein vollkommen gleichförmiges Papier, das Velinpapier, auf der Velinform entsteht. Wichtig bei der Form ist es, daß das Drahtnetz keine Vertiefungen zeige, d.h. eine vollkommen ebene Fläche bilde, zu welchem Behufe dasselbe mehrfach durch hölzerne, querlaufende Stege und bei den Doppelformen noch durch senkrecht auf diese laufende, parallele Drähte unterstützt wird. Diese Drähte sowie das Metallnetzwerk sind durch seine Nähdrähte an die Stege der Form festgemacht. Um die auf die Form zu bringende Fasermasse zu begrenzen und bei der Bildung eines jeden Bogens gleiche Fasermatten in Anwendung zu bringen, wird auf die Form ein leicht abhebbarer Rahmen mit gegen die Formfläche geneigten Flächen, der sogenannte Deckel, aufgelegt.
1. Das Schöpfen. Um nun mit Hilfe dieser Einrichtungen einzelne Papierbogen herzustellen, wird der Papierstoff mit Hilfe der Form aus der Bütte geschöpft, indem der im Tritt, Büttenstuhl, einem an der Außenseite der Bütte aus Brettern besonders hergestellten[811] Platz, stehende Hauptarbeiter, der Schöpfer, die Form in schiefer Stellung auf eine gewisse Tiefe in das Zeug eintaucht, dort in wagerechte Stellung bringt und in dieser Stellung langsam nach aufwärts bewegt, wodurch so viel Zeug auf der Form innerhalb des Deckels zurückbleibt, als zur Bildung eines Bogens nötig ist, während gleichzeitig eine entsprechende Entwässerung durch das Sieb stattfindet und die Fasern sich übereinander legen. Durch Schüttelbewegung sucht der Arbeiter die noch zwischen den Fasern befindlichen Wasserteilchen zu entfernen und eine innigere Berührung der Fasern zu erreichen; ein Verfilzen im engeren Sinne, wie dies bei der Wolle stattfindet, kann hierbei nicht eintreten. Der Arbeiter hebt hierauf den Deckel von der Form und schiebt diese mit dem darauf befindlichen geschöpften Papierzeug auf eine zwischen Büttenwand und Brücke befindliche Latte, wo sie ein Hilfsarbeiter, der Gautscher oder Kautscher, abnimmt und schiefstehend an eine ausgezackte Latte, den Esel oder die Lehne, legt, um noch Wasser aus dem Zeug in eine Rinne laufen zu lassen.
2. Das Gautschen oder Kautschen. Der Kautscher erfaßt hierauf die Form und drückt sie mit dem geschöpften Bogen gegen eine auf dem Büttenbrett aufliegende, etwas größer als der Bogen dimensionierte Filzplatte, den Papiermacherfilz, wodurch der nasse Bogen angesaugt wird und auf dem Filz haften bleibt. Auf diesen Bogen legt der Kautscher sofort einen ihm vom zweiten Hilfsarbeiter, dem Leger, zugeworfenen Filz, während er die so frei gewordene Form dem Schöpfer wieder auf die Brücke zuschiebt. Durch die Fortsetzung dieser Arbeiten entsteht Bogen um Bogen, welche, vom Kautscher bis zu 200 Stück mit je einem dazwischen liegenden Filz übereinander gelegt, den sogenannten Bauscht oder Pauscht bilden. Bei dieser Arbeit steht der Kautscher im sogenannten Kautschstuhl, einer unten und von drei Seiten durch Bretter abgegrenzten Stelle vor dem Büttenbrett.
3. Das Pressen. Dieser Pauscht wird neuerer Zeit samt dem Büttenbrett auf einer Schienenbahn in eine hydraulische Presse (Büttenpresse, Kautschpresse) gefahren und dort einer Pressung ausgesetzt (Pressen im befilzten Pauscht) und hierauf vom Leger wieder auseinander genommen, die Filze dem Kautscher wieder zugeworfen, die nun schon genügend gefertigten feuchten Papierbogen zum sogenannten weißen Pauscht übereinander gelegt und gemeinschaftlich mit andern weißen Pauschten in einer gleichen, der sogenannten Naßpresse, mehrmals einem Druck ausgesetzt, wodurch die Entwässerung befördert, die Bogen gleichzeitig geglättet werden. Auf diese Weise können die genannten drei Arbeiter in 12 Stunden 1200 Bogen feinen oder 2500 Bogen minderen Papiers herstellen. Die bei dem Handpapier besonders üblichen, die Firma charakterisierenden, oft einen bedeutenden Ruf genießenden Wasserzeichen werden dem Bogen dadurch mitgeteilt, daß man auf der Form das betreffende Zeichen erhaben durch aufgenähten Draht herstellt, wodurch an dieser Stelle eine dünnere und dadurch durchsichtigere Faserlage entsteht.
4. Zum Trocknen werden Lagen von fünf Bogen auf in Trockenräumen gespannte Schnüre oder auf Stäbe aus spanischem Rohr aufgehängt. Das Aufhängen der Bogen findet mit Hilfe eines krückenähnlichen Werkzeuges, des Riesgehänges, statt. Es können in einer Stunde bis 9000 Bogen zum Trocknen gebracht werden.
B. Herstellung des Maschinenpapiers.
Die bei der Herstellung dieses Papiers in Anwendung stehenden Maschinen werden zurzeit in drei wesentlich abweichenden Formen verwendet. Wir unterscheiden: I. die Langformmaschine; II. die Zylinderformmaschine; III. die Rahmenformmaschine. Der Hauptsache nach werden folgende Arbeiten in der Papiermaschine verrichtet: a) das Regulieren des Stoffzuflusses von der Zeugbütte zur Maschine; b) das Mischen des Zeugs mit Wasser; c) das Reinigen des Zeugs von Sand, Knoten, Katzen u.s.w.; d) das gleichmäßige Aufbringen des Zeugs auf die Form; e) das Entwässern der dünnen Zeugschicht durch das spezifische Gewicht des Wassers; f) das Entwässern durch Luftdruck; g) das Entwässern durch Absaugen des Wassers aus dem Zeug; h) das Entwässern auf physikalischem Wege durch Trocknen; i) das Glätten des unvollkommen und ganz getrockneten Papiers; k) das Anfeuchten nach dem Trocknen; 1) das Schneiden der breiten Papierbahn nach der Länge; m) das Aufspeichern des fertigen Papiers. Von den zugehörigen Mechanismen, zu welchen sich noch mehrere Nebenapparate, wie z.B. Schüttelvorrichtung, Stoffänger, Filzwaschapparate u.s.w., gesellen, sind nicht immer alle in voller Zahl vorhanden, da manche der genannten Arbeiten außerhalb der Maschine zur Ausführung kommen. Man nennt die Vorrichtungen von der Zeugbütte bis zum ersten Trockenfilz die Naßpartie und von hier bis zum Rollapparat die Trockenpartie.
I. Auf der Langform- oder Fourdriniermaschine findet die Herstellung des Papiers in folgender Weise statt:
a) Das Regulieren des Zuflusses des Zeugs aus der Zeugbütte zur Maschine bildet im Verein mit der Geschwindigkeit der Maschine dasjenige Mittel, durch welches die gleichmäßige Dicke des Papiers gesichert wird. Die dazu verwendeten Vorrichtungen, die sogenannten Stoffzeugregulatoren, sind entweder Gefäß- oder Durchflußregulatoren, je nachdem das Zeug durch genau geeichte Gefäße geschöpft und weiterbefördert oder während des Durchfließens durch einen entsprechend gestalteten Raum mittels stellbarer Durchflußöffnungen reguliert werden kann. Der beste Gefäßregulator besteht aus einer Pumpe, der Zeugpumpe, mit Kugelventilen, deren Hub durch Verstellen des Pumpenhebels geändert werden kann. Sehr häufig werden auch Schöpfräder hierzu verwendet, welche in einen Karten mit variabelm Fassungsvermögen ausgießen, sodann auch Zellenräder, deren Umdrehungszahl durch Stufenscheiben und außerdem durch konische Riemenscheiben verändert werden kann. Zu den Durchflußregulatoren gehören die sogenannten Verteilungskästen, bestehend aus drei durch Scheidewände getrennten Abteilungen, in deren größte oder mittlere Abteilung der Stoff aus der Zeugbütte fließt und von wo er durch stellbare Oeffnungen in die beiden andern Abteilungen[812] geleitet werden kann, aus welchen das Zeug einerseits der Maschine zu-, anderseits in die Zeugbütte zurückläuft. – Ein selbsttätiger Durchflußregulator ist in Fig. 10 dargestellt. Derselbe besteht aus einem durch Scheidewände in drei Räume geteilten Metallgefäß. Das Zeug fließt aus der Bütte durch Rohr o in die Kammer b und von hier durch das von einem geführten Schwimmer s regulierte Ventil c in die große Abteilung d, von wo aus dasselbe durch das von einem Schwungkugelregulator R gestellte Ventil i in die Kammer e und von hier aus zur Maschine fließt. Der Zeiger a markiert den Stand des Ventils. Der Schwungkugelregulator ist von der Papiermaschine oder vom Motor der Papiermaschine direkt angetrieben. Neuere Regulatoren dieser Gattung sind statt der Ventile mit Schiebern versehen oder sie ändern den Stoffzufluß mittels eines Konusses, der in einer runden Oeffnung auf und ab bewegt wird, wobei auch noch eine entsprechende Verdünnung des Stoffes durch geregelten Wasserzufluß bewirkt ist.
b) Das Mischen des Zeugs mit Wasser wird am besten in einem besonderen Gefäß, dem Mischkasten, zur Ausführung gebracht, wobei mit Vorteil das von der Maschine ablaufende, Fasern, Leim, Füllstoffe enthaltende Wasser zur Verwendung kommt.
c) Das Reinigen des Zeugs erfolgt zuerst von den schwereren Verunreinigungen, die insgesamt als Sand angesprochen werden; dann erst wird dasselbe von den leichteren Verunreinigungen befreit. Die Abscheidung des Sandes geschieht im sogenannten Sandfang, gewöhnlich einer bis zu 1,5 m breiten und bis zu 20 m langen Rinne aus Holz, in welche das Zeug aus dem Mischkasten der Maschine zufließt. In diese Rinne sind Querstäbe mit nasenförmigem Querschnitt eingesetzt, hinter welchen sich die aus dem breit und mit sanftem Fall (1 : 50) dahinfließenden Zeug ausscheidenden, schweren Teilchen sammeln können. Neuere Sandfänger sind mit beweglichen Querstäben versehen, die an Gurten ohne Ende befestigt sind und sich gegen den Stoffstrom bewegen und dadurch den Sandfang ununterbrochen reinigen. In den Sandfang wird auch häufig ein Rechen aus mehreren Magnetstäben eingesetzt, um die kleinen, im Stoff befindlichen Eisenteilchen abzufangen. Die Sandfangrinne wird neuerdings senkrecht angeordnet und in einem Kasten konzentriert. Andre Sandfänger bestehen. aus einem konischen Gefäß, in dem die Stoffmasse in drehende Bewegung versetzt wird, wobei die schweren Verunreinigungen ausgefällt werden. Das so teilweise gereinigte Zeug gelangt nun in die sogenannten Knotenfänger, welche die leichteren Knoten, sowie gruppenweise vereinigte Fasern, die Katzen, auszuscheiden haben und deren mannigfache Konstruktionen aus den Fachzeitschriften ersehen werden mögen. Der Hauptsache nach bestehen die Knoten- und Katzenfänger aus siebähnlichen Einrichtungen. Die Oeffnungen dieser Siebe dürfen weder rund noch quadratisch, sondern müssen länglich hergestellt sein, weil sie sonst von den Knoten sofort verlegt werden. Sie bestehen daher meist aus Messingplatten, in welche die Schlitze von 0,2–1 mm Weite eingefräst, und die zu einer größeren Fangplatte zusammengestellt werden, oder sie sind durch das Aneinanderreihen und Verbinden ensprechend gestalteter und dimensionierter Stäbe hergestellt. Die Form der Siebe ist entweder die ebener Platten, welche in einem oder mehreren Stücken horizontal, selten auch senkrecht und schief, angeordnet sind und als Planknotenfänger bezeichnet werden; oder die von Zylindern, die um eine wagerechte, hier und da auch senkrechte Welle rotieren und Zylinder-, Trommel- oder Drehknotenfänger genannt werden. Das Zeug tritt bei wagerechter Anordnung entweder auf oder unter das Sieb, oder es sind beide Methoden (bei Anwendung mehrerer Siebe) kombiniert, wobei manchmal durch Niveauunterschiede oder durch besondere Saugvorrichtungen ein Durchsaugen des Zeuges durch das Sieb zur Anwendung kommt. Um ein Verlegen des Siebes durch Knoten zu verhüten, muß ein kontinuierliches Reinigen desselben zur Ausführung kommen, wozu ebenfalls verschiedene Methoden, in den. meisten Fällen aber eine Rüttelbewegung verwendet werden. Der in Fig. 11 dargestellte Planknotenfänger besteht aus der Knotenfangplatte A mit feinem und der Katzenfangplatte B mit groben Schlitzen. Das Zeug fließt durch den Ueberlauf Ü auf die Platten A, dann durch die Platte B von unten nach oben und tritt von hier über die Ueberlauf rinne C nach dem Teller D. Die Platten A und B werden durch ein Exzentervorgelege E in schüttelnde Bewegung versetzt. Der aus Fig. 12 ersichtliche Dreh- oder Trommelknotenfänger zeigt eine aus Fangplatten hergestellte Trommel A, welche mittels zweier an beiden Enden angebrachter Ringe r auf den durch Kettentrieb t bewegten Rollen s aufruht, durch dieselben eine rotierende Bewegung, etwa acht Umdrehungen pro Minute, und gleichzeitig eine Schüttelbewegung dadurch erhält, daß die zur Lagerung der Rollen dienende Traverse B auf einer senkrecht geführten Stelze c aufruht, die durch das im Ringe e der Stelze c rotierende Schüttelrad n eine stoßende Bewegung erhält. Das Papierzeug tritt durch die Rinne b in das Innere der Trommel, durch die Schlitze derselben die Knoten in der Trommel zurücklassend, in den konzentrischen Trog E[813] und endlich über g zur Form der Maschine. Die in der Trommel zurückgebliebenen Knoten werden durch radial angeordnete Schienen m gehoben, mittels eines aus dem Rohr h austretenden Wasserstrahles in die Schale a gespült und an den Stirnflächen der Trommel abgeleitet. Andre Konstruktionen in [5]. Auch an diesen Knotenfängern verschiedenen Systems sind neuerer Zeit zahlreiche Verbesserungen in Anwendung gekommen, die namentlich die die Siebreinigung besorgenden Einrichtungen betreffen.
d) Das gleichmäßige Aufbringen des Zeugs auf den ersten Entwässerungsapparat, das endlose Metalltuch, geschieht entweder in der Weise, daß man das Zeug von der Ablaufrinne g des Knotenfängers (Fig. 12) in eine muldenförmige Vertiefung fallen und von hier in horizontaler Ebene und entsprechend starker Schicht oder indem man dasselbe unmittelbar auf das Metalltuch laufen läßt. Dieses ebene und gleichmäßige Auffließen auf die Form wird durch einen entsprechend langen und breiten Streifen von Messingblech und einen daranschließenden Streifen von Leder oder mit Kautschuk getränkter Leinwand erreicht, welche Vorrichtung als Teller bezeichnet wird, während man den Lederstreifen für sich Schürze, Auffluß, Siebleder nennt. Während das eine Ende des Tellers mit dem Knotenfänger oder der Mulde in Verbindung steht, liegt das Ende des Lederstreifens direkt auf dem Metalltuch auf, das sich unter dem Leder nach vorwärts bewegt.
e) Das Entwässern der Zeugschicht durch einfaches Ablaufen und Abtropfen wird durch den Hauptapparat, die sogenannte Form, erreicht, die bei Langformmaschinen aus einem Drahtgewebe, dem sogenannten Metalltuch ohne Ende, besteht, das bis 14 m lang wagerecht eben über mehrere Walzen ausgespannt, bis zu 3600 mm breit ist und in langsame Bewegung gesetzt wird. In Fig. 13 kennzeichnet a a a den Lauf des Metalltuches; dasselbe läuft über die Brustwalze B, die Endwalze C und von da über die auch elastisch gelagerten Spannwalzen s s zur Brustwalze zurück. Zwischen den erstgenannten Walzen muß dasselbe, um eine ebene Fläche zu erhalten, durch eine größere Anzahl dünner Walzen r r r, die sogenannten Registerwalzen, unterstützt werden. Alle diese Walzen sind in einem Metallgestell T gelagert, das auf mehreren Stützen gg aufruht, die in pfannenartigen Lagern sitzen und dadurch eine schwingende, rüttelnde Bewegung des ganzen Apparates ermöglichen, die gewöhnlich durch ein kleines, seitwärts angeordnetes, schnell laufendes Exzenter oder eine Kurbel bewirkt wird und eine energische Entwässerung des Zeuges sowie ein innigeres Aneinanderschmiegen der Fasern herbeiführt. Die Entwässerung soll neuerer Zeit durch kleine senkrechte Bewegungen des Metalltuches gefördert werden, die man durch eine Riffelung der Registerwalzen zu erreichen sucht. Das Gestell T besteht neuerer Zeit auch aus einem Sprengwerk, das, an einem Ende an zwei senkrechten Säulen befestigt, durch die rüttelnde Bewegung dieser Säulen die notwendige Schüttelbewegung erhält. Um die Längskanten des sich kontinuierlich bildenden Papiers scharf zu erhalten, wird die hierzu dienende Fläche des Metalltuchs an beiden Längsseiten durch je ein über mehrere Rollen laufendes Band ohne Ende, die sogenannten Deckelriemen D, begrenzt, die so gestellt werden können, daß der untere, wagerecht laufende Teil derselben auf dem Metalltuch direkt aufliegt und von diesem stetig mitgenommen wird. Die Deckelriemen bestehen entweder aus Kautschuk oder aus kautschukgetränkten, übereinander genähten Baumwollbändern und haben einen viereckigen Querschnitt von etwa 40 mm Breite und 30 mm Dicke. Um Papier verschiedener Breite herstellen zu können, sind sie näher aneinander oder weiter voneinander zu stellen und zu diesem Zwecke die Rollen T1 und S1 in je einem gemeinschaftlichen Träger E gelagert und beide Träger durch Schrauben q miteinander verbunden, die von ihrer Mitte aus entgegengesetzte Gewinde besitzen, durch in E befindliche Muttern hindurchgehen, an den beiden Enden im Gerten T gelagert sind und gleichzeitig, daher gleichmäßig durch das Handrad h und Schnecke und Schneckenrad l gedreht werden können. Dieser ganze Apparat wird der Formatwagen genannt, weil durch diesen die Größe des Papiers, das Format, bestimmt wird. Dieser ganze, die erste Entwässerung bewirkende, auch Schüttelpartie genannte Teil der Maschine wird neuerer Zeit auch an dem Brustwalzenende in senkrechter Richtung hebbar angeordnet, um so dem Sieb eine Steigung oder ein Gefälle geben zu können. Da die Form infolge hier und da auftretender ungleicher Spannungen schief zu laufen beginnt, wodurch die regelmäßige Bildung des Papiers sofort gestört würde, muß für eine Regulierung der Siebbewegung gesorgt werden, zu welchem Zwecke der Siebführer, Siebregulator, Metalltuchregulator angewendet wird. Dieser besteht gewöhnlich aus zwei durch eine Stange unter dem Sieb miteinander verbundenen, nahe den beiden Kanten der Form und parallel zu diesen Kanten[814] angeordneten Schienen. Läuft die Form schief, so schiebt sie eine dieser Schienen zur Seite; diese Bewegung wird durch die erwähnte Verbindungsstange auf eine Riemengabel übertragen, die einen stetig auf einer Losscheibe laufenden Riemen entweder links oder rechts – je nach dem Schieflaufen der Form – auf eine feste Scheibe rückt, durch deren Bewegung mittels eines Kegelräderpaares und einer Schraube das entsprechende Lager der Brustwalze verschoben wird. Der von der Endwalze zurückkehrende, nicht arbeitende Formteil muß von anhängenden Faserteilchen gereinigt werden, wozu mehrere über diesem Formteil angeordnete, mit Druckwasser gespeiste Spritzröhren und auch Drahtbürstenwalzen verwendet werden. Das aus der Papierschicht durch die Form ablaufende Wasser, das auch infolge Berührung mit den Registerwalzen, durch Adhäsion, abgesaugt wird, läuft in einen unter der Form aufgehellten seichten Karten w und wird von hier durch eine Zentrifugalpumpe in den Mischkasten befördert. Wo dies nicht der Fall ist, muß, um das beim ersten Auflaufen des Zeugs sowie beim Ueberführen von der Form auf den ersten Naßfilz abfallende Zeug zu gewinnen, ein Stoffänger in Anwendung kommen, wie er schon im Art. Holzzeug (Bd. 5, S. 133) beschrieben wurde. In neuerer Zeit pumpt man das vom Sieb abgehende Wasser in einen Papierstoffwassersortierer, in dem dasselbe in verschiedene wieder verwendbare Sorten getrennt wird. Derselbe ist aus einem oberen, mit Querwänden versehenen Bassin gedacht, in dem das Wasser langsam nach aufwärts steigt und dadurch etwaige Oele, Fette u.s.w. an der Oberfläche absetzt, die von hier abfließen; das Wasser gelangt nun in ein tieferes, ebenfalls mit Querwänden versehenes Bassin, in dem sich infolge der langsamen Bewegung die spezifisch schwersten Stoffteilchen und die meisten leichteren absetzen, die durch ein am tiefsten Punkt angeordnetes Rohr in die Zeugbütte abfließen; das nun noch weiter gereinigte Wasser, das meist nur mehr Leim, Füllstoffe und wenig Fasern enthält, steigt durch ein am höchsten Punkt des geschlossenen Bassins befindliches Rohr wieder in ein obenliegendes Bassin, wo nochmals Absetzung stattfindet und aus dem das am Boden befindliche, noch etwas Fasern enthaltende Wasser in die Stoffmühlen, das obere in die Saugkästen abgeleitet werden kann. Diese Sortierer werden neuerer Zeit auch in zylindrischer Form ausgeführt.
Unmittelbar über dem Aufflußleder befinden sich die Schaumlatten, Schleusen, Lineale, unter welchen das Zeug hindurchfließt und welche die Dicke des Papiers sichern, den Schaum zurückhalten sollen. Sie bestehen aus einer bis drei dünnen Metallplatten, die in senkrechter Stellung quer über die Form so angeordnet sind, daß die untere Kante dicht über der Oberfläche des Stoffes steht. Behufs Veränderung der Papierbreite sind diese Lineale aus zwei Stücken hergestellt, die sich gegenseitig verstellen und wieder verbinden lassen. Ebenso müssen sie für verschieden dicke Papiere in senkrechter Richtung durch Schrauben einstellbar sein.
f) Das Entwässern durch Luftdruck wird am Ende der Form zur Ausführung gebracht, gestattet das noch wenig zusammenhängende Papier sehr sanft zu behandeln und ermöglicht doch eine energische Entwässerung. Zu diesem Behufe sind gegen das Ende der Form eine bis drei sogenannte Saugwannen, Saugkästen, Saugapparate b b so dicht unter dem Metalltuch a (Fig. 13) angebracht, daß das letztere, die Kanten der Wanne unmittelbar berührend, darüber hinwegstreicht und gewissermaßen den Deckel der Wanne bildet. Wird nun in b eine Verdünnung der Luft bewirkt und ein Luftzutritt verhindert, so erhält man einen ziemlich energischen Druck auf das Metalltuch bezw. die Papierfasern. Die Vorrichtung ist in mannigfaltiger Weise ausgeführt. Eine der einfachsten Konstruktionen findet sich in [4], S. 333, dargestellt, worauf wir verweisen. Auch an diesen Saugkästen sind neuerer Zeit mannigfaltige Aenderungen zur Ausführung gebracht worden, von welchen die wichtigste darin besteht, daß der luftdichte Abschluß des Kastens durch im Kasten liegende, das Metalltuch an der obersten Kante berührende Metallwalzen in Anwendung gebracht werden; auch eine getrennte Absaugung von Wasser und Luft wird angestrebt. Zwischen den beiden Saugwannen (Fig. 13) befindet sich die sogenannte Vordruck- oder Siebwalze, auch Dandy oder Dandyroller und Rouleau genannt, welche die Bestimmung hat, dem Papiere auf der oberen Seite dieselbe Struktur zu verleihen, wie es diese auf der unteren Seite vom Metalltuch erhält. Sodann werden mit dieser Walze die sogenannten Wasserzeichen erzielt, indem auf deren Umfang besondere Zeichen, Linien u.s.w. aufgenäht oder gelötet werden, die sich in das noch nasse Papier einpressen. Das Eindrücken dieser Zeichen wird durch die mit ihrem ganzen Gewicht oder einem Teil desselben aufliegende Walze erreicht. Das Gewicht muß daher regulierbar sein, was gewöhnlich dadurch erzielt wird, daß die Zapfen der Walze an die Enden doppelarmiger, durch ein Gewicht ausbalancierter Hebel gelagert sind. Um nicht für jedes Wasserzeichen eine besondere Walze verwenden zu müssen, wird diese heute auch schon aus einzelnen Teilen zusammengesetzt.
g) Das Entwässern durch Absaugen findet mehrmals nacheinander statt; zuerst am Ende des Metalltuchs, und zwar verbunden mit einem bedeutenden Druck, um die Verbindung der Fasern so weit zu bringen, daß ein Abheben des Papiers und Ueberführen auf die weiteren Teile der Maschine ohne Zerstören desselben möglich wird. Der dazu dienende Apparat ist die Kautsch- oder erste Presse, deren mit Papiermacherfilz (Manchon) überzogene Kautschwalzen C und E (Fig. 13) so übereinander angeordnet sind, daß die obere, beweglich gelagerte Walze E einen vorbereitenden Druck auf das Papier ausübt, bevor dieses noch die eigentliche Drucklinie zwischen den beiden Walzen passiert. Die obere, mit größerem Durchmesser versehene, etwas seitlich gelagerte Walze wird von der unteren durch Reibung mitgenommen, drückt durch ihr eignes Gewicht auf die Faserschicht und wird gewöhnlich durch Aufspritzen von Wasser durch das Rohr t, durch eine Schableiste v und durch eine Bürste u von anhängenden Fasern, von Leim und Füllstoffen gereinigt und gleichzeitig aufgerauht. Der ganze bisher beschriebene Apparat (vom Teller bis zu den Kautschwalzen) wird der Siebtisch genannt. Sobald nun die auf dem Siebtisch hergestellte Papierschicht durch die Kautschwalzen hindurchgelaufen ist, haben die Fasern infolge der Entwässerung und Pressung so viel Zusammenhang, daß die Faserschicht,[815] ohne zu zerreißen, vom Sieb abgehoben und auf den nun folgenden Entwässerungsapparat, den ersten Naß- oder Legfilz, aufgelegt werden kann, von welchem Moment an diese Schicht als Papierbahn bezeichnet wird. Das Abheben des Papiers vom Sieb in seiner ganzen, Breite ist eine schwierige Arbeit wegen der noch immer losen Verbindung der Fasern und der oft bedeutenden Breite; es tritt daher auch sehr häufig ein Reißen ein. Um diese Arbeit dem Maschinenführer zu erleichtern, gestaltet man die Kante der Papierschicht beim Anfangen bezw. Aufführen schief, so daß sie mit einer seitlichen Spitze aus den Kautschwalzen austritt und mit dieser leicht auf den Legfilz gebracht werden kann. Die schiefe Kante wird durch einen gegen die Papierschicht gerichteten Wasserstrahl erreicht, der mittels eines mit Mundstück versehenen dünnen, um einen Punkt drehbaren Röhrchens, des sogenannten Kautschknechts, im Bogen quer über die bewegte Papierschicht hinweggeführt wird. Um die Gefahr des Zerreißens der Papierbahn an dieser Stelle mit Sicherheit zu umgehen, wird neuerer Zeit das Metalltuch verlängert und über die obere Kautschwalze E ein endloser Filz gelegt, so daß die aus der Kautschpresse austretende Papierbahn zwischen diesen Filz und dem Metalltuch zu liegen kommt, mit beiden durch eine erste Naßpresse hindurchgeht und, an der unteren Fläche des Filzes haftend, der nächsten Naßpresse zugeführt wird. Dies ist die sogenannte Selbstabnahmemaschine, die zur Herstellung von Seidenpapieren und ähnlichen Papiersorten gewählt wird. Das aus der Kautschpresse austretende Papier enthält noch über 84% Wasser und muß noch weiter entwässert werden, was vorerst noch durch Absaugen mittels Filzes geschieht. Es folgt daher auf die Kautschpresse der erste und gewöhnlich auch noch der zweite oder auch noch dritte Naßfilz, alle drei aus einem verhältnismäßig langen Filztuch ohne Ende F F F (Fig. 14) bestehend, welches über stetig bewegte Führungswalzen f f f und Spannwalzen s läuft. Alle Naßfilze sind mit je einer Presse P1 und P2 versehen, beziehend aus zwei stärkeren Walzen, zwischen denen die Papierbahn P samt dem Filz hindurchläuft und infolge des Anpressens an den Filz ihr Wasser an diesen letzteren abgibt. Die eine dieser Walzen, die mit dem Papier in unmittelbare Berührung tritt, ist hochpoliert, in ihren Lagern senkrecht verschiebbar, drückt durch ihr eignes Gewicht oder eine Gewichtshebelübersetzung auf die Papierbahn und wird von anhängenden Verunreinigungen durch den Schaber v befreit. Die Papierbahn wird von dem ersten Naßfilz in die erste Naßpresse P1 geführt, tritt daraus mit einem Wassergehalt von etwa 58% aus und gelangt sofort zum zweiten Naßfilz, dessen Führungs- und Spannwalzen der Uebersichtlichkeit und Raumersparung wegen in vertikaler Richtung angeordnet sind und zur Bezeichnung des Filzes als Steigfilz Veranlassung gegeben haben. Mit diesem zweiten Filz, der die andre, mit dem ersten Filz nicht in Berührung gewesene Seite der Papierbahn berührt, läuft diese durch die zweite Naßpresse und verläßt diese sowie die Naßpartie der Maschine überhaupt noch mit einem Wassergehalt von 54%. Beide Filze werden durch Breithalter quer gespannt und durch verschiedene Vorrichtungen in ihrem Laufe geregelt; der erste Filz muß durch ein Spritzrohr und durch Bürste kontinuierlich von anhängenden Faserteilchen sowie von Leim, Füllstoffteilchen gereinigt werden. Manchmal läßt man den zur vorderen Walze zurückkehrenden Filz durch einen Trog mit Lauge hindurchlaufen, worauf jedoch stets ein Trog mit Spülwasser sowie eine Presse zum Auspressen dieses Wassers folgen muß. Neuerer Zeit wird diese Reinigung mittels eines Wasserspritzrohres und darauffolgend mittels eines mit hochgespanntem Dampf gespeisten, mit einem durchlaufenden Schlitz versehenen Rohres in sehr energischer Weise bewirkt. Beide Rohre sind in der Maschine angeordnet, so daß die Reinigung kontinuierlich erfolgt. Dieses Filzwaschen findet auch von Zeit zu Zeit außerhalb der Maschine in besonderen Walzenwaschmaschinen statt.
h) Das Entfeuchten durch Trocknen soll allmählich zur Ausführung kommen, da sonst infolge der Dampfbildung im Innern des Papiers ein Aufrichten der Fasern, ja selbst ein Zerplatzen des Papiers eintreten kann. Sehr wichtig sind auch beim Trocknen des Papiers die verschiedenen Spannungsänderungen, die sich in demselben ergeben. Durch die Verdunstung findet eine Zusammenziehung der Fasern nach beiden Hauptdimensionen statt, die jedoch durch die infolge der Erwärmung des Papiers eintretende Ausdehnung wieder etwas paralysiert wird. Da das Papier beim Trocknen sich unregelmäßig zusammenziehen und auch an der Oberfläche rauh würde, muß dafür Sorge getragen werden, daß solche den Wert des Papiers mindernde Faktoren unschädlich gemacht werden, was am besten durch die Ausübung eines Druckes auf das Papier während des Trocknens durchführbar ist. Das Trocknen des endlosen Papiers wird zurzeit beinahe ausschließlich so vorgenommen, daß man das Papier über mehrere neben- und übereinander angeordnete, durchschnittlich 1 m im Durchmesser messende, aus Gußeisen, aber auch aus Metall oder mit einem Metallüberzug hergestellte rotierende, im Innern mit Dampf geheizte Dampftrommeln oder Trockentrommeln laufen läßt. Die Trommeln sind zu je drei, fünf oder auch mehr Stücken in Gruppen geordnet, die Batterien genannt werden. Solcher Batterien sind gewöhnlich zwei in Anwendung. In neuerer Zeit beginnt man diese Gruppenanordnung aufzugeben und eine weit größere Zahl von Trommeln (bis zu vierzig) anzuwenden. Von den verschiedenen Systemen der Anordnung sei hier zunächst auf die in [4], S. 353, dargestellte verwiesen. Bei andern Einrichtungen berührt die Papierbahn die Trommelfläche nicht unmittelbar, sondern wird in einem geringen Abstand von derselben um die feststehenden[816] Trockentrommeln herumgeführt; wieder andre zeigen einen Wechsel von Trockentrommel und Windhaspel, so daß die Papierbahn abwechselnd über die eine und die andre Vorrichtung hinwegläuft. Der Windhaspel besteht aus einer rotierenden Trommel, deren Umfang aus Latten hergestellt ist, auf welchen das Papier unmittelbar aufliegt. Im Innern dieser Trommel befindet sich ein rasch rotierendes Flügelrad, das die von den unten liegenden Trockentrommeln erwärmte Luft gegen das Papier treibt. Mit diesem Trockenapparat beginnt die Trockenpartie der Maschine.
i) Das Glätten des unvollkommen und ganz getrockneten Papiers wird mittels sogenannter Glättwerke zur Ausführung gebracht, die entweder in die Papiermaschine eingestellt von der stetig erzeugten Papierbahn stetig durchlaufen oder erst nach Vollendung des Papiers, also für sich selbständig, in Anwendung gebracht werden. Das Papier ist namentlich während seines Durchgangs durch den Trockenapparat infolge rascher Verdunstung des Wassers rauh; deshalb muß dieses Glätten bei Papieren besserer Sorte unbedingt durchgeführt werden. Da die Fasern im noch teilweise feuchten Zustande weicher und schmiegsamer sind als im trockenen Zustande, findet häufig das erste Glätten noch vor der letzten Trockenbatterie statt, und in diesem Falle wird der in die Maschine eingeordnete Glättapparat als Feuchtglättwerk bezeichnet. Dieses besteht gewöhnlich bloß aus zwei in eisernen Ständern senkrecht übereinander gelagerten, hochpolierten Hartgußwalzen, entweder nur durch das Gewicht der Oberwalze oder durch eine Gewichtshebelübersetzung mit Pressung versehen, zwischen welchen die Papierbahn hindurchgeleitet wird. Auf die letzte Trockenbatterie folgt dann gewöhnlich das Trockenglättwerk, das in ähnlicher Weise wie das Feuchtglättwerk gebaut ist, jedoch eine größere Anzahl von Walzen besitzt und den selbständig arbeitenden Glättwerken, den sogenannten Kalandern, oft ganz gleich konstruiert ist. Diese werden auch Glättmaschinen, Papier-, Roll-, Walzenkalander, Satiniermaschine, Satinierwerk genannt (s. Kalander und [5], S. 744).
k) Das Anfeuchten folgt nach dem Schneiden in Längsbahnen und wird gewöhnlich deshalb vorgenommen, weil durch das weitgehende Trocknen in den Trockenvorrichtungen der Maschine oft selbst das hygroskopische Wasser verdunstet, wodurch nicht nur eine ungünstige Beeinflussung der Eigenschaften des Papiers, sondern auch eine Art Absonderung des Leimes sich zu vollziehen scheint. Demzufolge werden in den meisten Fällen sogenannte Feuchtapparate in die Maschine eingeschaltet, die das Vorfeuchten, Matrisieren zu besorgen haben. Das Feuchten kann entweder durch Zuführung von Dampf und dessen Kondensation oder durch Aufspritzen von feinzerteiltem Wasser oder endlich durch Berührung mit feucht erhaltenen Gegenständen zur Durchführung kommen. Das Anfeuchten auf einer Seite genügt dabei vollkommen, da das Papier übereinander gerollt wird. Bei dem Dampffeuchter läßt man das endlose Papier an einem kühlgehaltenen Metallzylinder entlang streichen und Dampf aus einem Rohr dagegentreten. Der Spritzfeuchter kann sehr verschieden ausgeführt werden; entweder indem man Wasser aus einem Rohr direkt gegen das Papier spritzt oder stäubt oder indem man dasselbe durch eine rotierende Bürstenwalze dagegenschleudert oder endlich indem man Wasserstrahlen auf einen festen Körper auffallen, dadurch zerstäuben läßt und das Papier in entsprechender Weise daran vorüberführt. Der am häufigsten angewendete Berührungsfeuchter ist aus Fig. 15 zu ersehen. Die von der letzten Trockentrommel oder von dem Trockenglättwerk kommende Papierbahn a tritt an die mit Kupfer überzogene Trommel A, wird von dieser mitgenommen und durch den stetig feucht erhaltenen endlosen, durch verschiedene Walzen geführten, durch die Walze R spannbaren Filz B an die Trommel angedrückt und gleichzeitig befeuchtet. Zu diesem Behufe wird der Filz durch den mit Wasser gefüllten Trog D gezogen, durch das Walzenpaar EE' von überschüssigem Wasser befreit und um die Trommel herumgeleitet. Die Oberwalze E' kann durch den Hebel d, die Zugstange, gleichzeitig Schraube ef und durch die Feder f in beliebiger Stärke gegen die Walze E gepreßt werden. In vielen Fällen ist das Feuchten mit dem Aufrollen kombiniert und wird auch außer der Maschine vorgenommen. Auch bei diesen Vorrichtungen sind mannigfache Konstruktionsänderungen zu verzeichnen.
l) Das Schneiden der breiten Papierbahn muß vor allem an beiden Kanten, dann aber auch dazwischen zu schmäleren Streifen zur Ausführung kommen und wird beinahe ausschließlich durch sogenannte Kreisscheren besorgt. Diese bestehen (Fig. 16) aus mehreren paarweise angeordneten Kreisscheiben, von welchen die oberen an der Welle A durch Stellschrauben befestigt sind, während die unteren, auf der Welle B an Nuten verschiebbar, durch sich an Anschläge C1 stützende Federn C2 seitlich gegen die oberen Scheiben gedrückt werden. Die Anschläge sind ebenfalls verstellbar. Die[817] Schneidscheiben bestehen aus einem zylindrischen Körper, an dem entweder ebene (C1) oder hohlgepreßte Schneidringe befestigt sind; manchmal sind sie auch aus einem Stück hergestellt. Indem die Papierbahn zwischen beiden Wellen hindurch geleitet wird, wird sie in zwei oder mehrere Streifen zerschnitten. Diese Vorrichtung nennt man Papierschneidmaschine, Schneidwerk, Längsschneider.
m) Das Aufspeichern des fertigen Papiers geschieht mit dem Rollapparat, welcher mit einer Anzahl (3–6) einzeln angetriebener Rollstangen ausgestattet ist. – Denkt man sich nun all diese Vorrichtungen von der Zeugbütte bis zum Haspel in der beschriebenen Reihenfolge hintereinander gestellt, so daß das Zeug, von der Bütte zum Siebtisch fließend, hier zu einer dünnen Faserschicht gebildet, dann nach den Kautschwalzen als Papierbahn abgenommen, endlich auf dem Haspel aufgerollt wird, so hat man ein Bild einer Langformmaschine. Der Antrieb dieser Maschine erfolgt entweder durch Dampf- oder Wassermotoren, im letzteren Falle neuerer Zeit unter Zwischenschaltung von Dynamomaschinen, also durch elektrische Energie. Der Umstand, daß die Zeugbütte, die Knotenfänger, Rüttelvorrichtungen und Pumpen stets mit gleichmäßiger, die Maschine selbst jedoch mit wechselnder Geschwindigkeit betrieben werden muß, macht den Antrieb schwierig und hat zur Anwendung von zwei Dampfmaschinen oder zwei Elektromotoren geführt. Um diesen Uebelstand zu umgehen, werden in neuerer Zeit Geschwindigkeitsregler in Anwendung gebracht. Bei Dampfbetrieb wird der Abdampf zum Heizen der Trockenpartie verwendet.
II. Die Zylinderformmaschine oder Zylindersiebmaschine
unterscheidet sich von der bisher besprochenen Langformmaschine beinahe ausschließlich durch diejenige Vorrichtung, auf der die Bildung des Papiers vor sich geht, die sogenannte Form, die hier aus einer zylindrischen Siebtrommel besteht, während sie bei der ersteren durch ein wagerecht bewegtes Sieb gebildet wird. Die Zylinderformmaschine ist daher zusammengesetzt aus Zeugbütte, Regulator, Mischkasten, Sandfang, dem Knotenfänger H (Fig. 17), aus dem das Zeug durch das Rohr G in den Stofftrog und von hier in den zweiten Stofftrog gefördert wird. In diesem befindet sich je eine Form A und B, bestehend aus einem um eine wagerechte Achse langsam rotierenden Siebzylinder, der zur Hälfte in das im Trog befindliche, durch Rührwerke in gleichmäßiger Konsistenz erhaltene Zeug eintaucht. Da die Maschenweite dieser Siebe kleiner ist als die Fasergröße, so legt sich eine Faserschicht an der Außenseite des Zylinders fest und wird von diesem über die Stoffmasse herausgehoben, während das Wasser durch die Maschen in das Innere des Zylinders fließt und entweder selbsttätig axial abläuft oder ausgepumpt wird, wodurch die erste Entwässerung der Papierfaserschicht zur Durchführung kommt. Die so auf der Zylinderoberfläche hergestellte Papierschicht wird nun durch die sogenannte Kautschwalze C bezw. D abgenommen, über die der erste Naßfilz K gespannt ist und die, in zwei um Bolzen drehbaren Armen gelagert, auf der Oberfläche des Zylinders durch ihr eignes Gewicht, oft vermehrt durch weitere Gewichte, aufgepreßt wird. Der so mit der nassen Papierschicht in Verbindung tretende Naßfilz K saugt, kautscht diese an und nimmt sie mit sich fort zuerst zur zweiten Kautschwalze D, wo sich beide Papierschichten vereinigen, doublieren und dann weiter in die Naßpresse EF, in der Naßfilz und Papier zwei gegeneinander gepreßte Walzen EF passieren, dann mit dem Steigfilz zur zweiten Naßpresse u.s.w. Der Hauptnachteil dieser Maschine besteht in der verhältnismäßig kleinen, nicht leicht vergrößerbaren Siebfläche, dann in dem Umstande, daß die Form nur schwer gerüttelt werden kann, weshalb sich die Fasern meist parallel legen und nach einer Richtung eine geringere Festigkeit ergeben. Es lassen sich daher auf dieser Maschine nur gröbere Papiersorten erzeugen. Durch das Doublieren zweier oder mehrerer Faserschichten wird die beobachtete Unregelmäßigkeit des auf dieser Form erzeugten Papiers umgangen. Auch an diesen Maschinen sind neuerer Zeit zahlreiche Aenderungen in der Detailkonstruktion zur Ausführung gebracht worden, so z.B. Schüttelvorrichtungen, der Ersatz des Filzes durch Kautschuk, stärkere Saugvorrichtungen u.s.w., die alle darauf hinauslaufen, das Produkt derselben demjenigen der Langformmaschine gleichzustellen.
III. Die Rahmenformmaschine oder Schöpfpapiermaschine
soll Papier erzeugen, das dem geschöpften Handpapier in all seinen Eigenschaften gleicht. Bei der in Fig. 18 dargestellten Maschine fließt das Papierzeug aus dem Zeugkasten E durch das Rohr g in den feststehenden Verteiler f, der aus einem viereckigen Kasten besteht, auf dessen Boden eine größere Anzahl senkrecht stehender Röhrchen angebracht sind. In diesen mit Zeug gefüllten Verteiler kann eine viereckige, für jedes Röhrchen des Verteilers mit einem Loche versehene Platte, der Schwimmer, D mittels des Winkelhebels l l1 getaucht werden, wodurch das Zeug zum Steigen und Ausfließen durch die Röhrchen veranlaßt wird. Das so nach abwärts fließende Zeug gelangt dadurch auf die darunter befindliche Siebform a, deren Rahmen zu einem Karten ausgebildet ist, in dem sich ein kolbenartiger, mit dem Rohre C versehener Boden[818] auf und ab bewegen kann. Diese ganze Vorrichtung sitzt auf einem Schlitten B und wird mit diesem durch Zahnrad und Zahnstange nach dem Füllen der Form mit Zeug auf seitlichen Schienen c nach rechts gezogen, die Form durch schwingende Schienen in rüttelnde Bewegung versetzt und das Entwässern dadurch bewirkt, daß das mit seinem offenen Ende auf der Schiene k ruhende Rohr C bei k1 plötzlich geöffnet wird; gleich darauf wird die Form gehoben, die auf derselben befindliche Papierschicht an die Kautschwalze F angepreßt und der Bogen abgekautscht und mit dem Naßfilz weitergeführt, während die Form sich senkt, nach links unter den Verteiler geschoben wird und sich das Spiel wiederholt.
IV. Die Nach- und Vollendungsarbeiten.
Hand- und Maschinenpapiere bedürfen noch mancher Arbeiten, um zum Verkauf fertig zu sein, welche Arbeiten man allgemein als Appretur bezeichnet.
a) Das Leimen mit tierischem Leim (Animalleimung) wird beim Handpapier regelmäßig (Bogenleimung), beim schon mit Harzleim geleimten Maschinenpapier manchmal an den besseren Sorten zur Ausführung gebracht. Beim Handpapier erfaßt der Büttgeselle je nach seiner Geschicklichkeit 50–400 Bogen Papier und taucht sie in eine vollkommen farblose Lösung von tierischem Leim, wonach das Papier eine außerordentliche Leimfestigkeit und Dauerhaftigkeit erhält. Hierauf werden die geleimten Bogen in größerer Anzahl übereinander geschichtet, in eine hydraulische Presse zum Auspressen des überschüssigen Leimes gebracht, noch feucht aus dieser genommen und zum Trocknen entweder über Stangen gehängt oder in besonderen Trockenvorrichtungen, wie sie bei der Buntpapier- und Pappenfabrikation üblich sind, getrocknet. Das Leimen des Maschinenpapiers wird entweder in der Papiermaschine selbst, häufiger außerhalb derselben auf besonderen Leimmaschinen, und entweder im Bogen oder mit dem endlosen Papier ausgeführt. Die Leimmaschine, die stets zum Leimen des endlosen Papiers verwendet wird, besteht, wie aus der schematischen Fig. 19 zu ersehen, aus dem kupfernen Gefäß A, in dem der Leim durch die Dampfröhren r r warm erhalten wird. In diesen tauchen die Walzen d und e so ein, daß die Papierbahn P um diese Walzen herum durch die Leimflüssigkeit laufen muß; diese passiert sodann die Spannwalze g wegen der Ausdehnung des geleimten Papiers, hierauf die aus zwei Walzen bestehende Leimpresse f zum Auspressen des überschüssigen Leimes und geht hierauf dem Trockenapparat zu. Behufs Regulierung der Stärke der Leimung läuft die Papierbahn über die entweder geheizte oder gekühlte Walze c. Häufig gelangt die Papierbahn unmittelbar aus der Leimmaschine zu einer Querschneidmaschine, von der die noch feuchten Bogen durch eine Legmaschine abgenommen, auf einen Stoß gebracht und so auf einem Rollwagen dem Trockenapparat zugeführt werden. Die Vorrichtungen zum Trocknen des endlos geleimten Papiers bestehen in den meisten Fällen aus einer größeren Anzahl haspelartiger, aus Holzlatten gebildeter Trommeln, um die das Papier stetig herumgeführt wird, während im Innern der Trommeln rotierende Flügelräder Luft gegen das Papier schleudern und dadurch ein allmähliches Trocknen ermöglichen, oder es wird dieselbe Trockenvorrichtung angewendet, wie sie bei der Buntpapierfabrikation (Bd. 2, S. 395) beschrieben wurde
b) Das Glätten des Hand- und Maschinenpapiers findet bei ersterem teils in der Weise statt, daß eine Anzahl übereinander gelegter Bogen, von sehr glatten Metallplatten (Zink) eingeschlossen, mit diesen zwischen zwei gegeneinander gepreßten Walzen hindurchläuft, manchmal auch in hydraulischen und sogenannten Fangpressen, in welchen das Papier mehrere Stunden bleiben muß; häufiger aber noch dadurch, daß man die Bogen durch den aus mehreren Walzen bestehenden Bogenkalander hindurchlaufen läßt. Das endlose Papier wird in denselben Vorrichtungen geglättet, wie sie bei der Papiermaschine besprochen sind. In vielen Fällen geht dem Glätten ein Feuchten voraus.
c) Das Schneiden des Hand- und Maschinenpapiers, und zwar des ersteren an den Kanten auf bestimmtes Format findet in den sogenannten Beschneidmaschinen, des letzteren zu Bogen in den sogenannten Querschneidmaschinen statt. – Im ersteren Falle wird stets eine größere Anzahl übereinander gelegter Bogen gleichzeitig geschnitten. Die hierzu verwendeten Beschneidmaschinen werden als sogenannte Guillotineschneidmaschinen in der Weise konstruiert, daß eine große Anzahl übereinander gelegter Bogen gleichzeitig durch ein senkrecht geführtes sehr starkes Messer an den Kanten beschnitten werden kann, wobei ein sogenannter ziehender Schnitt durch eine gleichzeitig eingeleitete seitliche (horizontale) Bewegung des Messers vorgezogen wird. Die Bogen müssen während des Schneidens fest aufeinander gepreßt werden; um nun beim Beschneiden von drei und vier Kanten die Bogen nicht neuerdings umspannen zu müssen, sind die Maschinen so gebaut, daß eine Drehung der[819] eingepreßten Bogen mit dem Tisch der Maschine um je 90° ausführbar wird. Um das Papier auf eine bestimmte Linie genau einstellen zu können, dient der sogenannte Schnittandeuter, eine an dem Preßbalken angeordnete Platte, welche, auf das Papier vor dem Schnitt herabgelassen, mit ihrer Kante anzeigt, wo der Schnitt erfolgen wird. Die zum Zerschneiden des endlosen Papiers dienenden Querschneidmaschinen sind häufig mit einem rotierenden oder im Bogen schwingenden Messer versehen, welches sich an einem festen Messer, dem Stockmesser, vorüberbewegt und das zwischendurchbewegte endlose Papier in Bogen schneidet. Diese Vorrichtungen werden Walzen- oder Bogenschneider genannt zum Unterschiede vom Hebelschneider, dessen Messer, an einem Hebel befestigt, eine schwingende Bewegung in einer Ebene vollführt, und vom Parallelschneider, bei welchem das bewegte Messer, der Schneider, eine zu sich selbst parallele Bewegung erhält.
d) Das Rollen des endlosen Maschinenpapiers wird, wie erwähnt, am Ende der Papiermaschine durch den Rollapparat zur Ausführung gebracht; es muß jedoch auch außerdem häufig durchgeführt werden. Da die Buntpapier-, Tapetenfabriken sowie die Zeitungsdruckereien das Papier in Rollen bestellen, die in exakter und fester Wicklung hergestellt sein müssen, so ist außer dem Rollapparat der Papiermaschine eine weitere Maschine, die Rollmaschine, erforderlich. Die Welle, auf welche aufgewickelt wird, darf des sich vergrößernden Durchmessers wegen nur durch Reibung bewegt und nicht fix gelagert sein; das feste Aufwickeln wird durch entsprechende Spannung der Papierbahn vermittelt einer die Abwickelrolle erfassenden Bremse sowie durch den Druck einer auf der Aufwickelrolle mit ihrem Gewicht auf ruhenden Walze erreicht; das Schiefwickeln wird durch Führungslineale für die Papierbahn sowie durch Stellvorrichtungen für die Zapfen der Abwickelrolle verhütet; die Falten werden durch straffes Laufen über Ausgleichwalzen ausgeglichen. Mit diesen Rollmaschinen ist gewöhnlich ein Zählapparat verbunden, der die Länge des aufgewickelten Papiers mißt. Die Rolle wird entweder mit ihrer Achse versendet und letztere der Fabrik zurückgestellt oder die Papierbahn wird auf eine zerlegbare Rollstange aufgewickelt und diese vor der Versendung herausgezogen und an der Verwendungsstelle die Rolle mit einer dehnbaren Achse verbunden. Mit manchen Rollmaschinen sind Längsschneidapparate verbunden, welche, aus an die Aufwickelrolle angepreßten Kreismessern bestehend, die auflaufende Papierbahn stetig in Längsstreifen schneiden. Diese Vorrichtungen heißen Rollschneidmaschinen.
e) Das Putzen, Lesen, Falten, Zählen wird dort, wo die Papierbogen vom Trockenapparat ohnedies mit der Hand abgenommen werden müssen wie beim Handpapier, gewöhnlich zur Ausführung gebracht und besteht aus dem Auseinandernehmen der Bogen, dem sogenannten Schälen, einer genauen Berichtigung der Oberfläche desselben, dem Abnehmen von Knoten, Splittern, dem Schaben mit Messer, Bimsstein, Gummi; aus dem Zusammenfalten und Zählen der Bogen, worauf dieselben zum Ries oder Ballen zusammengelegt werden.
f) Das Verpacken der Papierrollen geschieht für weiten Transport in Juteumhüllung, sonst mittels einer halbzylindrischen Pappehülle und zweier eiserner, die Rolle dicht an der Kante umschließender Reifen. Das Bogenpapier wird entweder ausgebreitet oder gefaltet in Ries oder Ballen geschichtet, das feinste in glattes Papier gehüllt und in Kisten verpackt, die andern Sorten zwischen starke Pappen, Bretter oder Latten mittels Schnüren, Eisenbändern eingeschnürt. An den Leben und Gesundheit gefährdenden Maschinen der Papierfabrikation, so namentlich an den Scher- und Schneidmaschinen, Biegemaschinen, Walz-, Satinierwerken und Kalandern, Glatt-, Pack- und sonstigen Pressen, Messerschleifmaschinen sind heute durchwegs Schutzvorrichtungen in Anwendung; vgl. a. Buntpapierfabrikation und Unfallverhütung.
Literatur: [1] Schäffer, J.C., Sämtliche Papierversuche, Regensburg 1772; Exner, W., Untersuchungen der Eigenschaften des Papiers, 1864; Clapperton, Practical paper making, 1901; Griffin und Little, The chymestry of paper making 1894; Herzberg, Il saggio delle carte, 1897; Kirchner, Das Papier, Biberach 1897/99; Mierzinski, Handb. d. prakt. Papierfabrikation, Wien 1886; Schubert, Die Praxis der Papierfabrikation, Berlin 1898; Ders., Die Papierverarbeitung, 1901. – [2] Munsell, Chronology of the origin and progress of paper and paper making, Albany 1876. – [3] Müller, D.L., Die Fabrikation des Papiers, Berlin 1877; Dropisch, B., Die Papiermaschine, Braunschweig 1878. – [4] Hoyer, E., Die Fabrikation des Papiers, Braunschweig 1887. – [5] Hofmann, C., Praktisches Handbuch der Papierfabrikation, Berlin 1891/97; Haußner, A., Neuerungen in der Papierfabrikation in Dinglers Polyt. Journ., Bd. 275–279 u.s.w., Zentralblatt für Papierindustrie; Hofmann, C., Papierzeitung, Berlin; Rudel, Zentralblatt für Papierfabrikation. – [6] Bourdilliat, Die Entfärbung und das Bleichen der Hadern, Weimar 1867. – [7] Jagenberg, Die tierische Leimung für endloses Papier, Berlin 1878; Dropisch, B., Handbuch der gesamten Papierfabrikation, Weimar 1881. – [8] Erfurt, Das Färben des Papierstoffes, Berlin 1881; Dunbar, The practical paper maker, Leith 1881; Hoyer, E., Das Papier, seine Beschaffenheit und deren Prüfung, München 1882; Payen, La fabrication du papier et du carton, Paris 1881; Davis, The manufacture of paper, London 1886; Winckler, O., und Karstens, H., Papieruntersuchung u.s.w., Leipzig 1902; Höhnel, Die Mikroskopie der technisch verwendeten Faserstoffe, Wien 1887; Haußner, A., Der Holländer 1902; Engelhart, V., Hypochlorit und elektrische Bleiche; Klemm, F., Handbuch der Papierkunde, 1904; Dykes Spicer, The paper trade 1907; Müller-Haußner, Die Herstellung und Prüfung des Papiers, Berlin 1905; Wagner, L., Die elektrische Bleicherei 1906; Schubert, M., Ueber die Lagerung der Fasern im Papier.
Lueger-1904: Papierfabrikation [2]
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