CLVII. Notizen über eine neue Holzstofffabrication; von Otto Krieg. Aus der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1870, Bd. XIV S. 289. Krieg, über eine neue Holzstofffabrication. Das billigste, aber auch das schlechteste Papier ist das gewöhnliche Strohpapier in der gelben Naturfarbe des Strohes, aus welchem es bereitet ist; dieses Papier ist so außerordentlich spröde und brüchig, daß es nur zu Emballagen welche wenig auszuhalten haben, und dergleichen gebraucht werden kann und daher beim Publicum sehr in Mißcredit gekommen ist. Wer hätte wohl geglaubt, daß dasselbe Stroh, nach der gehörigen chemischen Behandlung, einen ganz vortrefflichen zähen Papierstoff abgeben kann? Nur der große Kieselsäuregehalt des natürlichen Strohhalmes ist der Festigkeit des daraus dargestellten Fabricates im Wege. Die Kieselsäure, welche glasartig die Fasern überzieht oder durchdringt, schneidet dieselben gewissermaßen entzwei, wenn sie sich biegen sollen; daher bricht das Strohpapier so leicht. Entfernt man dagegen die Kieselsäure, was durch Kochen mit starken caustischen Laugen geschieht, so bleibt eine geschmeidige schöne feste Faser zurück, welche sich bleichen läßt und ein vortreffliches Papier gibt. Zum Beispiel das Papier zu verschiedenen englischen Zeitungen, welche bekanntlich im Allgemeinen auf weit besseres Papier gedruckt werden als in Deutschland, besteht zum großen Theil aus gebleichter Strohfaser. Daily news und Lloyds' weekly bestehen aus 60 bis 70 Proc. Stroh und 30 bis 40 Proc. Espartogras, enthalten also gar keine Lumpen. Dieser gebleichte Strohstoff, welcher in England schon seit 10 Jahren und länger mehr und mehr verwendet worden ist, hat in den letzten Jahren auch bei uns Eingang gefunden und wird mit Vortheil zu Mittel-Druck- und Kanzleipapieren als Zusatz zur Leinen – und Baumwollfaser verarbeitet. Einer ähnlichen Verbesserung wie der Strohstoff für die Papierfabrication scheint nun auch noch der Holzstoff fähig zu seyn. Schon in einem früheren ArtikelZeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, Bd. XII S. 628. machte ich auf die großartige amerikanische Holzstofffabrik zu Manayunk bei Philadelphia aufmerksam. Dort wird das Holz nicht wie bei dem Völter'schen deutschen Systeme nur mechanisch behandelt, d.h. durch nasses Schleifen an einem schnell rotirenden Steine in die nöthige breiige Form gebracht, sondern das gröblich in Späne verwandelte oder geraspelte Holz wird mehr chemisch bearbeitet, das heißt bei hoher Temperatur und starkem Druck mit kräftigen caustischen Laugen behandelt, wodurch die Fasern so aufgelockert und weich werden, daß sie sich, ähnlich den Flachs- und Baumwollfasern, im Holländer leicht kurz mahlen und auch bleichen lassen. Es ließ sich von vornherein vermuthen, daß dieser gewissermaßen auf chemischem Wege präparirte Holzstoff dem gewöhnlichen Völter'schen Stoffe vorzuziehen seyn würde. Um darüber Gewißheit zu erlangen, setzte ich mich in Correspondenz mit den HHrn. Jessop und Moore, den Vorstehern jenes großen Actienunternehmens in Philadelphia, und bat um einige Proben ihres Holzstoffes resp. des daraus gefertigten Papieres. In freundlichster Weise erhielt ich die gewünschten Proben von Papier aus Fichten- und Pappelholz, welche allerdings meine Vermuthung im vollsten Maaße bestätigten. Dieses amerikanische Holzpapier besitzt eine außerordentliche Festigkeit und Zähigkeit, wie solche bei dem nach Völter'schem Systeme bereiteten Stoffe nicht entfernt zu finden ist; es hat dagegen viel Aehnlichkeit mit den japanesischen Papieren, welche meist aus dem Bast einer Art Maulbeerbaum gefertigt seyn sollen. Leider aber ist das oben angedeutete Manayunker Verfahren ein sehr viel kostspieligeres, und die HHrn. Jessop und Moore schrieben mir auch am Schlusse ihres Briefes vom 22. Juni 1868: „bei unseren theueren Arbeitslöhnen, hohen Steuern und hohen Preisen der Chemikalien und unter Berücksichtigung der großen Unkosten, Reparaturen etc. ist es gegenwärtig vortheilhafter, Papier aus Lumpen zu machen.“ Hieraus glaubte ich schließen zu dürfen, daß das ganze kostspielige Unternehmen wohl keinen recht praktischen Erfolg haben möchte; denn wenn ein Surrogat, welches ein anderes Material ersetzen soll, selbst themer als das ursprüngliche Material zu stehen kommt, so hört es auf ein Surrogat zu seyn. Ich hatte daher diese chemische Holzstoffbereitung schon wieder ganz aus den Augen verloren, als ich kürzlich im Engineer vom 24. September 1869 einen Bericht fand über eine ähnliche Fabrik in England: Cone Mills bei Lydney in Gloucestershire, im Besitz einer Actiengesellschaft, der Gloucester Paper Company. Auch von dort erhielt ich auf meine Bitte sehr bereitwillig Stoff- und Papierproben, welche mich wieder aufs Neue davon überzeugten, wie vorzüglich der durch dieses chemische Verfahren gewonnene Holzstoff gegen den auf nur mechanischem Wege zubereiteten ist. Den besten Beweis für die Güte dieses neuen Holzstoffes gibt wohl der Umstand, daß die genannte Fabrik gegenwärtig aus reinem Holz fabricirtes Papier zu dem sogenannten Schmirgel- und Glaspapier liefert, welches gerade, wie bekannt, die allergrößte Zähigkeit besitzen muß, ein Resultat welches mit Völter'schem Stoff absolut unerreichbar seyn würde. Hr. Houghton, welcher an der Spitze der Cone Mills steht, vergleicht in seinem Schreiben an mich den Völter'schen Stoff, wenn auch in etwas übertriebener Weise, aber doch nicht ganz mit Unrecht, mit Porzellanthon, dem gewöhnlichen erdigen Füllstoff, welchen die Papierfabrikanten seiner Billigkeit wegen in größeren oder kleineren Quantitäten anwenden, der aber natürlich an und für sich gar keine Festigkeit besitzt. Da nun der Gegenstand entschieden von großem Interesse ist, so mögen noch einige speciellere Notizen nach dem Engineer hier folgen. Die Maschine, durch welche zunächst das Holz in Späne verwandelt wird, der sogenannte Holzschneider, besteht aus einer schweren gußeisernen Scheibe von 4 Tonnen (80 Ctr.) Gewicht, in directester Weise von einer Dampfmaschine von 8 Pfrdst. bewegt, indem jene Scheibe gewissermaßen das Schwungrad der Maschine bildet und bis 250 Umdrehungen pro Minute macht. Ein an der einen Seitenfläche der Scheibe befestigtes Messer schneidet etwa 1/2 Zoll (12,5 Millimet.) dicke Späne von den Enden der Holzklötze ab, welche nach und nach auf der geneigten Bahn der Scheibe immer weiter zugeführt werden. Die Späne fallen nun noch zwischen zwei horizontale cannelirte Walzen, welche dieselben weiter zermalmen und die Fasern öffnen. Die zwischen den Walzen herauskommenden Späne werden in cylinderförmige Drahtkörbe, welche mit kleinen Rädern versehen sind, gepackt und auf Eisenbahnschienen in den Kochapparat hineingerollt. Dieser letztere hat das Ansehen eines gewöhnlichen horizontalen cylindrischen Dampfkessels, ist aus 9/16 zölligem (14 Millimet.) Lowmooreisen construirt und 32 Fuß (9,75 Met.) lang bei einem Durchmesser von 3,9 Fuß (1,19 Met.). Dieser Apparat wird aber nicht wie ein gewöhnlicher Dampfkessel durch directes Feuer erwärmt, sondern, und das ist das Eigenthümliche dieses Systemes, durch Hochdruckröhren in denen Wasser von dem Ofen aus durch den Kessel und wieder zurück circulirt, also gewissermaßen durch eine Heißwasserheizung. Sobald der Kessel die erforderliche Zahl Drahtkörbe enthält, wird er durch einen aufgeschraubten Deckel fest verschlossen, darauf durch eine Centrifugalpumpe mit einer starken Lösung von caustischem Natron gefüllt und das Ganze für 5 bis 6 Stunden auf eine möglichst hohe Temperatur gebracht. In dem ersten Artikel sind dafür 220° F. (104,4° C.) angegeben; in einem späteren Artikel sagt Houghton, daß er gerade auf die Temperatur ein großes Gewicht lege und gewöhnlich eine um 150° F. höhere Temperatur, also 370° F. (187 1/2° C.) anwende. Diese letztere Temperatur würde dann einem Dampfdruck von 11 Atmosphären entsprechen. Sobald so das Holz genügend gekocht ist, wird es aus dem Kessel gezogen; es hat dann eine blaugraue Farbe und wird nun im Holländer ganz wie Lumpenstoff behandelt, gewaschen, gemahlen etc., und läßt sich auch durch Chlor bleichen. Die aus dem Kochkessel abgelaufene Lauge wird zum Zweck der Wiedergewinnung des kostspieligen Natrons in große Abdampfpfannen gepumpt und durch darin hin- und herlaufend angebrachte Heizröhren bis zur Syrupsdicke eingedampft. Darauf wird die Flüssigkeit in flachen eisernen Pfannen über directem Feuer erhitzt und weiter in eine mehr consistente Masse verwandelt. Der Inhalt dieser Pfannen sieht vermöge des großen Gehaltes an Harz und Extractivstoffen des Holzes ganz schwarz und wie geschmolzenes Pech aus. Wenn die Masse endlich fest geworden ist, wird sie auf einen Herd gebracht und durch Brennen in gute calcinirte Soda umgewandelt. Die bei diesem Proceß entweichenden Gase, etwa 2 Kbkfß. pro Pfund Holz (0,115 Kubikmeter pro Kilogrm.), werden unter den letzten Abdampfpfannen mit verbrannt. Jetzt hat man nur noch nöthig, diese Soda mit gebranntem Kalk zu behandeln, um sie in den ursprünglich caustischen Zustand zurückzubringen, und man gewinnt auf diese Weise 80 Proc. des ursprünglich verwendeten Quantums. Auf diese Mittheilungen erwidert in einer der nächsten Nummern des Engineer vom 10. December 1869 Houghton, welcher sich als Erfinder des neuen Processes bekennt, in ausführlicher Weise; er sucht zunächst die Behauptung, daß der so präparirte Holzstoff etwas theuerer als der gebleichte Stroh- oder Espartostoff zu stehen käme, zu widerlegen; er gibt zu, daß der Verlust beim Kochen wohl etwas größer sey, der Holzstoff selbst dann aber auch 25 bis 33 Proc. mehr Werth als Strohstoff habe wegen seiner wunderbaren Festigkeit, Länge der Faser und Reinheit. Nicht uninteressant sind nun die Notizen, welche Houghton über die Geschichte seiner Erfindung gibt. Vor vielen Jahren schon habe er entdeckt, daß Holz dasjenige Material sey, welches als Faserstoff für die Papierfabrication nichts zu wünschen übrig lasse. Was ihn anfangs bewogen habe, immer nur ganz dünne Holzspäne und zwar so dünn als nur irgend möglich zu den Versuchen zu verwenden, das wisse er selbst nicht. Kurz, gerade an dem Festhalten des Holzes in fein zertheiltem Zustande sey er gescheitert. Es sey nämlich ein Haupterforderniß, daß das Holz beim Kochen vollständig von caustischer Lauge bedeckt sey, und da Holzspäne ein sehr großes Volumen einnehmen, so sey sehr viel Lauge erforderlich gewesen und der Proceß zu theuer geworden. Habe er versucht die Holzspäne im Kochkessel festzustampfen, so sey die Lauge nicht durchgedrungen und seyen nur die äußeren Theile gut gekocht gewesen. Er sey daher damals zu dem Schlusse gekommen, die Sache könne sich niemals rentiren, und er habe sie jahrelang liegen lassen und sich inzwischen mit großem Erfolg mit dem Verarbeiten der schlechtesten Flachs- und Hanfabfälle zu gutem Papierstoff beschäftigt. Zu dieser Zeit habe Jemand in Amerika gefunden, daß aus Bambusrohr ein ausgezeichneter Faserstoff für die Papierfabrication zu gewinnen sey; derselbe habe den Bambus in einem röhrenartigen Gefäß unter sehr hohem Dampfdruck gekocht, dessen Endverschluß durch eine Feder plötzlich geöffnet werden konnte, um den ganzen Inhalt explosionsartig gegen eine feste Wand zu schleudern. Dieses Verfahren habe wohl seinen Zweck erfüllt, sey aber wegen der vielen dabei vorgekommenen Unglücksfälle von der Regierung inhibirt worden. Einige Kaufleute in Jamaika jedoch, welche von der erfolgreichen Verwandlung des bei ihnen einheimischen Bambus in werthvolle Papiermasse gehört hatten, griffen die Sache wieder auf und schickten Proben an verschiedene Papierfabrikanten nach England. Auf diese Weise sey der Bambus in seine (Houghton's) Hände gekommen und er hätte mit Leichtigkeit die schönsten Papierfasern daraus dargestellt. Aber (und dieß ist der merkwürdige Zufall), um das Bambusrohr im Kochkessel festzuhalten, habe er einige gewöhnliche Lattenstücke aus Holz verwendet und beim Entleeren des Kessels nach dem Kochen zu seinem Erstaunen gefunden, daß die Lattenstücke ebenso gut aufgeschlossen waren als der Bambus. Darauf habe er mit dem besten Erfolge einen ganzen Kessel voll Lattenstücke zu kochen versucht und gefunden, daß er in dieser Form fünfmal so viel Holz in dem Kessel unterbringen konnte, als früher in Form von feinen Spänen und mit demselben Quantum Alkali. Auf diese Weise habe der Zufall ihn geführt, vielleicht „den Faserstoff der Zukunft“ zu finden. Bald darauf habe er seine Erfindung an die Gloucestershire Paper-Company verkauft und die dazu gehörigen Maschinen in Cone Mills bei Lydney aufgestellt. Im Anfange habe er durch Maschinen gewissermaßen Lattenstücke zu schneiden gesucht, endlich aber, von der Idee einer Rüben- oder Häckselschneidmaschine ausgehend, die oben schon beschriebene Schneidmaschine construirt, mit welcher man jetzt in Cone Mills vortheilhaft arbeite. Nun beschreibt Houghton in seinem Briefe nochmals seinen großen Kochkessel, wie derselbe 60 bis 90 Ctr. Holz aufnehmen könne, wie derselbe mit caustischer Lauge gefüllt und dann bis auf 165 Pfd. (11,6 Kilogrm. pro Quadratcentimeter) Druck erhitzt werde, wie man dann nach dem Abblasen des Dampfes die Lauge ablaufen lasse und den ganzen Kessel zur Abkühlung und weiteren Auslaugung nochmals mit kaltem Wasser fülle, bevor der Stoff herausgenommen werde etc. Houghton legt dabei besonderes Gewicht auf die Erhitzung durch die geschlossenen Heißwasserröhren, und wohl auch mit Recht, denn es läßt sich nicht leugnen, daß dieses System unbestreitbare Vorzüge hat. Bei dem gewöhnlichen Verfahren, dem Erhitzen durch directe Einleitung von Dämpfen, wird die Lauge fortwährend mehr verdünnt und unwirksamer gemacht, ebenso wie auch hinterher das Eindampfen der Lauge bei größerer Verdünnung kostspieliger wird. Ein Erhitzen des Kochkessels über directem Feuer soll aber unthunlich seyn, weil die Wände des Kessels sich inwendig bald mit dicken Lagen der harzigen Bestandtheile des Holzes überzögen und die Feuerung unwirksamer machten, während die Heizröhren dagegen sich mit keinerlei Kesselstein bedeckten; das Kochen überhaupt sey so ökonomisch, daß auf 1 Tonne fertigen Papierstoff nur 1/2 Tonne Kohlen gebraucht würde. Diese Mittheilungen Houghton's riefen in der nächsten Nummer des Engineer vom 24 December 1809 eine Erwiderung eines anscheinend erfahrenen Papierfabrikanten R. hervor, welcher nicht zugeben will, daß der Holzstoff nach dem neuen patentirten Verfahren dem Stoff aus Stroh oder Esparto vorzuziehen sey, indem er die Herstellungskosten für ersteren als höher herausrechnet als für letztere beiden Surrogate. Darauf repliciren Houghton und sein Ingenieur Lee nochmals, und der Anonymus R. am 14. Januar zum zweiten Male, ohne viel Neues noch vorzubringen. Nur einige positive Zahlen über Preise etc. sind von Interesse; es wird z.B. constatirt, daß gegenwärtig auf dem englischen Markt der Papierfabrikant für 1 Tonne Stroh 30 bis 50 Shilling (für 100 Pfd. 15 bis 25 Sgr.), für ein gleiches Gewicht Esparto aber 7 Pfd. Sterl. (für 100 Pfd. 2 1/3 Thlr.) zahlen muß. Für die Holzabfälle, welche Houghton verarbeitet, Bret- und Klötzerenden und alle möglichen Abfälle von großen Holzhandlungen und Sägemühlen, gibt derselbe als Preis an Ort und Stelle, wahrscheinlich in Schweden oder Finnland, von wo England das meiste Holz bezieht, 2 1/2 Shilling pro Tonne an (1 1/4 Sgr. pro 100 Pfd.), und zwar seyen ihm zu diesem Preise 15,000 Tonnen pro Jahr angeboten worden. Sein Gegner R. sucht nachzuweisen, daß das Holz mit der Fracht, welche Houghton verschweigt, sich mindestens auf 35 Shilling (17 172 Sgr. pro 100 Pfd.) oder ziemlich ebenso theuer als Stroh stellen dürfte. Derselbe gibt ferner an, daß, um 1 Tonne fertigen Strohstoff zu liefern, 780 Pfd. Alkali im Werthe von 5 Pfd. Sterl. (33 1/3 Thlr.) erforderlich seyen, zu einer Tonne Holzstoff dagegen 1800 Pfd. im Werthe von 11 1/2 Pfd. Sterl. (76 2/3 Thlr.); dieses ungünstige Verhältniß wurde zum Theil dadurch herbeigeführt, daß zur Herstellung von 1 Tonne Papier etwa 3 Tonnen Holz erforderlich seyen, dagegen nur 2 1/2 Tonnen Stroh oder 2 Tonnen Esparto. Es stelle sich demnach die Calculation für den neuen Holzstoff entschieden ungünstiger als für die beiden anderen Surrogate. Doch nun genug von diesem Federkrieg, welcher bisher im Engineer um diesen auf chemischem Wege bereiteten Holzfaserstoff geführt wurde. Es ist natürlich gegenwärtig noch nicht möglich, ein endgültiges Urtheil über die Sache zu fällen, aber so viel scheint doch festzustehen, daß der Holzstoff noch einer ungeahnten Veredelung fähig ist und von den Papierfabrikanten nicht aus den Augen verloren werden darf. Zum Schluß will ich noch auf eine eigenthümliche Reaction aufmerksam machen. Es ist bekannt, daß Anilinsalze das natürliche Holz intensiv gelb färben. Eine verdünnte wässerige Lösung von schwefelsaurem Anilin ist daher ein sehr empfindliches Reagens auf Holzstoff (Völter'schen) im Papier, indem sich dasselbe beim Betupfen, sobald es nur wenige Procente Holz enthält, intensiv gelb färbt. Diese Reaction bleibt nun vollständig aus bei dem auf dem chemischen Wege präparirten Holzstoff.