Gruppe II: Zellstoffe.
Nadelholzzellstoff ([Tafel III]).
Für das Erkennen des Nadelholzzellstoffes unter dem Mikroskop gilt natürlich im allgemeinen das vorher beim Holzschliff Gesagte; man erkennt ihn an den behöften Poren oder Tüpfeln der Holzzellen. Jedoch ist zu bemerken, daß das Gefüge der Zellen infolge des voraufgegangenen Kochprozesses weniger deutlich hervortritt als beim Holzschliff. Häufig ist man nicht im stande, die beiden konzentrischen Kreise der Poren genau wahrzunehmen; die Tüpfel erscheinen dann mehr wie kreisförmige oder elliptisch geformte helle Stellen auf den Zellwänden. Ferner fehlen meist die charakteristischen Markstrahlzellen, die nur in seltenen Fällen und auch dann nur höchst undeutlich zu erkennen sind. Neben den behöften Poren zeigen die Fasern große einfache Poren ([Fig. 37]), die im Gegensatz zu den ersteren durch den Kochprozeß weit klarer sichtbar werden.
Fig. 37.
Fig. 38.
Bei nicht völlig aufgeschlossenem Zellstoff kommt es vielfach vor, daß die Fasern eine schwach gelbliche Färbung aufweisen. Dies beruht darauf, daß man es nicht mit vollkommen reinem Zellstoff, sondern mit Zellen zu thun hat, die noch, wenn auch in ganz geringem Maße, verholzt sind. Es kann bei einem solchen Material, wenn man es makroskopisch mit Phloroglucin behandelt, vorkommen, daß man infolge der auftretenden Rotfärbung glaubt, es mit Holzschliff zu tun zu haben.
Auf die Verschiedenheiten der von verschiedenen Nadelhölzern herrührenden Zellstoffe soll hier nicht näher eingegangen werden; es sei um so mehr auf das hierüber beim Holzschliff Gesagte verwiesen, als die Unterscheidungsmerkmale hier noch weniger deutlich hervortreten als beim geschliffenen Holz.
Die meisten Zellstoffe dürften wohl von der Fichte herrühren, die sich wegen ihres geringen Harzgehaltes am besten zur Fabrikation eignet.
Auf eine Eigentümlichkeit sei noch besonders hingewiesen; es treten bei manchen Holzzellstofffasern Erscheinungen auf, wie sie der Baumwolle eigen sind, nämlich spiralförmige Windungen der Zelle und gitterförmige Streifung der Zellwände ([Fig. 38]). Verwechselung mit Baumwolle ist indessen bei einiger Übung ausgeschlossen.
Laubholzzellstoff.
Die Fasern der Laubhölzer bieten nicht so charakteristische und leicht auffindbare Merkmale dar wie die der Nadelhölzer. Die Holzzellen sind meist dünnwandig, die breiteren sparsam mit Poren versehen, die eine scharf begrenzte mandelförmige, seltener rundliche Gestalt haben und zur Längsachse der Zelle schief gestellt sind.
Bemerkenswert sind bei den Laubhölzern die zahlreichen röhrenartigen Gefäße, die einen größeren Porenreichtum aufweisen und zur Unterscheidung der einzelnen Holzarten einen Anhalt geben.
Birkenholzzellstoff ([Tafel IV]).
Die Holzzellen der Birke sind oft sehr dünnwandig; die dickwandigen sind den Bastzellen des Strohes nicht unähnlich.
Fig. 39.
Die dünnwandigen Zellen tragen vielfach einfache mandelförmige Poren, deren Längsachsen teilweise parallel, teilweise schief zur Zellrichtung verlaufen ([Fig. 39]); zuweilen nehmen die Poren auch eine mehr oder weniger rundliche Gestalt an. Die Enden der Zellen sind sehr mannigfaltig, teilweise sehr spitz, teilweise abgestumpft bis rund.
Die Gefäße, die oft noch vollständig und sehr schön erhalten im Papier vorkommen, sind mit einer großen Anzahl einfacher schlitzförmiger Poren versehen, die senkrecht zur Längsachse des Gefäßes gestellt sind. Diese Poren sind zuweilen über das Gefäß gleichmäßig verteilt ([Fig. 40]).
Fig. 40.
An den Enden sieht man die gitterförmig durchbrochenen Querwände der Gefäße sehr schön. Der Gefäßreichtum ist bei der Birke sehr groß.
Der Birkenzellstoff gibt zwar ein sehr schön weißes, aber wenig festes und dehnbares Papier und wird wohl nur in Ländern hergestellt, wo es an anderen Holzarten, namentlich an Nadelhölzern, fehlt.
Pappelholzzellstoff ([Tafel V]).
Zur Herstellung dürfte vorzugsweise das Holz der Zitterpappel (Populus tremula) und der Weißpappel (P. alba) Verwendung finden. Unter den Laubhölzern liefern diese beiden Hölzer den zur Bereitung von Papier geeignetsten Zellstoff.
Über die Holzzellen der Pappel läßt sich kaum etwas anderes sagen als über die der Birke; sie sind einander zum Verwechseln ähnlich; die breiteren weisen hier nicht so viele und in der Regel kleinere Poren auf als die der Birke. Schmale Zellen mit knotenförmigen Verdickungen ([Fig. 41]) kommen ziemlich häufig vor.
An Gefäßen ist die Pappel ärmer als die Birke. Die Poren sind größer als bei der Birke und von einem fünf- bis sechseckig-rundlichen Hof umgeben ([Fig. 42]); auch große einfache Poren sind in den Gefäßwänden vorhanden ([Fig. 43]). Charakteristisch für die Gefäße sind die schwanzartigen Enden, die oft eine beträchtliche Länge erreichen ([Fig. 43]). Die gitterförmig durchbrochenen Querwände, die bei der Birke so charakteristisch hervortreten, fehlen hier. Andere Laubhölzer, wie Linde, Erle, Ahorn u. s. w., dürften wohl auch gelegentlich zu Zellstoff verarbeitet werden, ein weiteres Eingehen hierauf erscheint indessen nicht am Platze.
Fig. 41.
Fig. 42.
Fig. 43.
Strohzellstoff ([Tafel VI]).
Zur Herstellung von Strohzellstoff wird das Stroh aller Getreidearten verarbeitet, und es wird hauptsächlich von der Lage einer Strohstofffabrik abhängen, ob sie mehr Roggenstroh, Weizenstroh oder andere Strohsorten verwendet. Am meisten dürfte bei uns wohl Roggenstroh zur Verarbeitung kommen.
Fig. 44.
Fig. 45.
Fig. 46.
Es soll hier auf die Beschreibung der geringen anatomischen Unterschiede, welche die einzelnen Stroharten im Bau der Oberhautzellen aufweisen, aus demselben Grunde wie bei dem Holzzellstoff nicht eingegangen werden; unser Urteil über ein Papier, das Strohzellstoff enthält, wird nicht wesentlich vollkommener, wenn wir erfahren, daß letzterer z. B. dem Weizenstroh entstammt.
Aus einem mikroskopischen Bilde von Strohfasern heben sich sofort die sehr charakteristisch geformten Oberhautzellen, dickwandige, mehr oder weniger verkieselte Zellen, deren Ränder wellenförmig gebogen sind, deutlich ab. Mit diesen wellenförmigen Ausrandungen schließen die Zellen dicht aneinander, und in dem Strohstoff findet man noch kleine Kolonien solcher innig miteinander verbundenen Zellen; im Strohzellstoff und aus diesem hergestellten Papier sind sie selten. Diese Oberhautzellen kommen in den mannigfachsten Größen vor; das Verhältnis von Länge zu Breite wechselt von 1⁄1 bis auf mehr als 10⁄1. Auch die Ausrandungen haben verschiedene Gestalt; bald hat man tiefe Einbuchtungen, bald nur schwache Wellenlinien. Wenn nun auch diese Oberhautzellen ein leichtes Erkennen des Strohzellstoffes ermöglichen, so bilden sie doch nur einen geringen Teil aller aus dem Stroh stammenden Zellen; unter diesen herrschen die Bastzellen bei weitem vor. Diese dünnen langgestreckten Fasern, welche von sehr regelmäßigem Bau sind, werden von einem nach dem Ende zu sich verjüngenden schmalen Hohlkanal durchzogen ([Fig. 44]). In ziemlich regelmäßigen Abständen zeigt die Wandung knotige Verdickungen. Diese Verstärkungen erstrecken sich oft auch nach dem Innern der Zelle, so daß das Lumen an diesen Stellen eng zusammengeschnürt erscheint.
Fig. 47a, b, c.
Die Bastzellen weisen zahlreiche Poren auf, die als dunkele Linien von der Höhlung aus nach außen zu verlaufen.
Neben diesen beiden Arten von Zellen, den Oberhaut- und Bastzellen, findet sich beim Stroh eine große Anzahl sehr dünnwandiger Parenchymzellen ([Fig. 45]); diese sind an beiden Enden abgerundet; teilweise erscheinen sie fast kreisförmig, teilweise sehr langgestreckt, mehr oder weniger mit einfachen Poren versehen. Sie sind von Wichtigkeit für die Untersuchung, weil sie, wie wir später sehen werden, ein Mittel an die Hand geben, Strohzellstoff von Alfazellstoff zu unterscheiden.
In untergeordnetem Maße treten Gefäße auf.
Vielfach unverletzt trifft man Tüpfelgefäße an, dünnwandige, röhrenförmige Zellen, deren Wände von sehr zahlreichen rundlichen oder schlitzförmigen Poren durchsetzt sind ([Fig. 46]).
Spiralgefäße in unversehrtem Zustande ([Fig. 47a]) sind sehr selten; meist sind die Spiralen durch die Bearbeitung auseinandergezogen und finden sich als wurmartige Gebilde im Präparate ([Fig. 47b]). Dasselbe gilt von den Ringgefäßen; die Ringe sind meist aus den Gefäßen herausgetreten und zeigen sich dem Beobachter als solche ([Fig. 47c]). Zu erwähnen sind ferner noch die Sklerenchymelemente, sehr stark verdickte und verkieselte Zellen ([Fig. 48]).
Fig. 48.
Alfa-(Esparto-)Zellstoff ([Tafel VII]).
Die zu den Gramineen gehörigen Ligaeum Spartum und Stipa tenacissima, zwei in Spanien und namentlich Nordafrika in großen Mengen vorkommende Pflanzen, liefern das Rohmaterial für den Alfa- oder Espartozellstoff, der dem Strohzellstoff sehr nahe steht, bei uns indessen nur in beschränktem Maße Verwendung findet. Der Bau der Zellen ist dem der Strohzellen sehr ähnlich, und es dürfte nicht immer möglich sein, zu entscheiden, ob z. B. eine im Papier vorgefundene Oberhautzelle von Stroh oder Esparto herrührt.
Im allgemeinen ist der Bau der Alfazellen zierlicher und Länge und Breite der Zellen sind kleiner als beim Stroh; jedoch ist es nicht immer möglich, hierauf eine sichere Unterscheidung zu gründen.
Die Bastzellen sind im Gegensatz zu denen des Strohes kurz und häufig in ihrer ganzen Länge im mikroskopischen Gesichtsfelde zu beobachten. Sie sind sehr regelmäßig gebaut und haben stark verdickte Zellwände, so daß der Hohlkanal oft nur als Linie erscheint. Unregelmäßigkeiten im Verlauf der Höhlung, wie wir sie beim Stroh kennen gelernt haben, sind beim Alfa nicht zu bemerken.
Von den Oberhautzellen läßt sich im wesentlichen nichts anderes sagen als von denen des Strohes. Von verschiedenen Seiten ist auf die angeblich verschiedenartig scharfe Ausrandung der Oberhautzellen eine Unterscheidung gegründet worden, die indessen kaum stichhaltig sein dürfte; hiernach sollen diese Zellen bei Alfa tiefer ausgerandet sein als beim Stroh. Die zahlreichen Untersuchungen, die in der Versuchsanstalt ausgeführt sind, haben jedoch gezeigt, daß auch Stroh sehr tief ausgerandete Oberhautzellen aufweist.
Die Zähnchen beim Alfastoff hingegen ([Fig. 49]) geben ein recht gutes Unterscheidungsmerkmal ab. Diese finden sich in Alfapapieren in ziemlicher Menge und in mannigfachster Form vor, bald kurz und gedrungen, bald lang und spitzig, oder hakenförmig umgebogen.
Große dünnwandige Parenchymzellen fehlen beim Alfastoff vollständig, und so liefern diese beiden Elemente ein Mittel, Stroh und Alfa zu unterscheiden.
Fig. 49.
Die auch beim Alfastoff vorkommenden Sklerenchymelemente sind ähnlich wie beim Stroh.
Zellstoff aus Jute, Manila und Adansonia.
Die Bastfasern dieser drei Pflanzenarten sind zum Teil einander so ähnlich, daß sie, namentlich in Gemischen, nicht immer mit Sicherheit voneinander unterschieden werden können.[35] Ein Umstand, der das Bestimmen der Faserart erschwert, ist die oft sehr verschiedenartige Färbung bei Behandlung mit mikrochemischen Reagentien. Diese Verschiedenartigkeit wird dadurch veranlaßt, daß die Fasern, welche im Rohzustande alle mehr oder weniger verholzt sind, im Hinblick auf ihre vorzugsweise Verwendung zu Pack- und Briefumschlagpapier, selten vollständig und gleichmäßig entholzt werden. Man findet daher oft alle Übergänge von verholzten bis zu völlig aufgeschlossenen Fasern vor.
Dies erschwert die Unterscheidung, und daher erscheint bei Abgabe eines Urteils über die Stoffzusammensetzung eines Papiers, welches die genannten Fasern enthält, besondere Vorsicht am Platze.
Jutezellstoff.
Für den anatomischen Bau der Jutefaser gilt natürlich im allgemeinen das Seite 71 Gesagte. Hinzuzufügen ist nur, inwieweit das mikroskopische Bild sich durch den Aufschließungsprozeß geändert hat.
In Bezug auf die Färbung der Fasern in den Jodlösungen wird auf Seite 66 verwiesen.
Die Bündel von Fasern treten bei aufgeschlossener Jute seltener auf; sie sind dann geschmeidiger als bei Fasern im Rohzustand und lösen sich an den Enden meist in Einzelfasern auf.
Die Einzelfaser ähnelt in ihrem Aussehen der Strohbastfaser, mit der sie auch in ihren Abmessungen sehr übereinstimmt.
Nach den Enden zu verjüngt sich die Faser meist ganz allmählich; die Enden selbst sind gewöhnlich abgerundet.
Außer den Zellen mit wechselndem Hohlkanal findet man, wenn auch seltener, solche mit gleichmäßig verlaufendem Lumen und gleichmäßiger Wandstärke; letztere ist oft so gering, daß die Zellwände zusammenklappen und die Faser ein baumwollähnliches Aussehen erhält.
In den Jodlösungen zeigen die Fasern Querstreifungen, die zum Teil von Porengängen herrühren.
Manila ([Tafel VIII]).
Hierher gehören die Bastfasern verschiedener Musaceen, namentlich Musa textilis, M. sapientium, M. paradisiaca. Das über das Aussehen der Jutefaser im Papier Gesagte gilt zum großen Teil auch für die Manilafaser. Auch hier kommen Faserbündel vor, wenn auch nicht so zahlreich als bei der Jute. Zuweilen fehlen die Bündel auch völlig. Man beobachtet auch hier zweierlei Bastfasern, dickwandige mit unregelmäßigem und dünnwandige, baumwollartige mit gleichmäßig verlaufendem Hohlkanal. Indessen ist der Wechsel weniger ausgeprägt als bei der Jute.
Schlitzförmige Poren durchsetzen die Wand der Bastzellen häufig in schräger Stellung. Die Manilafasern zeigen im Gegensatz zu den Jutefasern meist protoplasmatischen Inhalt, der sich in den Jodlösungen gelb bis gelbbraun färbt. Die Enden der Fasern zeigen häufig bleistiftartige Zuspitzungen; die Spitze ist teils scharf, teils abgestumpft. Die Querstreifung der Faser ist bei Manila noch ausgeprägter, die Streifen sind hier zahlreicher und kräftiger. Sehr charakteristisch für Manila sind dickwandige Parenchymzellen mit meist schrägen Wänden, die häufig die Form eines Rhombus besitzen und in einem Papier, das größere Mengen Manila enthält, selten fehlen.
Die übrigen Elemente, welche noch ab und zu in Manilapapieren vorkommen, sind verhältnismäßig selten und kommen für das Erkennen wenig in Betracht. Es gehören hierher Spiralgefäße, sowie die von Höhnel erwähnten Stegmata.
Adansonia ([Tafel IX]).
Fig. 50.
Die Adansoniafaser stammt aus dem Bast des in Afrika heimischen Affenbrodbaumes (Adansonia digitata). Der Bast kommt in etwa 80 cm langen, 8–10 mm dicken und 40–50 mm breiten Stücken zu uns, ist von brauner Farbe und zeigt große Festigkeit. Die Faser ist kräftig gebaut, walzenförmig und wie schon erwähnt der Manila- und Jutefaser teilweise sehr ähnlich. Charakteristisch ist die häufig vorkommende Erscheinung, daß die Fasern in der Dicke Unregelmäßigkeiten zeigen und sich nach dem Ende zu plötzlich verjüngen. Bei der Verarbeitung lösen sich die äußersten Gewebeschichten vielfach ab, und die sehr fein zerfaserten Strähnchen umgeben die Zellen an manchen Stellen wie mit einem Schleier ([Fig. 50]). Diese Erscheinung tritt zwar auch bei anderen Fasern auf, aber nie in solchem Umfange wie bei Adansonia. Die Höhlung verläuft sehr verschieden; sie ist oft nur als dunkele Linie erkennbar, erweitert sich dann plötzlich und nimmt mehr als die Hälfte der Zellbreite ein. Die Enden sind meist abgerundet, seltener zugespitzt. Bündel von zusammenhängenden Fasern kommen kaum vor. Sehr häufig begegnet man Gruppen stark verkalkter parenchymatischer Zellen ([Fig. 51]) sowie dünnwandigen Parenchymzellen und Bruchstücken von netzartigen Gefäßen ([Fig. 52]).
Fig. 51.
Fig. 52.
Hauptunterscheidungsmerkmale für Jute-, Manila- und Adansoniafasern.
Faserart | Färbung in | Hohlkanal | Enden | Poren | Neben- | |||
Jod-Jod- | Chlor- | |||||||
Jute |  | verholzt | leuchtend | gelb oder | in der Weite | im allge- | parallel zur | keine |
| entholzt | grau, | blau bis- | in der Weite | im allge- | parallel zur | keine | ||
Manila | grau, | blau, rot- | bei den dick- | oft blei- | schräg oder | Gruppen oder | ||
Adansonia | schmutzig | blau bis | die Weite | meistens | schräg oder | verkalkte Pa- | ||
Faserart | Färbung in | Hohlkanal | |||
Jod-Jod- | Chlor- | ||||
Jute | | verholzt | leuchtend | gelb oder | in der Weite |
| entholzt | grau, | blau bis- | in der Weite | ||
Manila | grau, | blau, rot- | bei den dick- | ||
Adansonia | schmutzig | blau bis | die Weite | ||
Faserart | Enden | Poren | Neben- | ||
Jute | | verholzt | im allge- | parallel zur | keine |
| entholzt | im allge- | parallel zur | keine | ||
Manila | oft blei- | schräg oder | Gruppen oder | ||
Adansonia | meistens | schräg oder | verkalkte Pa- | ||
Für die Erkennung und das Auseinanderhalten der drei zuletzt beschriebenen Faserarten bietet der Gesamteindruck, welchen das mikroskopische Bild, als Ganzes betrachtet, auf den Beobachter macht, oft einen Anhalt. Dieser durch die Gesamtwirkung von Streifung, Abmessung, Krümmung, Starrheit u. s. w. der Fasern auf das Auge hervorgerufene Eindruck läßt sich schwer beschreiben, dagegen geben ihn die photographischen Aufnahmen ([Tafel II], [VIII], [IX]) wieder. Der Beobachter muß sich durch eingehende Betrachtung mikroskopischer Bilder der genannten drei Fasern mit dem Gesamteindruck vertraut machen.
In [vorstehender Tabelle][36] sind die ausgeprägtesten Merkmale der drei Faserarten zur besseren Übersicht nochmals gegenübergestellt.
[35] Vergl. Jute, Manila, Adansonia. Von G. Dalén und Dr. Wisbar. Mitt. aus den techn. Vers.-Anst. 1902.
[36] Entnommen aus der erwähnten Dalén-Wisbarschen Arbeit.