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sulla carta /1 |
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la
carta
La carta è un foglio di fibre intrecciate, generalmente
fibre di cellulosa ottenuta dalle piante, ma talvolta
da stracci di stoffa o di altri materiali fibrosi, che
viene formato impastando le fibre e facendole infeltrire
fino a ottenere una superficie solida. (da: Enciclopedia
Multimediale Virtualis a cura di e.BisMedia © 2002
Motta Editore)
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la
storia
La scrittura è stata inventata circa 5500
anni fa dai sumeri, un popolo dedito all'agricoltura
e che viveva nell'antica Mesopotamia. Eppure la carta
è stata inventata migliaia di anni dopo. Dove scrivevano
gli uomini prima della sua invenzione?
¬ le tavolette di argilla
Come supporto per i loro testi, i sumeri usavano
tavolette d'argilla sulle quali, finchè
erano ancora abbastanza umide e tenere, incidevano figure
o simboli. Queste tavolette venivano poi lasciate seccare,
così che i segni impressi si potevano mantenere
per lunghissimo tempo.
L'unico pericolo era dovuto all'acqua che poteva rovinare
le tavolette. Quando invece scoppiava un incendio, le
tavolette d'argilla subivano una cottura che le trasformava
in terra cotta, un materiale inalterabile da parte dell'acqua
e in grado di durare per migliaia di anni. Gli incendi
che a causa di incidenti o di guerre ogni tanto colpivano
gli archivi di questi antichi popoli hanno permesso la
conservazione di migliaia di tavolette cuneiformi fino
ai nostri giorni.
¬ il papiro
Poco tempo dopo i sumeri, gli egizi svilupparono
la loro scrittura. Essi presero alcuni dei propri simboli
dai sumeri, ma ne inventarono molti altri, componendo
una scrittura originale.
Una delle più importanti invenzioni degli egizi
fu il papiro, un supporto che comincia ad avere
qualche somiglianza con la carta. Il papiro prende il
nome dalla pianta da cui viene ricavato. Dallo stelo spugnoso
di questa pianta, gli egizi ricavavano sottili strisce
che affiancavano l'una all'altra sovrapponendole in parte.
Successivamente, sul primo strato sovrapponevano un secondo
strato di strisce affiancate, disponendole in senso trasversale
rispetto a quelle sottostanti. I collanti naturali presenti
nei tessuti di questa pianta favorivano l'adesione delle
strisce. Ad un foglio, spesso ne venivano congiunti altri,
ottenendo strisce che potevano essere lunghe anche diversi
metri e che venivano arrotolate in volumi.
Parte della produzione di papiri veniva venduta in tutto
il Mediterraneo. A causa della crisi politica ed economica
che colpì la società egizia negli ultimi
secoli prima della nascita di Cristo, la produzione di
papiri diminuì.
¬ la pergamena
Nella città greca di Pergamo, come supporto
per la scrittura si cominciò ad utilizzare la pelle
di pecora. Da una sola pelle, si potevano ricavare diversi
fogli perchè era possibile separarne più
strati.
I fogli venivano raschiati dai resti di grasso e di carne,
poi venivano messi ad asciugare su telai che li tenevano
tesi. Il prodotto finale era la pergamena, un materiale
molto adatto per la scrittura e che venne utilizzato in
Europa durante tutto il medioevo, fino all'introduzione
della carta. Una vecchia pergamena poteva essere raschiata
dalla scrittura precedente e poteva quindi essere anche
riutilizzata. In questo modo, però, si sono perse
importanti opere di autori greci e latini.
¬ la carta
Secondo i cinesi, la carta fu inventata nel 105
d.C. da un funzionario dell'imperatore, ma recenti ritrovamenti
archeologici hanno dimostrato che la carta era già
usata in Cina almeno duecento anni prima. I cinesi usarono
grandi quantità di carta fabbricata a partire da
stracci e da fibre vegetali ricavate da canapa, bambù,
gelso, salice, etc. L'uso della carta venne diffuso da
monaci buddisti in molti paesi orientali.
Nel 751 d.C. gli arabi sconfissero i cinesi in battaglia.
Fra i prigionieri, c'erano anche degli operai di cartiere
che insegnarono la tecnica di fabbricazione della carta
agli arabi. Poco tempo dopo, Samarcanda divenne
un importante centro di produzione della carta. Come
materia prima, gli arabi usavano stracci di lino e canapa.
Qualche secolo dopo, l'arte della fabbricazione della
carta arrivò in Egitto, poi in Marocco
e da qui in Spagna. La prima cartiera spagnola
fu aperta nel 1009.
La lavorazione della carta giunse in Italia
verso il 1200 e come riporta Corinna Praga nel
volume La via della carta il primo documento
riguardante la carta, riferito all'Italia, è
del 1221: si tratta di una protesta di Federico
II contro la carta di cotone a vantaggio dell'antico
uso della pergamena. Nel 1250, l'Italia
diventò il maggiore produttore di carta, che
veniva esportata in molti paesi europei. Per rendere
la carta meno assorbente, gli arabi usavano colle di
origine vegetale, ma questa carta veniva aggredita da
muffe e si degradava rapidamente. Usando colle di origine
animale, gli italiani migliorarono molto la qualità
della carta e la sua durata potè raggiungere
numerosi secoli. Si conoscono infatti documenti di carta
ancora in ottimo stato dopo oltre 700 anni dalla loro
produzione. Un importante centro italiano per la fabbricazione
della carta fu Fabriano. In circa tre secoli,
dall'Italia la tecnica della fabbricazione della carta
si diffuse in tutta l'Europa e poi nelle Americhe.
¬ l'uso del legno per la preparazione
della carta
All'inizio, gli arabi e gli europei fabbricavano la carta
partendo da stracci. Man mano che il tempo passava, la
richiesta di carta aumentava rapidamente, tanto che ad
un certo punto, gli stracci non bastarono più.
Nella ricerca di un sostituto degli stracci, nel 1719
un francese suggerì di provare ad usare il legno
per fabbricare la carta. Le prove che vennero fatte ebbero
esito positivo e da allora il legno è diventato
la principale materia prima per la fabbricazione della
carta.
All'inizio del 1800, i francesi e gli inglesi cominciarono
a costruire macchine per la produzione continua di carta.
Le macchine continue sono fornite di un setaccio
a forma di tappeto mobile che preleva uno strato continuo
di fibre di cellulosa. Durante il suo cammino,
al nastro di carta in via di formazione vengono aggiunte
colle, cariche minerali e altre sostanze, quindi viene
spremuto dall'acqua in eccesso, asciugato e rullato. Alla
fine, viene raccolto in grandi bobine ed inviato alle
fabbriche che lo trasformano in giornali, quaderni e numerosi
altri prodotti.
Il miglioramento delle macchine nella produzione della
carta è stato incessante: nel 1800 fabbricare una
tonnellata di carta erano necessarie circa 4000 ore di
lavorazione, mentre oggi, a seconda delle caratteristiche
che si vogliono ottenere, ne servono da due a venti; le
macchine attuali continue hanno una velocità che
si aggira intorno ai 1500-2000 metri al minuto: ciò
significa che ogni secondo si riesce a produrre fino a
30 metri di carta per una lunghezza di 10 metri. |
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la
produzione di cellulosa
La cellulosa viene prodotta per estrazione dal
legno, tramite procedimenti di diversa natura si elimina
la lignina e l’emicellulosa.
¬ il legno e sua preparazione
Il legno che si usa per produrre la cellulosa deve
rispettare alcune caratteristiche, ossia:
- deve avere una età determinata, che rappresenti
il miglior compromesso possibile tra elevato contenuto
di cellulosa e il basso contenuto di lignina;
- deve essere di qualità omogenea, infatti le dimensioni,
le resistenze meccaniche e le caratteriste chimico fisiche
delle fibre dei diversi alberi sono assai differenti tra
loro.
Risulta pertanto evidente che la cellulosa deve essere
prodotta il più possibile utilizzando legno coltivato
per questo uso.
Per produrre la cellulosa la prima operazione industriale
è la preparazione del legno. Si procede alla pulitura
ed alla rimozione della corteccia in quanto questa
è composta prevalentemente di lignina, successivamente
si avviano i tronchi alla cippatura ossia alla
loro riduzione in pezzi di dimensioni di pochi centimetri.
Il cippato viene poi inviato ai bollitori dove esso viene
cotto al fine di ridurlo in fibre.
¬ estrazione della cellulosa
Il legno, come già detto è composto per
la maggior parte di due sostanze organiche, ossia costruite
attorno ad atomi di carbonio: la cellulosa, che
è localizzata nei bordi delle cellule vegetali
ed è la materia necessaria per produrre la carta
e la lignina che è costituita da una molecola
complessa e che costituisce il collante tra le cellule
di cellulosa e conferisce la rigidità al legno.
Per convertire il legno in cellulosa occorre separare
la cellulosa dalla lignina.
Per separare la cellulosa dagli altri componenti
viene utilizzato, durante la cottura, un liscivo.
Il liscivo è il reagente chimico che a certe temperature
e pressioni scioglie i vari elementi che compongono il
legno, senza però intaccare le qualità della
cellulosa.
Il liscivo può essere di due tipi:
- alla soda e solfato, usato principalmente in
America
- al bisolfito di calcio, usato principalmente
in Europa dove è più facile l'approvigionamento
di calcio.
Per una certa quantità di legno secco la resa in
fibra della cellulosa è del 40-45%.
Le caratteristiche cartarie della cellulosa sono ottime
dal punto di vista qualitativo, sia come resistenze meccaniche
che come grado di purezza e di bianco raggiungibile. Le
carte di pura cellulosa sono quasi illimitatamente durevoli
nel tempo e, non contenendo lignina, ingialliscono in
modo trascurabile.
¬ operazioni di raffinamento
Dopo il processo di cottura tramite la lisciva, che genera
una prima separazione grossolana, dall'80 all'85% occorre
procedere al processo di imbianchimento della pasta
ottenuta.
Ossia per poter garantire una carta con maggiore durata,
migliore resistenza meccanica e maggiore grado di bianco
occorre eliminare, per quanto possibile, l’ulteriore
residuo di lignina.
La raffinazione è un processo duplice di
compressione e di sfregamento cui sono assoggettate le
fibre che, così elementarizzate, vengono poi lavate,
assortite per eliminare eventuali fasci di fibre incotte
od altre impurità e quindi convogliate nelle torri
di imbianchimento.
¬ imbiancamento
Tramite processo di ossidazione con cloro o più
recentemente, con acqua ossigenata, le fibre sono
sbiancate per essere utilizzate in carte bianche.
I processi di imbianchimento più utilizzati fino
a circa dieci anni or sono nella produzione di cellulosa
erano i procedimenti a base di cloro. Questa fase della
produzione della cellulosa rappresenta sicuramente uno
dei maggiori impatti ambientali legati alla produzione
della carta. Nel processo di imbianchimento infatti, nel
caso di uso di cloro si producono diossine.
¬ trattamento finale del liscivo
Il liscivo di cottura viene concentrato per recuperare
i prodotti chimici in esso disciolti e la lignina che
sotto forma di lignin solfonato è utilizzata anche
come collante per la produzione di pannelli truciolari.
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la
produzione della carta
Prima di descrivere brevemente il processo di produzione
della carta si deve ricordare che la pasta di cellulosa
non è l'unico prodotto base per la sua fabbricazione.
¬ la pasta legno
La pasta legno può considerarsi come il primo succedaneo
degli stracci nella storia della carta. Essa fu ottenuta
su scala industriale già nel 1843.
La pasta legno viene preparata in via puramente meccanica
dal legno. Le sue caratteristiche sono pertanto nettamente
inferiori alla cellulosa essa contiene infatti tutte le
parti incrostanti del legno ed in particolare la lignina.
Il legno viene prima scortecciato e poi avviato a degli
sfibratori che attraverso l’azione meccanica di una
mola lo riducono in fibra.
La pasta legno viene impiegata in quasi tutte le carte
anche se a causa della lignina la percentuale che si può
impiegare nella carta non supera il 20-30% .
¬ le cellulose semichimiche
Si chiamano cellulose semichimiche delle materie prime
fibrose usate per la produzione della carta che si ottengono
mediante due trattamenti di cui il primo è chimico
ed il secondo meccanico.
Le cellulose semichimiche rappresentano un anello intermedio
tra la pasta legno e la cellulosa.
La loro produzione ha consentito di disporre di una materia
prima economica e di ottime caratteristiche. Esse hanno
trovato largo impiego nelle carte da imballaggio e da
giornale mentre sono scarsamente applicabili nelle carte
pregiate.
La principale differenza tra la cellulosa e la semichimica
è che nello stadio di bollitura si opera a temperature
meno elevate ed a concentrazioni di liscivo più
basse, conseguentemente la rimozione della lignina è
meno spinta.
Normalmente le semichimiche non vengono imbianchite.
¬ processo di produzione della
carta
La pasta di cellulosa viene diluita in acqua ottenedo
un liquido con una concentrazione di fibre del 2% circa
che viene poi pompato nella cassa d’afflusso che
è la parte iniziale della macchina continua.
La macchina continua è l’impianto che produce
la carta ed è costituita dalle seguenti sezioni:
- una parte di introduzione dell’impasto dove esso
subisce una prima perdita di acqua per gravità,
chiamata tavola piana;
- una parte di spremitura dell’acqua chiamata sezione
presse dove in modo meccanico si elimina ulteriormente
l’acqua;
- una parte di asciugatura vera e propria chiamata seccheria
dove attraverso il contatto con cilindri riscaldati a
temperature elevate evapora l’acqua residua;
- un arrotolatore dove si avvolge il foglio che
viene prodotto in modo continuo dalla macchina.
In Italia la situazione relativa alla produzione della
carta risulta particolarmente sfavorevole: si pensi che
il 90% della cellulosa occorrente ad alimentare la nostra
industria cartaria è di provenienza straniera.
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