Hârtie

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Card (dezambiguizare) .

Hârtie
Diferite tipuri de hârtie
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs )	0,94 [1]
Conductivitate termică ( W / m · K )	0.1163 [1]
Cod de reciclare
# 20-39 PAP	...

Hârtia este un material higroscopic , compus în principal din materii prime vegetale, alăturate prin feltrare și uscate. Se prezintă sub formă de foi subțiri. Poate fi îmbogățit cu adezivi , materiale de umplutură minerale, coloranți și diverși aditivi.

Istoria hârtiei

Semnificația cuvântului card este destul de incertă. Unii cărturari derivă, prin carta latină , din greacă în însemnând gravură, sculptând χαράσσω (charássō). Termenii corespunzători de hârtie anglo-saxon, spaniolă Papel și franceză și germană papier, în schimb provin din papirus planta, folosit de vechii egipteni pentru a scrie , deoarece 3000 î.Hr. și, ulterior, de către greci și romani. Mai la nord, pergamentul , obținut pentru prelucrarea piei de animale, a înlocuit papirusul pentru scriere , care crește exclusiv în regiunile cu un climat tropical.

În China , documentele erau scrise pe bambus și, prin urmare, erau greoaie de depozitat și transportat. Ocazional se folosea mătase , dar era prea scumpă.

China

Ilustrarea unei părți a procesului de fabricare a hârtiei în China antică.

Tehnologia de fabricare a hârtiei de scoarță își are originea în China. Descris pentru prima dată în anul 105 de către ofițerul de judecată Cai Lun (sau Ts'ai Lun). În 1986, în Dunhuang ( Gansu ), săpăturile arheologice dintr-un mormânt din prima jumătate a secolului al II-lea î.Hr. au dezgropat o hartă de hârtie. Această descoperire sugerează că hârtia era deja cunoscută la acea vreme, datând astfel primele fabricații cu aproximativ două secole. ^[2] Difuzarea tehnicii în afara țării a fost lentă; alte popoare știau hârtie, dar nu puteau înțelege cum a fost produsă, iar chinezii erau hotărâți să-și apere secretul.

Conform tradiției, cartea a fost produsă pentru prima dată în 105 de Cai Lun, un eunuc al curții chineze Han a împăratului He . Materialul (hârtia) folosit a fost probabil scoarța dudului de hârtie ( Brussonetia papyrifera ), tratată corespunzător și filtrată într-o matriță de bețe de bambus . Cea mai veche hârtie cunoscută din care a supraviețuit un eșantion a fost făcută din cârpe în jurul valorii de 150. Pentru încă cinci sute de ani, arta fabricării hârtiei a fost limitată la China, dar în 610 a fost introdusă în Japonia și, în jurul anului 750 în Orientul Mijlociu . Hârtia a apărut în Egipt în jurul anilor 1800, dar nu a fost fabricată până în anii 1900 (vezi papirus ).

Utilizarea sa a fost introdusă în Europa de arabi care au descoperit secretul procesării în urma bătăliei Talasului din 751 împotriva chinezilor. Cu acea ocazie au capturat câțiva producători de hârtie și au început mai întâi producția lor în Samarkand . Prin urmare, se vorbește despre o fabrică de hârtie construită în al-Andalus (Spania islamică), la Játiva , în jurul anului 1150. Sicilia, sub stăpânirea islamică, ar fi putut fi primul teren european în care a fost construită o fabrică pentru tratarea deșeurilor de bumbac , conform tehnicilor învățat deja în a doua jumătate a secolului al VIII-lea . ^[3]

O mărturie deosebit de autoritară este cea a călătorului arab Ibn Ḥawqal , ^[4] care a vizitat Palermo (Balarm) în 972. El relatează că, printre obiectele pe care le-a văzut, era exact hârtie. Întrucât dovezile lipsite de producție "internă" la fața locului, pare probabil că a fost la Palermo , capitala insulei (capitala greacă era Siracuza și cea a berberilor era Girgenti ), au fost pregătite de autoritățile Aghlabid , kalbids siciliene sau Fatimidi a ṭirāz special: un laborator aflat sub controlul direct al conducătorilor, în care se fabrica hârtie, așa cum se obișnuia pentru orice capitală a guvernării islamice , chiar și în scopuri de prestigiu.

Prima fabrică de hârtie din teritoriul creștin italian datează din aceiași ani (al treilea sfert al secolului al XII-lea ), atribuită figurii lui Polese da Fabriano care a plantat-o ​​pe Rin lângă Bologna ^[5] . În secolele următoare arta s-a răspândit în majoritatea țărilor europene. Introducerea tiparului mobil, la mijlocul secolului al XV-lea de către Johannes Gutenberg , c.1400-1465, a facilitat imprimarea cărților și a stimulat foarte mult fabricarea hârtiei. Consumul crescut de hârtie din secolele al XVII - lea și al XVIII-lea a dus la o lipsă de cârpe, la acea vreme singura materie primă satisfăcătoare cunoscută de producătorii europeni, dar niciuna dintre diferitele încercări de a găsi alternative valide nu a avut succes. În același timp, s-au făcut eforturi pentru a reduce costul hârtiei prin dezvoltarea unei mașini care să înlocuiască procesul de producție manuală.

Prima mașină a fost construită de inventatorul francez Louis Nicolas Robert în 1798. Mașina lui Robert a fost ulterior îmbunătățită de frații și editorii britanici George și Sealy Fourdrinier care, în 1803, au fabricat prima mașină care le va purta numele. Problema fabricării hârtiei folosind o materie primă ieftină a fost rezolvată în jurul anului 1840, odată cu introducerea procesului de defibrare a lemnului, care a fost astfel redus la pulpă de celuloză și, aproximativ zece ani mai târziu, a proceselor de producere a pastei. China , Statele Unite și Canada sunt în prezent cei mai mari producători mondiali de hârtie, celuloză și produse din hârtie; o cantitate considerabilă de celuloză și hârtie de ziar este produsă și de Finlanda , Japonia și Suedia .

America

În America, descoperirile arheologice indică faptul că fabricarea hârtiei era deja cunoscută de Maya încă din secolul al V-lea . ^[6] Numitul amatl a fost răspândit printre civilizațiile precolumbiene până la sosirea cuceritorilor spanioli. Chiar și astăzi, în cantități modeste, hârtia este făcută folosind tehnica tradițională mayașă.

Japonia

Tehnica a ajuns în Japonia din Coreea , în jurul anului 610 adusă de un călugăr budist , Dam Jing din Goguryeo . Produs inițial cu rafie de dud , a fost îmbunătățit de japonezi și încă din secolul al IX-lea producția de hârtie a devenit o adevărată industrie națională. Din fabrica de hârtie imperială din Kyōto au ieșit noi hârtii realizate cu fibre de dud din hârtie ( washi ), cânepă , dafne și paie . Au fost, de asemenea, primii reciclatori de hârtie din secolele XIV - XVI , se pare că decongestionează arhivele .

lumea arabă

În Orientul Mijlociu , hârtia era deja cunoscută de perși în secolul al VI-lea , importată din China de-a lungul căilor de mătase . Arabii au aflat despre asta în 637 când au intrat în Ctesiphon , capitala dinastiei sasanide , dar abia în secolul următor au fost capabili să fure secretele fabricării. De fapt, în 751 , odată cu cucerirea Samarkandului ( bătălia Talelor ), au făcut prizonieri producători de hârtie chinezi de la care au învățat procesul de fabricație. Hârtia Samarkand, fabricată din cânepă și in , a devenit în curând celebră sub numele de kaghad și a asigurat o perioadă de prosperitate pentru regiune. În timp ce cel al chinezilor a fost realizat cu fibre de dud și bambus , meșterii din Samarkand au descoperit posibilitatea de a face un tip de hârtie chiar mai subțire și mai fină cu fibrele plantei de bumbac , foarte frecvente în regiunea lor ^[7] .

Prima fabrică de hârtie din istorie a fost construită în Samarkand și imediat după aceea a fost construită a doua în Bagdad , ambele datorită Barmecidelor . Odată cu extinderea lumii arabo-musulmane, s-a răspândit și producția de hârtie: în secolul al VIII-lea în Egipt, în secolele următoare în tot nordul Africii și în secolul al X-lea Sicilia a fost un centru important pentru comerț. De la fabricile de hârtie ale sirianului Manbij (numit Bambuke de către bizantini ), produsul eliberat a devenit cunoscut în Europa cu numele de „hârtie bombacina” care, la sfârșitul secolului al X-lea (990), a fost atribuită în schimb lui Morozzi da Fabriano, care avea, de asemenea, „a folosit cârpe de in ca material.

Europa

Hârtia arabă a sosit în Europa în secolul al XII-lea : primul loc unde a fost lucrat a fost Xàtiva ( 1150 ). Importat din Damasc prin Constantinopol sau din Africa prin Sicilia , a fost un produs mediocru în comparație cu pergamentul: Frederic al II-lea într-un edict din 1221 a interzis utilizarea acestuia în documentele publice datorită naturii sale perisabile. Cu toate acestea, consumul a crescut doar datorită economiei sale hotărâte. În secolul al XIII-lea , flotele comerciale din Marea Mediterană și Marea Adriatică , finanțate de mari comercianți (în mare parte venețieni și genovezi), au împărțit piața înfloritoare.

Lucrurile s-au schimbat din 1264 când la Fabriano , în regiunea Marche , prima fabrică europeană de hârtie a început să pregătească celuloză folosind teancul hidraulic cu mai multe ciocane acționate de un arbore cu came conectat la o roată de apă . Mai eficiente decât mortarul chinezilor sau piatra de moară a arabilor, mișcată de oameni sau animale, ciocanele, lucrând pe verticală, descompun cânepa și lenjeria mai repede și mai bine, reducând astfel costurile și îmbunătățind calitatea. Războiul ( forma sau modulul ) care urmează să fie scufundat în cuvă s-a schimbat, de asemenea: țesutul de bumbac, bambus sau stuf a fost înlocuit de o țesut în alamă și va rămâne aproape neschimbat până în secolul al XVIII-lea. Dimensionarea cu orez sau amidon de grâu a fost schimbată cu una pe bază de gelatină animală - carnea - care îmbunătățește caracteristici precum impermeabilitatea sau rezistența la insecte și microorganisme. Noua tehnologie a avut un succes remarcabil și în curând au fost construite noi mori în tot nordul Italiei și, în special, pe malul vestic al lacului Garda, în valea râului Toscolano , pe teritoriul Republicii Veneția de atunci, cunoscută de atunci ca „valea fabricilor de hârtie.”. Hârtia italiană, de calitate mai bună, mai ieftină și mai ales creștină, a devenit rapid populară în toată Europa.

Monopolul hârtiei italiene a durat până la mijlocul secolului al XIV-lea , când au apărut noi centre de hârtie mai întâi în Franța și apoi în Germania. Prima jumătate a secolului al XV-lea a văzut Franța excelând în producția de hârtie, dar în a doua jumătate, datorită impozitelor mari asupra fabricilor și transportului de cârpe, cea mai mare parte a producției s-a mutat în Olanda.

În secolul al XVII-lea , a fost introdusă așa-numita mașină „ cilindru olandez ”: rezervoare inelare în formă ovală în care un cilindru prevăzut cu lame a sfărâmat și rafinat simultan fibrele. Cu olandezii, s-a obținut o hârtie mai albă și mai omogenă, deși mai puțin rezistentă, deoarece fibrele au fost tăiate și nu zdrobite.

În 1750 , englezul John Baskerville a introdus o nouă tehnică de obținere a hârtiei fără semnele căptușelilor numite hârtie țesută . Industria engleză a reușit să mențină monopolul producției timp de aproximativ un sfert de secol, dar în 1777 francezul Pierre Montgolfier (tatăl fraților Montgolfier ) a obținut foi perfect netede care au luat numele hârtiei de șervețel , nume care amintea de pergament produs cu pielea vițeilor născuți, deosebit de netedă.

Mașină cu piston pentru a bate și pregăti cârpe pentru fabricarea hârtiei într-o reprezentare din secolul al XVII-lea

În 1774 , datorită descoperirilor chimistului suedez KW Scheele , a fost posibilă utilizarea clorului pentru albirea hârtiei. Abia mai târziu se va descoperi că oxidarea clorului are efecte asupra durabilității pe termen lung. În 1807 a fost introdus un sistem de dimensionare în masă cu alum și colofoniu , mai ieftin decât cel cu gelatina animală, care, cu toate acestea, a depășit de zece ori aciditatea hârtiei.

Era industrială

Exemplu de echipament utilizat pentru prepararea hârtiei începând din cârpe

După doi ani de cercetări, în decembrie 1798 , francezul Louis Nicolas Robert a depus un brevet pentru machine à papier à long (mașină pentru realizarea unei hârtii foarte lungi). Brevetul a fost cumpărat de Didot Saint-Léger, proprietarul fabricii de hârtie Essonnes , cu promisiunea unei sume mari preluate din profituri. Pe de altă parte, Didot a făcut ca proiectul să fie perfecționat de cumnatul său, un anume Gamble, care la rândul său a fugit în Anglia, unde a depus brevetul. Perfecționată în continuare în 1803 , noua mașină a început producția industrială de hârtie.
În prima jumătate a secolului al XIX-lea , îmbunătățirile continue au redus din ce în ce mai mult costurile de producție, dar oferta limitată de materie primă, cârpe, a forțat căutarea de noi surse. Numai introducerea motorului cu aburi a dublat producția în deceniul 1850-1860 . S-au făcut încercări cu urzică , ferigă , hamei și porumb , dar niciunul dintre surogați nu a putut concura în calitate și cost cu cârpe.

În 1844, un țesător din Hainichen , Saxonia , numit Friedrich Gottlob Keller ^[11] , a depus un brevet pentru o pastă din lemn. Germanul Heinrich Voelter a îmbunătățit-o în 1846, cu invenția unui dispozitiv de defibrare format dintr-o roată mare de gresie care toacă lemnul. Produsul obținut a fost mediocru, dar potrivit pentru o utilizare incipientă: imprimarea periodică . Tocătorul va fi stabilit numai după 1860, când i se va adăuga un alt tratament: cel chimic. Primele tratamente au fost cu sodă fierbinte și potasiu , urmate de albire cu clor. Hemiceluloză și lignină se dizolvă, în timp ce celuloza rămâne intactă. Soda și potasa au fost în curând înlocuite de bisulfit care funcționează într-un mediu acid.
Din 1880, un nou proces de sulfat a făcut posibilă obținerea unei hârtii foarte puternice numite hârtie Kraft, care să revoluționeze lumea ambalajelor .

Odată cu sosirea pastei de lemn, producția a devenit masă, iar scăderea prețului a transformat hârtia într-un produs de larg consum. În Anglia, de exemplu, producția a trecut de la 96.000 de tone în 1861 la 648.000 de tone în 1900 . Țările bogate în păduri precum Scandinavia, Canada și Statele Unite au devenit noile referințe de piață. Hârtia industrială abundentă și ieftină își diversifică utilizările: în 1871 prima hârtie igienică în role, în 1906 primele pachete de lapte în carton hidroizolat, în 1907 cartonul ondulat și apoi jucării, îmbrăcăminte, elemente de mobilier, izolație electrică.

În această perioadă industrială, s-au făcut progrese, de asemenea, în studiul istoriei hârtiei. La Expoziția Universală de la Paris din 1900, filigranologul Augusto Zonghi a expus o colecție de hârtii antice Fabriano formate din 198 de dosare, 2.213 hârtii antice originale Fabriano sau mostre ale acestora din 1267 până în 1798 și un album de semne filigranate reproduse în 134 de plăci, din 1.887 filigrane antice ^[12] . Comisia de judecată a Expoziției de la Paris a definit-o ca „Unică în lume” ^[13] .

Înainte de acest timp, o carte sau un ziar era rar și prețios, iar analfabetismul era extrem de răspândit. Odată cu introducerea treptată a hârtiei economice, ziarele, caietele, romanele și alte tipuri de literatură au devenit disponibile pentru toată lumea.
Hârtia oferea posibilitatea de a scrie documente personale și corespondență, nu mai este un lux rezervat pentru câțiva. Clasa cu guler alb în sine poate fi considerată născută atât din revoluția hârtiei, cât și din revoluția industrială .

Odată cu invenția contemporană a stiloului stilografic , producția în masă a creioanelor , procesul de imprimare rotativă, hârtia a avut o pondere semnificativă în economia și societatea țărilor industrializate.

În Italia ne putem aminti în special de Pietro Miliani , care în secolul al XIX-lea, dintr-un simplu muncitor, a devenit fondatorul actualelor industrii cu același nume și progenitorul unei familii de antreprenori.

Tipuri de hârtie

Un pachet de coli de hârtie se numește ream și cuprinde în general cinci sute de coli. Relația dintre greutatea hârtiei și suprafața acesteia se numește „ greutate ”.

Materialul, în funcție de greutate, este clasificat în general în:

• 

  O coala de hartie

• 

  Cărți colorate

• 

  Carton ondulat

• 

  Hârtie igienica

de fabricație

Pe scurt, procesul de fabricație constă din diferite etape care conduc la formarea hârtiei din lemn. Principalele etape sunt:

1. Pregătirea fibrelor: pulping
2. Albire
3. Formarea și presarea foilor
4. Diverse tratamente de suprafață
5. Uscare.

Lemnul este format din:

• Celuloză (aproximativ 45%)
• Hemiceluloză (aproximativ 30%)
• Lignin (aproximativ 20%)
• Diverse extracții: terpene , rășini , acizi grași (aproximativ 5%).

Celuloza și hemicelulozele alcătuiesc fibrele lemnoase, în timp ce lignina este inter-fibra care le menține împreună. La începutul industriei hârtiei, foi au fost create manual, apoi au fost dezvoltate mașini pentru producția continuă de hârtie. Inițial acestea erau fabrici care foloseau procesul complet de la tăierea copacilor la hârtie (pe role). Astăzi, majoritatea industriilor utilizează ca materie primă celuloză produsă în altă parte (și posibil hârtie reciclată).

Cel mai des utilizat material este lemnul sau pasta de celuloză . Fibrele utilizate cel mai mult în sectorul hârtiei sunt împărțite în fibre obținute din copaci cu frunze late , fibre obținute din conifere și fibre obținute din diferite plante. Dintre copacii cu frunze late se utilizează în principal eucaliptul , fagul , mesteacanul și plopul , în timp ce printre conifere se utilizează în principal pinul , bradul , chiparosul și sequoia . Diferitele plante includ inul , bumbacul și cânepa . În zonele geografice precum Japonia , Indochina , China și Coreea , industriile locale folosesc adesea și fibre din bambus și bagas , datorită difuzării extreme a acestor materiale în zonă.

Schema de producție a hârtiei, de la lemn la role, printr-o mașină continuă

Pregătirea fibrelor: pulping

Același subiect în detaliu: Pulpă de celuloză .

Așchii de lemn utilizați pentru producția de hârtie

Mașini de prelucrare a lemnului

Având în vedere procesul care începe de la lemn, în această fază lemnul este decojit și redus la așchii , ulterior se formează paste prin ruperea legăturii ligninei în diferite moduri. Materia primă este transformată în celuloză , un amestec concentrat de fibre suspendate în lichid. Separarea fibrelor are loc atât prin metode fizice (agitare, căldură), cât și prin metode chimice ( alcaline ). Deoarece fibrele sunt derivate din surse naturale, sunt necesare mai multe etape de separare și spălare, apoi albire sau vopsire pentru a-și modifica aspectul cu cel al produsului final.

Pastele chimice ( proces Kraft )

Lignina este defibrată chimic (cu sodă caustică și sulfură de sodiu) și selectiv, lăsând fibrele de celuloză intacte: se obține o pastă maro care necesită multe înălțimi, dar hârtia finală este foarte rezistentă ( kraft , care în limba germană înseamnă puternic). Procesul prezintă dezavantaje de mediu (sulful generează mirosul ouălor putrede și există multe deșeuri apoase) și randament (doar 50% din lemn este transformat în celuloză, chiar dacă multe deșeuri sunt arse și se recuperează energia).

Paste mecanice și termomecanice (pastă de lemn de măcinat și pastă termomecanică )

Lignina este defibrată cu o măcinare exclusiv mecanică, sau termomecanică, iar fibrele celulozice sunt eliberate, dar și parțial deteriorate și fără separarea completă a fibrelor, care pot rămâne grupate în ciorchini izolate. Pulpa este foarte impură, cu conservarea tuturor substanțelor insolubile ale lemnului, inclusiv a celor incrustante: fibrele nerafinate fac ca hârtia astfel produsă să fie mai puțin rezistentă la stresul mecanic, dată fiind dificultatea fibrelor de a forma punți de hidrogen ; în plus, datorită reziduurilor ridicate din lignină , produsul final prezintă o stabilitate slabă la lumină, cu o consecință a tendinței de îngălbenire ușoară. Procesul are avantaje de producție (95% din lemn este transformat în celuloză), dar necesită multă energie mecanică, chiar dacă pasta mecanică produsă este mai ieftină decât cea chimică. Datorită acestor caracteristici, este utilizat în general în toate acele aplicații în care nu este necesară o rezistență mecanică mare sau fotostabilitate: hârtie de ziar, anuare telefonice etc.

Pastele semi-chimice (CTMP)

Procesul de formare a pastei este intermediar: lemnul este tratat chimic (cu procese mai ușoare ) și ulterior tratat cu abur și mecanic ( Chemo Thermo Mechanical Pulping ). Tratamentul separă majoritatea fibrelor, dar purificarea este doar parțială, în funcție de durată și intensitate.

Hârtia produsă este mai puternică decât cea obținută din pastele mecanice și intermediară decât cea produsă cu pastele chimice. Poate fi folosit pentru a produce hârtii acoperite.

Pregătirea fibrelor: albire

Pastele sunt de obicei albite cu clor sau dioxid de clor . Sistemele cu un impact mai mic asupra mediului folosesc oxigen și peroxid de hidrogen . PH-ul final al hârtiei variază în mod normal de la 4 la 7. Hârtia nealbită se numește, în general, „nealbită”, în timp ce hârtia albită și apoi recolorată (maroniu) se numește „avana”.

După aceste tratamente, s-a obținut o pastă care constă dintr-o suspensie de fibre purificate. De aici puteți produce baloturi de celuloză (care vor fi apoi utilizate ca materii prime de către fabricile de hârtie, prin urmare trebuie să fie amestecate din nou în pulpere) sau puteți merge direct la formarea foilor.

Formarea și presarea foilor

În cele mai vechi timpuri, pulpa preparată prin supunerea la leșiere a cârpelor de lenjerie și bumbac era diluată cu apă până la obținerea unei pulpe ușoare. „Forma” a fost scufundată în această suspensie, un fel de sită , pe care s-a depus o împletire de fibre. În această fază s-ar putea forma un filigran atunci când sârmele metalice în formă adecvată au fost agățate de „forma” care a împiedicat depunerea uniformă a pulpei, generând astfel o imagine vizibilă împotriva luminii. În acest moment, hârtia era gata și nu trebuia decât presată și uscată.

În fabricile moderne de hârtie continuă, suspensia de celuloză este drenată din cutia de cap (aproximativ 3% celuloză ca reziduu uscat ) printr-un slot la fel de larg ca mașina pe o cârpă care curge continuu: fibrele se concentrează și devin compacte (aliniate preferențial în direcția mașinii ) formând foaia inițială (aprox. 80% apă). Viteza pânzei în raport cu debitul fibrelor din cutia de cap determină „pătratul” hârtiei, adică orientarea fibrelor și, prin urmare, rezistențele mecanice transversale și longitudinale. Segue la pressatura che viene eseguita in continuo nella seccheria con dei rulli dotati di feltri: le fibre si compattano maggiormente e il foglio subisce una laminazione perdendo ancora acqua e arrivando a una concentrazione del 3-4%. Da qui nascono i termini "lato feltro" e "lato tela" della carta.

Trattamenti superficiali

La carta grezza ottenuta pressando la polpa è piuttosto assorbente e non presenta una superficie adatta per la scrittura o per altre applicazioni come la stampa (o ad esempio la siliconatura per le etichette autoadesive). Per questo motivo viene utilizzata un'ampia gamma di additivi per ottenere le proprietà desiderate. Questi vengono applicati come rivestimento sulla superficie, formando la patina .

Gli agenti patinanti sono di solito polimeri studiati per ottenere una migliore superficie su cui scrivere. Sono impiegati l' amido , il poliacetato di vinile (PVA) e molti altri prodotti per realizzare tipi diversi di carta. La patinatura può anche migliorare la superficie lisciandola. La matrice di fibra è rugosa e per renderla liscia si utilizza spesso il caolino . La carta patinata delle riviste per esempio, è ottenuta in questo modo. L'aspetto lucido (per esempio delle copertine delle riviste) è aggiunto successivamente alla stampa , applicando uno strato trasparente (come uno smalto ) sulla pagina stampata, e non è quindi una caratteristica originale della carta.

Altri additivi vengono aggiunti per migliorare altre caratteristiche specifiche della carta, a seconda delle applicazioni.

Seguendo il percorso della carta in una macchina di cartiera vengono applicati dunque dei " primer " per modificarne le caratteristiche superficiali ( sizing ). Generalmente si applicano soluzioni di alcool polivinilico e carbossimetilcellulosa , oppure una soluzione con le cariche per le carte patinate.

Essiccamento

La carta in genere esce dal trattamento di sizing con un'umidità ancora alta. Il foglio viene quindi essiccato facendolo passare ancora per una seccheria e poi calandrandolo attraverso uno o più rulli riscaldati (generalmente in acciaio) che impartiscono una certa pressione al foglio, rendendolo relativamente liscio dalla parte a contatto con i cilindri (carta calandrata).

Altri trattamenti

A seconda dei tipi di carta e delle applicazione la carta può essere ulteriormente lavorata (sia in-line , ovvero in un unico processo, sia in un processo separato off-line ). Ad esempio per produrre le carte glassine si utilizzano delle supercalandre che comprimono e scaldano la carta fino a sminuzzare le fibre, diminuendo lo spessore del foglio, aumentando il liscio: la carta acquisisce un aspetto traslucido (da cui il nome glassine che in lingua francese richiama la trasparenza del vetro ).

Applicazioni

Interno di una chiesa realizzata in cartone

La carta ha moltissime applicazioni, tra le quali possiamo ricordare:

• la scrittura: è l'applicazione principale della carta. Il foglio di carta diventa giornali, riviste, libri, quaderni, documenti per memorizzare informazioni o per comunicare. La carta può così assumere un valore per ciò che contiene, si pensi a banconote , assegni , biglietti , ricevute , titoli , ecc.

Di questi documenti, fare una copia indistinguibile dall'originale è estremamente difficile e permette di evitare abusi, come la contraffazione .

La carta stampata può essere rilegata a formare libri , opuscoli , riviste, ecc.

Nel mondo anglosassone si usa il termine dead tree edition (edizione albero morto) per indicare i documenti su carta (fabbricata da fibre vegetali) in contrapposizione a quelli conservati come file su supporti digitali ( hard disk , CD-Rom, ecc.).

Un file su computer può essere trasferito su carta per mezzo della stampante , ironicamente detta - sempre nel mondo anglosassone - mangiapiante ( tree eater ). Il processo inverso può essere effettuato con la scansione , eventualmente seguita dal riconoscimento ottico dei caratteri (OCR).

• l' imballaggio : sacchi e sacchetti per alimenti o altri prodotti, buste , fogli per avvolgere, incarti per caramelle, bustine per prodotti farmaceutici, carte da regali.
• la pulizia e l' igiene : carta igienica , fazzoletti, tovaglioli, carta da cucina , ecc.
• la costruzione di oggetti: l' aeroplanino di carta , il ventaglio di carta, il papier-mâché , l' origami , il kirigami , il vetrage , ecc.
• altre applicazioni: carte da parati, etichette, carte gommate, carte bituminate, carte abrasive.

Impatto ambientale

Lo stesso argomento in dettaglio: Carta di canapa .

La carta viene prodotta con processo industriale che, per economie di mercato, si svolge in impianti di grandi dimensioni. Gli impatti ambientali del settore sono quindi principalmente derivanti dai grandi volumi trattati di materie prime ed energetiche. I componenti principali della carta sono comunque naturali e rinnovabili ei prodotti cartari, dopo il loro impiego, sono riciclabili, biodegradabili e compostabili. La materia prima utilizzata per la produzione della carta proviene prevalentemente dal legno, la fonte di cellulosa più ampiamente disponibile in natura. L'industria della carta, tradizionalmente votata all'impiego di risorse povere e di scarto (si pensi a quando si utilizzavano gli stracci) ha inoltre sviluppato tecnologie che consentono il riciclo delle fibre di cellulosa. A oggi circa la metà delle fibre impiegate dall'industria sono di recupero, rendendo la carta il materiale più riciclato in Europa. Alla produzione della carta sono destinate le specie legnose più comuni e meno pregiate, provenienti in larga parte da foreste gestite in modo sostenibile o da colture dedicate. In Italia oltre il 75% delle fibre vergini impiegate dall'industria sono provenienti da foreste certificate secondo schemi di gestione sostenibile riconosciuti internazionalmente, i quali garantiscono che venga ripiantato più di quanto viene tagliato. Tutto il legno e la cellulosa usati dalle cartiere europee vengono inoltre sottoposti a verifica che siano legalmente tagliati e commercializzati. Nessun altro settore industriale può vantare livelli così alti di materia prima certificata per la sostenibilità. Eppure l'industria cartaria è spesso associata a fenomeni di deforestazione, sebbene solo meno del 16% del legno impiegato dall'uomo è destinata alla produzione della carta. Ad esempio la cellulosa proveniente dal Brasile, principale fornitore di materia prima per le cartiere italiane, proviene da piantagioni dedicate di eucalipto, che nulla hanno a che fare con la foresta amazzonica. L'industria cartaria è inoltre spesso associata all'inquinamento delle acque da sostanza organiche clorurate. In passato la sbianca della cellulosa era infatti basata su un processo fortemente impattante che prevedeva l'impiego di cloro gassoso. Con la crescente consapevolezza ambientale a partire dagli anni 1970, le industrie cartarie europee hanno operato una completa riconversione dei loro processi e dei loro impianti industriali, eliminando il pericoloso e inquinante cloro gassoso e sostituendolo con tecnologie basate sul biossido di cloro o su reagenti privi di cloro. I principali aspetti ambientali legati alla produzione cartaria solo dovuti alle emissioni in acqua. L'acqua è infatti il “motore” del processo produttivo e viene impiegata in grandi quantità. Il 90% dell'acqua utilizzata dalle cartiere viene comunque continuamente riciclata e il consumo di acqua fresca che viene reintegrata nel processo si è fortemente ridotto nel tempo. Oggi servono in media 22 litri d'acqua per produrre un kg di carta, mentre negli anni '70 ne servivano più di 100. L'acqua impiegata nelle cartiere non è comunque persa, ma viene restituita al corpo idrico superficiale dopo essere depurata. Trattando quasi esclusivamente sostanze naturali, le emissioni delle cartiere non registrano la presenza di inquinanti tossici o persistenti ei parametri più comunemente impiegati per misurare la presenza di inquinanti sono il COD (domanda di ossigeno) e il TSS (solidi in sospensione), trattati per mezzo di impianti di depurazione chimico-fisica o biologica. L'asciugatura della carta è un processo ad alta intensità energetica e il consumo di energia, con le associate emissioni di gas serra e di NO _x sono quindi aspetti ambientali significativi. Le cartiere in Europa sono il principale utilizzatore di biomassa per la produzione di energia e in Italia utilizzano quasi esclusivamente gas naturale, il meno inquinante dei combustibili fossili. La ricerca di una sempre migliore efficienza energetica negli ultimi 20 anni ha portato il settore a ridurre i consumi energetici per la produzione di un kg di carta del 20%. Un forte risparmio in termini di consumi di combustibile e di emissioni è dato dall'impiego di tecnologie di generazione combinata di energia elettrica e calore, entrambi utili per il processo. Le cartiere sono il settore industriale che più di chiunque altro ha investito in queste tecnologie, che permettono un risparmio di energia dell'ordine del 30%. Da segnalare infine l'impatto ambientale correlato alla generazione di residui da parte della produzione cartaria. Tali residui sono essenzialmente fanghi derivanti dalla depurazione delle acque reflue e gli scarti derivanti dal riciclo. Quest'ultimi in particolare sono composti prevalentemente da materiali non cartacei che non vengono separati nella raccolta differenziata e da fibre non recuperabili e rappresentano la quantità più elevata, ma sono sempre e comunque una minima parte rispetto al rifiuto evitato grazie al riciclo. Ogni anno in Italia grazie al riciclo si evitano infatti 20 discariche di media dimensione.

Problemi di conservazione

Un foglio di carta al SEM del MUSE

La necessità di incrementare la produzione di carta ha fatto sì che si sviluppassero macchinari e tecniche per renderne più celere la preparazione, cosicché quello che in origine era un prodotto di eccellente qualità, preparato con fibre lunghe di cellulosa – ricavate quasi sempre da tessuti, cordami e abiti già utilizzati, prevalentemente di canapa e di lino , venduti agli straccivendoli – e incollato con colla proteica, cambiò gradualmente le proprie caratteristiche merceologiche. La preparazione della polpa fu accelerata con l'introduzione della macchina olandese, che riduceva gli stracci in poltiglia con un impianto metallico. In seguito, già nel XVIII secolo , con l'aumentata disponibilità di stracci da usarsi come materia prima, furono introdotti sbiancanti a base di cloro .

Infine, nel XIX secolo , si diffuse l'uso della collatura in macchina ad allume e colofonia , e vi fu l'introduzione delle prime paste prodotte dalla lavorazione e dallo spappolamento del legno , e non più delle fibre tessili . La qualità del prodotto era quindi sempre più scadente e la carta prodotta tendeva con estrema facilità a ingiallire ea diventare fragile, a causa della maggiore quantità di lignina . ^[15]

Oltre a questi difetti "intrinseci" della fabbricazione della carta, possiamo ricordare ulteriori fattori di deterioramento:

• danni fisici, strappi, usura;
• i raggi ultravioletti (es. luce solare, bulbi fluorescenti) che provocano l'ossidazione della cellulosa;
• polvere , che crea un ambiente accogliente per insetti e batteri;
• umidità , che favorisce lo sviluppo di muffe ;
• inquinanti aggressivi, tra cui a volte gli stessi inchiostri chimicamente instabili ei depositi lasciati dalle dita dei lettori;
• animali (es. topi) e insetti (es. tarli, termiti) che si nutrono di carta;
• batteri, funghi e muffe.
• processi di ossidazione degli accumuli di materiali metallici (soprattutto ferro, ma anche rame) già presenti nel materiale cartaceo. A tali processi è probabilmente riconducibile la formazione di macchie pigmentate bruno-rossastre, note sotto il nome di foxing .

Note

Bibliografia

• Pierre-Marc de Biasi , La carta: avventura quotidiana , Electa/Gallimard, 1999, ISBN 88-445-0162-7 .
• ( EN ) Robert I. Burns: Paper comes to the West, 800–1400 In: Uta Lindgren: Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation 4. Auflage. Gebr. Mann, Berlin 1996, ISBN 3-7861-1748-9 , pp. 413–422.
• ( DE ) Peter F. Tschudin: Werkzeug und Handwerkstechnik in der mittelalterlichen Papierherstellung In: Uta Lindgren : Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation 4. Auflage. Gebr. Mann, Berlin 1996, ISBN 3-7861-1748-9 , S. 423–428.
• ( DE ) Alfred Schulte: Papierpresse, Druckerpresse und Kelter In: Gutenberg-Jahrbuch (1939), S. 52–56.

Voci correlate

• Carta di canapa
• Carta patinata
• Carta da archivio
• Cartone
• Formato carta
• Grammatura
• ISO 216
• Legno
• Materiale composito
• Museo della Carta e della Filigrana
• Riciclaggio della carta
• Stampa (processo)
• Tipografia
• Filigrana (codicologia)
• Macchinari per la carta

Altri progetti

• Wikiquote contiene citazioni di o su carta
• Wikizionario contiene il lemma di dizionario « carta »
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su carta

Collegamenti esterni

• ( IT , DE , FR ) Carta , su hls-dhs-dss.ch , Dizionario storico della Svizzera .
• ( EN ) Carta , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Industria della carta. ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , su www2.ing.unipi.it .
• Consorzio Nazionale Recupero e Riciclo degli Imballaggi a base Cellulosica , su comieco.org .
• Il museo della carta di Fabriano , su museodellacarta.com .

Portale Chimica

Portale Materiali