L’articolo descrive la storia della carta, a partire dalla sua invenzione sino ai giorni nostri, illustrando le fasi di fabbricazione e le sue diverse caratteristiche. Di seguito, un grafico che riporta nel dettaglio gli argomenti trattati.
A cura di Valeria Guarino 5 AT Proff. Adessi, Cavallo a.s. 2017/2018
La carta
Cenni storici
La fabbricazione
Le principali tipologie e classificazione
Caratteristiche chimico-fisiche
Sommario Cenni storici ………………………………………………………………………………………………………………. 3 La fabbricazione della carta …………………………………………………………………………………………. 4 Operazioni post-stampa ……………………………………………………………………………………………… 6 Le principali tipologie di carta …………………………………………………………………………………….. 7 La classificazione delle carte da stampa ……………………………………………………………………….. 7 Altri tipi di carta Woodfree Coated ………………………………………………………………………………. 7 Le caratteristiche chimico-fisiche della carta ………………………………………………………………… 8
LA CARTA
2
Illustrazione di una parte del processo di fabbricazione della carta nell’antica Cina.
S
Sulla base di alcuni ritrovamenti archeologici, il primo impiego della carta è collocabile alcuni secoli prima di Cristo, ma l’invenzione viene ufficialmente attribuita ad un cinese di nome Ts’ai Lun, nel 105 d.C. Secondo la leggenda, Ts’ai Lun si trovava sulle rive di uno stagno, adibito a lavatoio, accanto ad una lavandaia che stava sciacquando energicamente alcuni panni sporchi. Notò che a causa dello strofinamento, si staccarono delle fibre di tessuto, che si raggrupparono in un velo ai suoi piedi. Incuriosito, raccolse il sottile velo e lo mise ad essiccare, ottenendo così un “foglio” di colore biancastro e di una certa consistenza. Dopodiché, nel VII secolo la fabbricazione della carta passò prima in Corea e successivamente in Giappone; nell’VIII secolo si diffuse anche in Occidente, in seguito ad una guerra, al termine della quale gli arabi fecero prigionieri alcuni cinesi, che gli insegnarono la fabbricazione della carta. Furono gli arabi a diffondere in seguito la carta anche in altri territori, come la Spagna e la Sicilia (Palermo). Dall’Italia, la produzione passò nel resto dell’Europa e particolarmente in Francia, Paesi Bassi e Inghilterra. Fino ai primi decenni dell’Ottocento, il ciclo di produzione della carta rimase invariato; ma, l’aumento delle richieste, soprattutto grazie alla diffusione dei periodici, portò all’introduzione di tecnologie innovative.
Ad oggi, la carta è uno dei materiali più importanti nel settore grafico. Con l’avvento della tecnologia, si pensava che i prodotti multimediali avrebbero ridotto la quantità di carta prodotta, ma, contro tutte le aspettative, la carta continua ad essere la materia prima maggiormente utilizzata. La carta è un prodotto formato da un sottile strato di fibre di cellulosa, insieme a collanti, cariche minerali e coloranti. Le materie prime per la sua produzione sono cambiate nel corso dei secoli. Inizialmente, venivano usati stracci di origine vegetale di colore bianco o leggermente colorati, oppure la paglia. Nell’800 la crescente richiesta di carta ha portato all’estrazione della cellulosa dal legno. Il legno è formato dalla cellulosa e dalla lignina, una caratteristica negativa, in quanto tende a far ingiallire nel tempo la carta. Dal legno si ricava la pasta legno, la pasta di cellulosa ed altre materie fibrose. La pasta legno, detta anche pasta meccanica, è il materiale di base per la produzione della carta. Si tratta di un materiale fibroso che si ricava dai tondelli di legno, tramite operazioni puramente meccaniche, senza subire nessun trattamento chimico. La pasta di cellulosa, o pasta chimica, è quella che si ottiene dalla cellulosa che si trova nel legno secco. Per poterla estrarre è necessario separarla dagli altri componenti con mezzi chimici. LA CARTA
3
Schema riassuntivo delle diverse fasi che portano alla realizzazione della carta.
La fabbricazione della carta inizia con il taglio degli alberi; i tronchi vengono ridotti in tondelli e in seguito trasportati in cartiera. Successivamente, i tondelli vengono inseriti, tramite un nastro elevatore, all’interno della scortecciatrice, un grande cilindro, ricoperto per due terzi di acqua, che ruota lentamente. I tondelli, per effetto del rotolamento e dello sfregamento gli uni contro gli altri, perdono la corteccia, che viene poi raccolta e bruciata. Questo passaggio è indispensabile, in quanto la corteccia è ricca di sughero e priva di cellulosa, pertanto rappresenta un elemento di disturbo per la purezza della pasta legno. Dopo aver eliminato la corteccia, è necessario ridurre i tondelli in parti più piccole; questa operazione può essere effettuata da due macchine: la sminuzzatrice, che li riduce in minuzzoli e la sfibratrice, che li riduce in fibre. Entrambe danno come risultato finale dei pezzetti di legno, che vengono chiamati chip. I chip ottenuti vengono messi all’interno del vibrovaglio,
che effettua una prima superficiale divisione tra la parte buona e gli scarti. Il vibrovaglio è formato da una rete metallica, che lascia passare la parte buona e trattiene gli scarti, che vengono poi recuperati e rimessi in circolo, dopo essere passati attraverso un raffinatore degli scarti. In fondo al vibrovaglio, la parte buona viene raccolta ed inviata all’assortitore centrifugo, una struttura cilindrica, mantenuta in costante rotazione. È formato da un cestello forato, che lascia passare l’ulteriore parte buona e trattiene altri scarti, che vengono anch’essi recuperati e rimessi in circolo. In questa fase, le fibre non sono ancora di ottima qualità, per cui è prevista un’ulteriore operazione di epurazione tramite gli idrocicloni. Gli idrocicloni impiegano forze centrifughe, che consentono di eliminare le impurità, ottenendo come risultato finale un impasto. Prima di essere inviato alla torre di imbianchimento, l’impasto viene inserito nell’addensatore, Chip di legno. LA CARTA
4
che viene utilizzato per eliminare l’acqua in eccesso. Anche in questo caso, l’acqua che viene eliminata non viene scartata, ma recuperata e inviata nel reparto di produzione della carta dove è necessario il suo utilizzo. Dopo questa ultima operazione, l’impasto carico di fibre di ottima qualità è pronto per essere inviato alla torre di imbianchimento. Nella torre di imbianchimento si effettua l’operazione di sbianca, che attenua il colore giallo della materia fibrosa, senza però avere effetti sulla lignina. I procedimenti per rendere più o meno bianca la carta sono diversi e danno come risultato finale carte di qualità diversa. La carta prodotta con la pasta legno ha scarsa resistenza meccanica e contiene la lignina del legno, che comporta evidenti alterazioni per effetto della luce, dell’umidità e del calore, portando all’ingiallimento della carta. Nonostante questo, ha un prezzo molto più economico, presenta una buona stampabilità e può dare carte con elevato grado di liscio. Per questi motivi, la pasta legno viene impiegata per la realizzazione delle carte dei quotidiani, dei periodici, delle carte da parati e di alcuni tipi di carta patinata.
La cellulosa invece, nel processo di fabbricazione della carta, subisce sostanzialmente le stesse fasi della pasta legno, sino all’addensamento. Dopodiché si effettua la lisciviatura, un trattamento chimico che viene effettuato in appositi bollitori. L’impasto legnoso viene trattato, sotto pressione, ad alta temperatura (150180°C) con una sostanza chimica, chiamata liscivio. Dopo la cottura, la massa liquida viene trasferita in appositi filtri di lavaggio e altri assortitori, dove vengono eliminati nodi e incotti, ottenendo un impasto di migliore qualità rispetto alla pasta legno. Dopodiché l’impasto carico di acqua viene inviato alla macchina continua in piano, che provvede alla realizzazione della bobina di carta.
L’impasto carico di acqua (100%) viene introdotto nella cassa di flusso, che distribuisce il materiale sulla tavola di fabbricazione, detta anche piana. Successivamente, il nastro metallico riceve l’impasto ad alta velocità e lo trasporta alle presse umide, dette anche aspiranti, dove comincia a perdere gradualmente l’acqua. In questo momento la percentuale di acqua presente è circa il 70%. Per eliminare completamente l’acqua, l’impasto passa attraverso due seccherie. Nella prima seccheria l’impasto entra con una temperatura di circa 12°C e viene portato gradualmente alla temperatura di 100°C, in modo da far evaporare l’acqua. Grazie a questo processo, l’impasto si trasforma definitivamente in nastro di carta. Nella seconda seccheria si ha una continua perdita di umidità e la temperatura viene gradualmente ridotta, per permettere al nastro di carta di raffreddarsi lentamente.
La macchina continuo in piano.
Fra la prima e la seconda seccheria si trova il gruppo collante, che svolge l’operazione di collatura superficiale. La pressa collante è composta da due cilindri sovrapposti, dai quali passa il nastro, che riceve la colla (operazione di collatura in superficie) oppure la patina (operazione di patinatura), nel caso in cui la colla sia stata già inserita nell’impasto. All’uscita dalla seconda seccheria il nastro di carta essiccato, che si presenta con un grado di umidità del 5 %, viene fatto passare nella liscia di macchina, strumento formato da una serie di cilindri metallici, che permette di rendere la carta più liscia e compatta.
LA CARTA
5
Dopodiché si effettua un’operazione di lucidatura accurata del nastro, che passa dal cilindro Yankee, presente all’interno della macchina continua in piano. È di dimensioni molto elevate ed è riscaldato a temperatura costante. Le carte che subiscono questo trattamento vengono chiamate monolucide, e risultano particolarmente adatte per manifesti o alcuni tipi di carte da imballaggio. All’uscita dal cilindro Yankee, il nastro di carta passa attraverso il cilindro raffreddatore, che conferisce alla carta il giusto grado di temperatura e umidità. A questo punto il nastro di carta può essere arrotolato. L’arrotolatore è un dispositivo che svolge tre funzioni: avvolge il nastro di carta in bobina, lo taglia quando la bobina è completa e lo avvolge su una nuova anima, ossia un tubo di cartone, ottenendo un rotolo di circa 10 metri, pronto per essere tagliato nelle dimensioni opportune per le macchine da stampa.
Il cilindro Yankee, di oltre 102 ton.
L’arrotolatore.
La collatura
La patinatura
La calandratura
La collatura è l’operazione che completa un foglio di carta, rendendolo pronto per la stampa. Questa operazione è fondamentale, in quanto la buona parte della carta prodotta viene destinata alla stampa e i fogli devono possedere delle specifiche caratteristiche, adatte a ricevere materiali fluidi. Si possono effettuare due tipi di collatura: - la collatura in impasto, che consiste nell’aggiungere, durante la preparazione dell’impasto, una serie di additivi opportuni. Il materiale più utilizzato è la colofonia. - la collatura in superficie, che consiste nell’applicare la sostanza collante sulla superficie del nastro di carta già formato. I materiali più utilizzati sono gli amidi (di mais e patate), che non inscuriscono la carta, ma anche i prodotti siliconici.
La patinatura è un trattamento superficiale, che viene eseguito per ottenere una carta di qualità ancora migliore. Questa operazione consiste nel rivestire la carta con un sottile strato di sostanze (patina) che rende la carta più liscia e resistente, più gradevole alla vista e particolarmente adatta alla stampa. Si possono seguire due metodi diversi di patinatura: - la patinatura in macchina, che avviene durante il ciclo di fabbricazione della carta. la patinatura fuori macchina, che avviene con macchine appositamente costruite.
La calandratura è un altro trattamento superficiale, generalmente effettuato dopo la patinatura. Questa operazione conferisce alla superficie della carta un buon grado di liscio e di lucido. L’operazione consiste nel far scorrere il nastro di carta attraverso una serie di cilindri posti a contatto fra loro, che per mezzo di un’azione combinata della pressione con lo strisciamento del foglio, si ottiene un incremento del grado di liscio e di lucido.
LA CARTA
6
Le principali tipologie di carta sono la carta ad uso mano e la carta patinata. La carta ad uso mano, detta anche naturale o non patinata, è un tipo di carta che non subisce trattamenti chimici, consente un’ottima resa sul tratto (disegno dalle linee nette e nitide) e di conseguenza sul carattere di stampa. Per questi motivi, la carta non patinata viene maggiormente utilizzata per la realizzazione di libri di solo testo, come i romanzi o i prodotti con poche immagini. La carta patinata, invece, è una carta che viene resa lucida grazie al processo di patinatura. Inoltre, assorbe meno inchiostro rispetto ad altre naturali, e per questo è quella con la miglior resa nella stampa di foto e di immagini. Infatti, il minor assorbimento di inchiostro consente di ottenere colori più brillanti e definiti, facendo risaltare maggiormente le immagini. La carta patinata può presentare diversi fattori di lucidezza, o gradi di lucido): lucida (gloss) tra 50 e 80, satinata (silk) tra 20 e 40 e opaca (matte) tra 10 e 20.
WFC Woodfree Coated – Patinata senza pasta legno. MWC Medium weight coated – Patinata Hi-Brite LWC High bright ness low weight coated – Patinatino. Std LWC Standard low weight coated Patinatino, patinata leggera. MFC Machine finished coated – Patinata in macchina. SC Supercalandered – Satinata o supercalandrata. INP Improved newsprint – Giornale migliorato. SNP Standard newsprint – Carta da giornale.
La GardaGloss Art è una carta patinata senza legno, ha una superficie lucida e un’alta rigidità. È prodotta in ambiente neutro, senza acidi, ed è resistente all’invecchiamento. Ha un’ottima stampabilità e macchinabilità. Inoltre, può essere utilizzata per molteplici lavorazioni industriali post stampa.
La GardaMatt Art ha una superficie opaca e massima levigatezza. Anch’essa prodotta in ambiente neutro, è resistente all’invecchiamento. Ha un’alta rigidità e una buona resa in spessore, oltre che una buona macchinabilità e stampabilità. È elegante e raffinata.
La GardaPat Art è una carta patinata senza legno, con superficie opaca e vellutata, ad alto spessore (volume 1.3). È prodotta in ambiente neutro, senza acidi, e ha una tinta calda naturale. Questa carta esalta la stampa di sfumature e mezzi toni, per cui è ideale per la stampa in quadricromia e in duotono. Inoltre, è OBA-free, cioè non è stata sbiancata non sbiancanti ottici.
LA CARTA
7
La grammatura: È il peso della carta espresso in grammi per un metro quadrato di superficie. Secondo la grammatura le carte possono essere classificate in: Carta bibbia: 25-35 g/m2 Carta leggera: 35-60 g/m2 Carta da stampa: 60-115 g/m2 Carta ruvida o bouffant: 115-220 g/m2 Cartoncino: oltre 220 g/m2.
ISO
Brightness:
È un attributo percettivo del colore e, in italiano, significa “brillanza”, ma il significato è ben distante dalla parola in sé per sé. In realtà la ISO Brightness, chiamata anche grado di bianco, è la misura del fattore di riflessione della luce nella regione blu. In altre parole è la misura della bianchezza della cellulosa e della carta.
Il volume: Il volume di una carta, detto anche mano, è il rapporto tra lo spessore di un foglio in μm (micrometri) e la sua grammatura in g/m2. Il valore tipico del volume è attorno a 1, in quanto lo spessore della carta è solitamente 0,07 mm, cioè 70 micrometri.
Grafico che riporta la lunghezza d’onda 457 nm, corrispondente alla regione blu del fattore di riflessione della luce.
LA CARTA
8
Bibliografia
Picciotto A., Tecnologie dei Processi Produttivi, inEdition “La carta”, www.wikipedia.org “Storia della produzione della carta”, www.tesionline.it “Cos’è la carta”, www.ilpost.it Glossario della carta, www.burgo.com
LA CARTA
9