Produzione della Carta

La produzione della carta si articola in due fasi fondamentali. Innanzitutto, la materia prima fibrosa, la cellulosa proveniente da legno da pasta, fibre non legnose o carte riciclate, viene trasformata in pasta, una massa di fibre adatta alla fabbricazione della carta. In secondo luogo, questa pasta viene intrecciata e legata in una struttura a foglio, formando la carta. Il processo di spappolamento separa le fibre per cartiera dal legno.

I tre tipi principali di pasta sono la pasta meccanica, la pasta termomeccanica (TMP) e la pasta chimica. Ogni tipo produce carta con caratteristiche qualitative distinte.

Il legno è costituito da fibre di cellulosa tenute insieme dalla lignina, una sostanza simile a una colla. La qualità della carta migliora generalmente con la rimozione della lignina, poiché la lignina causa scolorimento nel tempo. Lo spappolamento chimico rimuove la lignina, mentre i metodi meccanici e termomeccanici no.

Pasta meccanica. I tipi principali sono la pasta di legno macinato, ottenuta premendo il legno da pasta contro una mola abrasiva rotante, e la pasta meccanica di raffinazione (RMP), creata facendo passare i trucioli di legno attraverso un raffinatore a dischi.

Pasta termomeccanica. La pasta termomeccanica (TMP) si produce cuocendo trucioli di legno o segatura sotto pressione con vapore per ammorbidire la lignina. I trucioli ammorbiditi vengono poi macinati in pasta usando un raffinatore a dischi e sbiancati per la bianchezza. Questo processo produce carte più bianche e luminose, con buona opacità per la stampa fronte-retro. Molti quotidiani di alta qualità utilizzano la TMP.

Pasta chimica. Lo spappolamento chimico è il metodo più costoso e produce carte della massima qualità. I trucioli di legno vengono cotti sotto pressione in un liquore chimico progettato per decomporre e rimuovere la lignina. La pasta risultante viene pulita e sbiancata, producendo una carta bianca brillante con eccellente permanenza. Lo spappolamento chimico libera le fibre di cellulosa dal legame della lignina.

Durante lo spappolamento chimico, le sostanze chimiche dissolvono la lignina e l'emicellulosa per liberare le fibre di cellulosa. Lo sbiancamento rimuove la lignina e l'emicellulosa residue. Lo spappolamento chimico ha una resa dal 45% al 55%, significativamente inferiore alla resa del 90% o superiore dei metodi di spappolamento meccanico. I processi utilizzano acidi come l'acido solforoso e alcali come la liscivia (soda caustica).

Pasta semichimica. Le paste semichimiche si producono cuocendo delicatamente i trucioli di legno con sostanze chimiche, tipicamente solfito di sodio o una piccola quantità di un sale alcalino come carbonato, bicarbonato o idrossido di sodio. Questa cottura rimuove parzialmente e ammorbidisce la lignina, indebolendo il legame tra le fibre. I trucioli vengono poi sottoposti a raffinazione a dischi per la fibrazione, seguita da un lavaggio chimico. Lo spappolamento semichimico trattiene una considerevole quantità di lignina, con rese dal 60% all'80%. Lo sbiancamento riduce la resa, come in tutti i metodi di spappolamento.

Sbiancamento della pasta. La pasta di legno non sbiancata varia nel colore dal crema al marrone scuro; i sacchetti di carta marroni sono realizzati con pasta non sbiancata. Lo sbiancamento rimuove la lignina residua senza danneggiare gravemente le fibre di cellulosa, producendo carta più bianca che migliora il contrasto di stampa e consente carte colorate più brillanti.

Preparazione della pasta e raffinazione. Le fibre in pasta richiedono un ulteriore trattamento, chiamato preparazione della pasta, prima di formare carta di alta qualità. Questo processo comprende la raffinazione delle fibre e la loro miscelazione con materiali non fibrosi per ottenere le proprietà desiderate della carta. Sebbene la carta venga formata su una macchina continua, molte caratteristiche sono determinate durante la preparazione della pasta.

La raffinazione utilizza raffinatori a cilindro, raffinatori conici (jordan) o raffinatori a dischi per sottoporre le fibre ad azioni di spazzolatura, taglio, sfilacciamento e accorciamento. Queste azioni fanno gonfiare e ammorbidire le fibre e sviluppano fini peli superficiali, favorendo il legame e creando una carta più resistente.

Durante la preparazione della pasta, le fibre di cellulosa vengono miscelate con cariche, collanti interni, coloranti, pigmenti colorati e altri additivi che conferiscono proprietà specifiche alla carta.

Formazione della carta. La maggior parte delle carte da stampa è prodotta su macchine continue Fourdrinier, così chiamate dai loro inventori Henry e Sealy Fourdrinier. La pasta viene miscelata con grandi quantità di acqua prima della fase di formazione, raggiungendo un rapporto del 99% di acqua. Questa miscela di pasta e acqua, chiamata impasto, viene poi drenata e pressata per formare un nastro continuo di carta.

La sostenibilità resta un fattore determinante, con una crescente attenzione ai sistemi idrici a ciclo chiuso e ai metodi di produzione a basso consumo energetico. Anche i progressi della stampa digitale richiedono carte con specifiche caratteristiche prestazionali, influenzando la scelta della pasta e i trattamenti di finitura.

Supercalandratura

. La carta supercalandrata si ottiene facendo passare la carta finita in macchina attraverso la supercalandra, Figura 5-4, una macchina composta da rulli alternati in acciaio lucido e carta compressa o cotone che ruotano insieme sotto alta pressione. Essa comprime la carta e ne aumenta la levigatezza superficiale e la lucentezza.

Carte patinate

. L'operatore della macchina da stampa spesso utilizza la pressa per applicare una verniciatura sulla carta dopo la stampa, di solito per scopi protettivi o estetici. Tuttavia, anche il cartotecnico può applicare un rivestimento sulla superficie della carta per renderla più adatta all'uso finale. Le carte patinate sono supporti che hanno ricevuto un rivestimento minerale, di solito caolino, per migliorarne la stampabilità e l'aspetto. Sono disponibili in varie finiture. I rivestimenti migliorano la bianchezza della carta, la resistenza al distacco, la resistenza all'acqua, la ritenzione dell'inchiostro, l'opacità, la lucentezza e la qualità di stampa complessiva. Di solito, la carta è patinata su due lati (C2S).