Unendo pratiche antiche e tecnologia moderna, il processo di fabbricazione della carta è davvero unico. La fibra di legno o il tessuto epidermico vegetale più ampio servono come base per ricavare la polpa, la principale materia prima nella fabbricazione della carta. Il processo di produzione della carta moderna inizia con l'approvvigionamento di legno da foreste gestite e scarti di segheria. Il legno estratto viene successivamente privato della corteccia esterna e poi tagliato in pezzi più piccoli, più gestibili e di dimensioni uniformi. Questi tagli sono chiamati trucioli e trasportati alla fase di lavorazione della polpa.
Metodi di produzione della polpa
Chimico e meccanico sono i due principali processi impiegati nella fabbricazione della carta. Nella polpatura meccanica, il legno viene trasformato in fibre utilizzando energia meccanica da una pietra di macinazione o piastre di affinazione. Questa tecnica mantiene la maggior parte della struttura del legno, il che comporta una bassa resistenza e durata rispetto alla polpatura chimica. La polpa meccanica può rivelarsi economica poiché fino al 90-95% della massa di legno originale può essere trattenuta come risultato dell'elevata resa.
Per quanto riguarda la produzione di cellulosa chimica, la fase di preparazione impiega un trattamento chimico, in particolare l'opzione Kraft o solfito, contenente una soluzione che dissolverà la lignina e separerà le fibre di cellulosa. Questo processo genera una resa di cellulosa chimica tra il 40% e il 55%, poiché la lignina risultante viene rimossa durante la fase di lavaggio. La lignina rimossa migliora la qualità complessiva della cellulosa, permettendo di produrre carta più resistente e durevole che è meno suscettibile allo scolorimento.
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La trasformazione in fogli: formazione ed essiccazione
Una macchina per la fabbricazione della carta ha molte semi-macchine interconnesse che lavorano su processi coinvolti nella conversione delle materie prime in carta finita. La macchina Fourdrinier è fondamentale per la moderna produzione di carta, poiché stabilisce le basi per una produzione continua. Tutto inizia con l'iniezione di una miscela di acqua e fibre su una cinghia realizzata in rete metallica.
La sezione pressa esercita una forza meccanica sul foglio appena formato e rimuove l'umidità comprimendo le fibre del foglio. Questa sezione è composta da diversi cilindri riscaldati, il cui scopo di progettazione è quello di estrarre l'umidità residua dal foglio tramite evaporazione. Dopo aver raggiunto il livello di secchezza desiderato, il nastro di carta continuo viene avvolto su enormi bobine.
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Additivi e finiture
L'amido e altri materiali additivi sono di fondamentale importanza per supportare la tecnologia della carta, con notevoli miglioramenti nella resistenza, nella levigatezza della superficie e nella stampabilità. Nella produzione della carta, alcuni materiali come il carbonato di calcio, l'argilla e il biossido di titanio sono già noti per essere utilizzati per migliorare le proprietà ottiche e meccaniche della carta.
| Additivo | Funzione principale |
|---|---|
| Amido | Migliora la resistenza alla trazione e la rigidità |
| Carbonato di calcio | Aumenta la brillantezza e l'opacità |
| Argilla | Migliora la scorrevolezza e riduce l'assorbimento dell'inchiostro |
Sostenibilità e riciclo
L'integrazione della carta riciclata nel moderno sistema di fabbricazione della carta ha consentito alle cartiere sia di ridurre l'uso di materiali vergini sia di soddisfare gli obiettivi di sostenibilità. La prima fase è l'accumulo di carte post-consumo e post-industriali che vengono poi selezionate e pulite per la ri-polpatura. Vari rapporti stimano che l'energia utilizzata per produrre carta da fibre riciclate sia inferiore del 30-40% rispetto all'energia utilizzata per produrre carta da fibre di legno vergini.
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