Il cartone ondulato. Articolo a cura di Francesca Taurino ( con aggiunte di Valentina Dedonatis).

IL CARTONE ONDULATO.

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Un po’ di storia.

Il cartone ondulato è stato inventato e brevettato a metà dell’800, e ha tutt’ora una diffusione e un impiego impensabile. “Fatto di carta”, ma tutt’altro che fragile, il cartone ondulato, in costante evoluzione qualitativa sia nelle prestazioni che nei servizi offerti, è sempre stato e continua ad essere professionista nella nostra quotidianità.Il suo utilizzo è stato sostanzialmente quello dell’imballaggio.

Nella sua forma più semplice è costituito da due superfici di carta piana dette copertine che racchiudono una carta ondulata e che si legano tra loro con l’utilizzo di collanti naturali.

L’azione combinata delle copertine con l’onda interna conferisce rigidità e resistenza all’insieme e ne determina l’efficacia nel confezionamento e nel trasporto delle merci.

In Italia sono prodotti ogni anno circa 6 miliardi di m² di cartone che si trasformano in circa 11 miliardi di scatole.

Per cosa è nato l’imballaggio in cartone ondulato.

La funzione principale dell’imballo sono quella della protezione, conservazione, trasportabilità dei prodotti, nonché, in molti casi, la frammentazione in confezioni e dosi adatte alla distribuzione e alla vendita al dettaglio per il consumo familiare e individuale.

C’è però un’altra funzione, la cui importanza è aumentata enormemente negli ultimi decenni e continua a crescere sotto la spinta del marketing e  della pubblicità: è la funzione “immagine”, ovvero che illustra, che promuove, che fa vendere il prodotto.

Com’è fatto?

Le caratteristiche del cartone ondulato sono strettamente legate alle caratteristiche delle singole carte che lo compongono. In questo senso possiamo distinguere le carte in due macro categorie: le carte da copertina e le carte per ondulazione.

E’ un materiale che si caratterizza per due fattori:

  • Leggerezza;
  • Resistenza alla compressione;

Un’altra caratteristica che merita di essere evidenziata è quella della “fonoassorbenza”.

 Le limitazioni.

Ci sono però altrettanti fattori che ne limitano fortemente l’impiego, in particolare:

  • Difficoltà a utilizzare il cartone ondulato in condizioni di umidità elevata o quando sia richiesta la “lavabilità” dei prodotti realizzati (esistono comunque in commercio cartoni ondulati resistenti a umido, i quali hanno subito trattamenti particolari che ne migliorano notevolmente le prestazioni);
  • Impossibilità di utilizzare il cartone ondulato per impieghi che richiedano particolari prestazioni di “reazioni al fuoco” (ad esempio arredi per edifici pubblici).

Per questo motivo non esistono in commercio prodotti realizzati con carte già “trattate”, e il trattamento fatto in seguito, sul prodotto finito, presenta particolari difficoltà, proprio per la struttura stessa del cartone ondulato. Inoltre, un eventuale trattamento con vernici speciali comprometterebbe una delle principali caratteristiche, vale a dire la riciclabilità del materiale.

Le onde.

A seconda del numero di onde si parla di:

  • ONDA SEMPLICE: 2 copertine e 1 onda;
  • DOPPIA ONDA: 2 copertine, 2 onde e un foglio teso frapposto tra le due onde;
  • TRIPLA ONDA: 2 copertine, 3 onde e due fogli tesi frapposti tra le tre onde.
  • Esiste anche l’onda nuda, un cartone nel quale manca la copertina esterna e in cui l’ondulazione rimane scoperta; solitamente questo tipo di cartone viene utilizzato nel settore cartotecnico, accoppiato con una carta patinata.

L’evoluzione delle onde. 

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Classificazioni varie.

Le onde, inoltre, sono classificabili a seconda della loro altezza e quindi, a titolo esemplificativo, si possono avere onde alte, onde medie, onde basse e micro onde.

Ulteriore classificazione è quella delle copertine in base al tipo di carta utilizzata, con particolare riferimento alla composizione e alle caratteristiche meccaniche della stessa. Si possono avere quindi carte Kraft, Liner e Test.

Anche le carte per ondulazione sono classificabili a seconda delle caratteristiche meccaniche; sono identificabili carte semichimiche (S o SS) e Medium (M) o Fluting (F).

Si possono avere cartoni ondulati costituiti con carte prodotte sia da materiale riciclato sia con carte in fibra vergine. Il cartone può quindi essere costituito dallo 0% al 100% di materiale riciclato.

 

Carte per copertine.

Kraft: carta prodotta utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di conifera; tipicamente  l’80%

Liner – Test: 100% di massa derivante da recupero con prestazioni differenziate.

Carte per ondulazione.

Tipo S: carte prodotte utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di latifoglie; tipicamente maggiore al 65%.

Uso semichimica Medium o Fluting: carte prodotte utilizzando il 100% di materiale derivante da recupero, con prestazioni differenziate.

 

Prove sul cartone ondulato.

Suddivise per tipologia e per grammatura le carte che compongono il cartone, possiamo identificare e misurare le diverse caratteristiche del cartone ondulato per meglio rispondere alle diverse esigenze di impiego:

  • Grammatura del cartone: esprime il peso del cartone al metro quadrato; non sarà altro che la somma delle grammature delle copertine, più la grammatura delle onde (il peso al metro quadrato dovrà essere maggiorato secondo un coefficiente di ondulazione che varierà in base allo spessore ed al passo dell’onda) ed il peso dei collanti.
  • Spessore del cartone: misura la distanza in mm tra le due superfici esterne di un cartone ondulato.
  • Edge Compression Test (ECT): è una prova di compressione che si effettua su una striscia di cartone, volta a misura lo sforzo espresso in kN/m (nel sistema S.I.; si può ottenere comunemente anche il dato espresso in kg*cm) necessario per deformare la striscia stessa. Tale dato consente di confrontare i vari cartoni ondulati rispetto alla loro resistenza alla compressione ed è strettamente correlato con la resistenza all’impilamento degli imballi relativi.
  • Resistenza allo scoppio: misura la resistenza alla perforazione di una cartone ondulato. Si esprime in kPa nel sistema S.I. (o più comunemente in kg/cm²) ed è la misura della resistenza alla rottura di un cartone sottoposto ad una pressione in senso ortogonale alla sua superficie.
  • Box Compression Test (BCT): misura la resistenza di una scatola di cartone ondulato vuota alla compressione verticale, ovvero quanti chilogrammi può portare una scatola prima di schiacciarsi. Questo dato è fortemente correlato con quello di ECT del cartone che compone l’imballo.
  • Assorbimento d’acqua (COBB): misura in gr/m2 la quantità di acqua distillata che viene assorbita da un determinato cartone sottoposto ad una pressione di colonna d’acqua di 1 cm in un determinato intervallo temporale. Il dato che si ricava può essere utile sia per eventuali considerazione sulla stampa (dato che i colori nella stampa flexo sono a base acqua), sia nell’impiego del cartone in ambienti umidi (es. celle frigorifere o cantine).

Macchinario per stampaggio.

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Inconvenienti più diffusi nella fabbricazione del cartone ondulato.

La fabbricazione del cartone ondulato è strettamente legata al livello tecnologico del macchinario impiegato nonché alla qualità della materia prima utilizzata (la carta in bobine) ma dipende anche dall’abilità e dall’addestramento degli addetti al funzionamento dell’ondulatore. Gli inconvenienti più comuni sono:

  • Cartone prodotto con onda schiacciata o inclinata;
  • Cartone non planare o incurvato;
  • Copertine non incollate o danneggiate;

Il cartone ondulato è riciclabile e biodegradabile al 100%. Il riutilizzo del cartone permette non solo un notevole risparmio economico ma garantisce anche il rispetto dell’ambiente riducendo notevolmente il volume dei rifiuti che giungono in discarica. In Italia circa l’80% della fibra impiegata per la produzione del cartone ondulato deriva da materiale di riciclo detto macero e solo il 20% della fibra impiegata è fibra vergine proveniente da foreste ma sempre gestite secondo criteri di sostenibilità ambientale dall’industria cartaria stessa. Con il riutilizzo le fibre di cellulosa tendono a perdere le prestazioni originarie pertanto il ricorso alla fibra vergine è comunque necessario per garantire lo standard prestazionale anche delle carte più povere. Occorre ricordare, inoltre, che il cartone per uso alimentare impiegato a contatto diretto con alimenti deve essere prodotto con carte di pura cellulosa e senza contenuti di macero come previsto dal Decreto Ministeriale del 21 marzo 1973 e successive modifiche (esempio tipico il cartone per le pizze).

Con l’introduzione delle nuove normative legate al settore imballaggi, il cartone ondulato si è confermato come un materiale ecologico e molto adatto per l’imballaggio. I collanti sono ormai tutti naturali derivati da amido di mais o fecola.

Trasformato in imballaggio finito, il cartone ondulato diventa un contenitore robusto, versatile, ideale per raggruppare, trasportare e proteggere i prodotti in esso contenuti. Il modello di scatola più comune e più utilizzato per le sue doti di economicità di produzione e versatilità nell’utilizzo è senza dubbio la scatola americana.

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Cartone ondulato

Cartone ondulato

Il cartone ondulato è stato inventato e brevettato a metà dell’800, e il suo utilizzo è stato sostanzialmente quello dell’imballaggio. Nella sua forma più semplice è costituito da due superfici di carta piana dette copertine che racchiudono una carta ondulata e che si legano tra loro con l’utilizzo di collanti naturali. L’azione combinata delle copertine con l’onda interna conferisce rigidità e resistenza all’insieme e ne determina l’efficacia nel confezionamento e nel trasporto delle merci. In Italia sono prodotti ogni anno circa 6 miliardi di m² di cartone che si trasformano in circa 11 miliardi di scatole. Le caratteristiche del cartone ondulato sono strettamente legate alle caratteristiche delle singole carte che lo compongono. In questo senso possiamo distinguere le carte in due macro categorie: le carte da copertina e le carte per ondulazione.

E’ un materiale che si caratterizza per due fattori:

  • Leggerezza;
  • Resistenza alla compressione;

Un’altra caratteristica che merita di essere evidenziata è quella della “fonoassorbenza”.

Ci sono però altrettanti fattori che ne limitano fortemente l’impiego, in particolare:

  • Difficoltà a utilizzare il cartone ondulato in condizioni di umidità elevata o quando sia richiesta la “lavabilità” dei prodotti realizzati (esistono comunque in commercio cartoni ondulati resistenti a umido, i quali hanno subito trattamenti particolari che ne migliorano notevolmente le prestazioni);
  • Impossibilità di utilizzare il cartone ondulato per impieghi che richiedano particolari prestazioni di “reazioni al fuoco” (ad esempio arredi per edifici pubblici).

Per questo motivo non esistono in commercio prodotti realizzati con carte già “trattate”, e il trattamento fatto in seguito, sul prodotto finito, presenta particolari difficoltà, proprio per la struttura stessa del cartone ondulato. Inoltre, un eventuale trattamento con vernici speciali comprometterebbe una delle principali caratteristiche, vale a dire la riciclabilità del materiale.

A seconda del numero di onde si parla di:

  • ONDA SEMPLICE: 2 copertine e 1 onda;
  • DOPPIA ONDA: 2 copertine, 2 onde e un foglio teso frapposto tra le due onde;
  • TRIPLA ONDA: 2 copertine, 3 onde e due fogli tesi frapposti tra le tre onde.
  • Esiste anche l’onda nuda, un cartone nel quale manca la copertina esterna e in cui l’ondulazione rimane scoperta; solitamente questo tipo di cartone viene utilizzato nel settore cartotecnico, accoppiato con una carta patinata.

Le onde, inoltre, sono classificabili a seconda della loro altezza e quindi, a titolo esemplificativo, si possono avere onde alte, onde medie, onde basse e micro onde.

Ulteriore classificazione è quella delle copertine in base al tipo di carta utilizzata, con particolare riferimento alla composizione e alle caratteristiche meccaniche della stessa. Si possono avere quindi carte Kraft, Liner e Test.

Anche le carte per ondulazione sono classificabili a seconda delle caratteristiche meccaniche; sono identificabili carte semichimiche (S o SS) e Medium (M) o Fluting (F).

Si possono avere cartoni ondulati costituiti con carte prodotte sia da materiale riciclato sia con carte in fibra vergine. Il cartone può quindi essere costituito dallo 0% al 100% di materiale riciclato.

Carte per copertine

Kraft: carta prodotta utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di conifera; tipicamente  l’80%

Liner – Test: 100% di massa derivante da recupero con prestazioni differenziate.

Carte per ondulazione

Tipo S: carte prodotte utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di latifoglie; tipicamente maggiore al 65%.

Uso semichimica Medium o Fluting: carte prodotte utilizzando il 100% di materiale derivante da recupero, con prestazioni differenziate.

Prove sul cartone ondulato

Suddivise per tipologia e per grammatura le carte che compongono il cartone, possiamo identificare e misurare le diverse caratteristiche del cartone ondulato per meglio rispondere alle diverse esigenze di impiego:

  • Grammatura del cartone: esprime il peso del cartone al metro quadrato; non sarà altro che la somma delle grammature delle copertine, più la grammatura delle onde (il peso al metro quadrato dovrà essere maggiorato secondo un coefficiente di ondulazione che varierà in base allo spessore ed al passo dell’onda) ed il peso dei collanti.
  • Spessore del cartone: misura la distanza in mm tra le due superfici esterne di un cartone ondulato.
  • Edge Compression Test (ECT): è una prova di compressione che si effettua su una striscia di cartone, volta a misura lo sforzo espresso in kN/m (nel sistema S.I.; si può ottenere comunemente anche il dato espresso in kg*cm) necessario per deformare la striscia stessa. Tale dato consente di confrontare i vari cartoni ondulati rispetto alla loro resistenza alla compressione ed è strettamente correlato con la resistenza all’impilamento degli imballi relativi.
  • Resistenza allo scoppio: misura la resistenza alla perforazione di una cartone ondulato. Si esprime in kPa nel sistema S.I. (o più comunemente in kg/cm²) ed è la misura della resistenza alla rottura di un cartone sottoposto ad una pressione in senso ortogonale alla sua superficie.
  • Box Compression Test (BCT): misura la resistenza di una scatola di cartone ondulato vuota alla compressione verticale, ovvero quanti chilogrammi può portare una scatola prima di schiacciarsi. Questo dato è fortemente correlato con quello di ECT del cartone che compone l’imballo.
  • Assorbimento d’acqua (COBB): misura in gr/m2 la quantità di acqua distillata che viene assorbita da un determinato cartone sottoposto ad una pressione di colonna d’acqua di 1 cm in un determinato intervallo temporale. Il dato che si ricava può essere utile sia per eventuali considerazione sulla stampa (dato che i colori nella stampa flexo sono a base acqua), sia nell’impiego del cartone in ambienti umidi (es. celle frigorifere o cantine).

Inconvenienti più diffusi nella fabbricazione del cartone ondulato

La fabbricazione del cartone ondulato è strettamente legata al livello tecnologico del macchinario impiegato nonché alla qualità della materia prima utilizzata (la carta in bobine) ma dipende anche dall’abilità e dall’addestramento degli addetti al funzionamento dell’ondulatore. Gli inconvenienti più comuni sono:

  • Cartone prodotto con onda schiacciata o inclinata;
  • Cartone non planare o incurvato;
  • Copertine non incollate o danneggiate;

Il cartone ondulato è riciclabile e biodegradabile al 100%. Il riutilizzo del cartone permette non solo un notevole risparmio economico ma garantisce anche il rispetto dell’ambiente riducendo notevolmente il volume dei rifiuti che giungono in discarica. In Italia circa l’80% della fibra impiegata per la produzione del cartone ondulato deriva da materiale di riciclo detto macero e solo il 20% della fibra impiegata è fibra vergine proveniente da foreste ma sempre gestite secondo criteri di sostenibilità ambientale dall’industria cartaria stessa. Con il riutilizzo le fibre di cellulosa tendono a perdere le prestazioni originarie pertanto il ricorso alla fibra vergine è comunque necessario per garantire lo standard prestazionale anche delle carte più povere. Occorre ricordare, inoltre, che il cartone per uso alimentare impiegato a contatto diretto con alimenti deve essere prodotto con carte di pura cellulosa e senza contenuti di macero come previsto dal Decreto Ministeriale del 21 marzo 1973 e successive modifiche (esempio tipico il cartone per le pizze).

Con l’introduzione delle nuove normative legate al settore imballaggi, il cartone ondulato si è confermato come un materiale ecologico e molto adatto per l’imballaggio. I collanti sono ormai tutti naturali derivati da amido di mais o fecola.

Trasformato in imballaggio finito, il cartone ondulato diventa un contenitore robusto, versatile, ideale per raggruppare, trasportare e proteggere i prodotti in esso contenuti. Il modello di scatola più comune e più utilizzato per le sue doti di economicità di produzione e versatilità nell’utilizzo è senza dubbio la scatola americana.

CARTA – carta igienica

DEFINIZIONE : La carta è definibile come un insieme di fibre vegetali che si mantengono unite tramite legami naturali. E’ quindi un prodotto naturale, biodegradabile e riciclabile .

LE ORIGINI DELLA FABBRICAZIONE DELLA CARTA:

  • il papiro : –3000-3500 a.C. EGITTO

           -considerato come la pietra miliare per l’evoluzione storica dei supporti per la scrittura.

           -produzione :veniva fabbricato utilizzando una pianta acquatica, il cyperus papyrus, allora molto diffusa lungo il Nilo, in Palestina ed in Sicilia. La parte superiore dello stelo di questa pianta veniva tagliata in strisce longitudinali                                            basso spessore, larghe  pochi centimetri e lunghe oltre un metro. Tali strisce venivano poi disposte, l’una accanto all’altra, sopra un piano orizzontale, in modo da formare uno strato continuo e il più possibile omogeneo.Su questo primo strato se ne collocava un altro, con l’accortezza di disporre le strisce in modo trasversale rispetto alle prime. Il reticolo, così formato, veniva poi bagnato con acqua e pressato affinché le sostanze collanti contenute nelle fibre della pianta facessero aderire i due strati sovrapposti; successivamente veniva fatto asciugare all’aria.

  •    pergamena : ottenuto da una accurata lavorazione delle pelli di animali di piccola e media mole, costituì il prodotto più largamente usato in tutto il mondo civile fino alla comparsa della carta vera e propria.     
  • CINA  Le origini della fabbricazione della carta passano per la Cina. La leggenda e le ipotesi la fanno risalire alla fabbricazione dei feltri, in cui i mongoli erano maestri. Un ministro cinese, Ts’ai Lun, intorno al 105 d.C. (data ovviamente     approssimativa) sostituì, nella fabbricazione dei feltri, le fibre animali con quelle vegetali, dando così luogo a quel prodotto che oggi chiamiamo carta.

CURIOSITA’ : Per la verità la leggenda di Ts’ai Lun è un po’ più colorita, e, data la sua brevità, vale la pena di raccontarla. Ts’ai Lun si recava ogni giorno presso uno stagno adibito a lavatoio: lì, meditava ed osservava le donne lavare i panni.carta storia
Un giorno si accorse che le fibrille, precedentemente staccatesi dai panni logori, a causa dello strofinio e della sbattitura esercitati dalle lavandaie, si accumulavano e si riunivano a mo’ di tessuto. Ts’ai            Lun raccolse con delicatezza il sottile velo di fibrille feltratesi in un’ansa dello stagno stesso e lo pose ad essiccare. Nacque così un foglio di una certa consistenza, di colore biancastro ed idoneo per sopportare la scrittura.
Il primo materiale adottato da Ts’ai Lun, una volta messo a punto il procedimento di fabbricazione, fu la corteccia del gelso da carta (Brussonetia papyrifera).
La parte fibrosa della corteccia veniva messa a macerare in acqua, risciacquata e successivamente battuta in mortai di pietra fino ad ottenere una pasta uniforme di fibre cellulosiche. Questa massa di fibre opportunamente diluita con acqua veniva versata sopra la così detta «forma», costituita da una specie di graticcio ottenuto per accostamento di sottilissimi bastoncini di bambù. L’acqua passava attraverso le fenditure del graticcio e le fibre, feltratesi tra loro, restavano in superficie formando un foglio di opportuno spessore che, staccato e levato a mano dalla forma, veniva messo ad essiccare all’aria.

  • CINESI GRANDI UTILIZZATORI DELLA CARTA : -come oggetto vestiario

-scrittura

  • VI secolo risalirebbe l’uso della CARTA IGIENICA ; già allora si usava, come materia prima, un prodotto particolare, fatto con fibre di paglia di riso, più facile da preparare, meno costosa e più morbida. La carta veniva anche usata per  costruire aquiloni, lanterne e ventagli; questi ultimi erano prodotti in carta fin dal 300 quando gli imperatori della dinastia Chin vietarono, per questioni economiche, l’uso della seta per la loro preparazione.
produzione industriale
  • PASSAGGIO ALLA PRODUZIONE INDUSTRIALE
  1. – prima metà del 1800.
  2.  primo tentativo fu fatto dal francese Nicolas Louis Robert nel 1797; egli realizzò una macchina capace di produrre un foglio continuo di carta della lunghezza di 60 cm. (prima macchina continua).
  3. La continua fu poi perfezionata da Fourdrinier e Donkin.
  4. MATERIA PRIMA : era costiuita dai cenci e stracci usati, quando questi si dimostrarono insufficienti alla produzione della carta, la cui richiesta mondiale assumeva valori sempre crescenti, si iniziarono gli studi per la messa a punto di nuovi processi capaci di produrre, in grande quantità e a basso costo, quelli che saranno i succedanei della pasta di straccio
  5. Il primo materiale che sostituì in parte la pasta di straccio fu la pasta meccanica di legno, ottenuta secondo il procedimento proposto nel 1845 dal tedesco Federiko Keller.
  6. Il primo impiego della carta come materiale da imballaggio si ha negli Stati Uniti. E’ Albert Jones a brevettare, nel 1871, la carta ondulata, che viene impiegata, in sostituzione di paglia o trucioli, nelle cassette contenenti bottiglie o altri materiali da proteggere dagli urti.
  7. FINE 1800 : INNOVAZIONI DI PROCESSO : -i processi di funzionamento su cui si basavano i vecchi sistemi di fabbricazione sono infatti rimasti, nel corso degli anni, sostanzialmente inalterati.
miglioramenti legati alla : VELOCITA’ –  nel 1800 per 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; ciò significa che la produttività è aumentata di circa 1000 volte.
  • LA DIFFUSIONE DELLE TECNICHE DI LAVORAZIONE

  1. INIZIO : Cina , Giappone e CoreaL’arte cartaria si diffuse all’inizio solo in quei paesi con cui la Cina aveva rapporti commerciali quali Giappone e Corea.
  2. NEI PAESI OCCIDENTALI : grazie agli arabi
  3. Un secolo più tardi (nel 751) a Samarcanda se ne iniziò la fabbricazione secondo quello che era il processo produttivo ideato dai cinesi, 40 anni dopo anche a Baghdad sorse la prima cartiera .La produzione cartaria da parte degli arabi poté avere un forte sviluppo grazie alla ampia disponibilità di quella che si dimostrò essere una materia prima di buona qualità e basso costo, vale a dire la canapa ed il lino.Dal Medio Oriente l’arte di produrre carta si diffuse in Egitto (al Cairo) ed in tutta l’Africa settentrionale (Tunisi, Cente, Fez). Le materie prime più largamente utilizzate erano il lino e gli stracci di lino.Nel 1100 si potevano così contare circa 400 cartiere. Quando gli arabi sbarcarono in Europa, la carta venne esportata in Spagna, dove sorse la prima cartiera europea, ed in Italia.Con il trasferimento delle tecniche di produzione nel nostro continente si ebbe un nuovo mutamento nelle materie prime impiegate; le cartiere europee infatti, producevano carta esclusivamente con le fibre derivanti dai cenci e dagli stracci.In Italia l’arte della carta si affermò intorno al 1100 ad Amalfi e Fabriano .Successivamente si diffuse a Bologna, Genova, ed in
    Piemonte, Toscana e Veneto.
  4. ITALIA : merito di aver introdotto alcune importanti modifiche al procedimento arabo di fabbricazione, fra cui la battitura dello straccio con magli azionati a mezzo della ruota idraulica e la collatura con gelatina animale, che conferì alla carta quelle doti di conservabilità che facevano difetto nelle carte fabbricate con il procedimento cinese
  • Materie prime per la produzione della carta

Nella produzione della carta le materie prime si distinguono in:

  1.  Materie prime fibrose
  2.  Materie prime non fibrose

Le prime concorrono in misura prevalente alla produzione e costituiscono “il corpo” del prodotto stesso.

Le seconde servono a conferire quelle caratteristiche tecnologiche e di stampabilità richieste dal prodotto (grammatura, spessore, liscio, permeabilità, colore, lucido, stampabilità, velocità di stabilizzazione dell’inchiostro, ecc)

  • IL PROCESSO DI FABBRICAZIONE

La carta si ottiene da una sospensione di acqua e materiale fibroso in concentrazione intorno all’1%. Tale impasto viene steso su una tela tessuta ad anello chiuso e l’acqua viene eliminata per drenaggio, pressatura ed essiccamento con calore.
Il processo è basato sul principio della feltrazione, per effetto del quale è possibile unire saldamente tra loro fibre cellulosiche sospese in acqua e dare origine a un foglio di carta.
La fabbricazione della carta avviene in appositi macchinari chiamati macchine continue, prima dell’impiego di detti macchinari è necessario però svolgere alcune operazioni sulle materie prime al fine di ottenere una sospensione chiamata impasto, da cui, mediante lavorazione sulle continue, verrà poi ricavata la carta.
La materia prima fibrosa (sia essa pasta chimica, meccanica, semichimica o carta da macero), per essere trasformata in carta necessita quindi di opportuni trattamenti.

  • LA PREPARAZIONE DEGLI IMPASTI

La carta non è generalmente formata da un solo tipo di materiale fibroso, pertanto è necessario dosare, miscelare e lavorare i diversi tipi di paste a cui si aggiungono anche i prodotti ausiliari come le sostanze di carica e i collanti.
La fase di preparazione degli impasti è vitale per l’intero ciclo produttivo della carta in quanto, solo una perfetta e controllata preparazione dei prodotti fibrosi consente l’ottenimento delle principali caratteristiche che qualificheranno il prodotto finale, come la resistenza meccanica, il liscio, lo spessore, l’opacità, ecc.

  • FASI
-DI SPAPPOLAMENTO E RAFFINAZIONE

– spappolare il materiale fibroso nella vasca di un apposito macchinario, denominato pulper (o spappolatore), contenente acqua e che ha lo scopo di separare il materiale fibroso in fibre allo stato elementare.
Lo spappolatore è costituito, oltre che dalla vasca già menzionata, da una girante dotata di lame posta sul fondo del pulper stesso; il moto vorticoso creato dalla girante provoca lo sfaldamento dei fogli delle diverse paste impiegate riducendole in fibre elementari.
-Il prodotto finale di questa fase è denominato sospensione e consiste in fibre in sospensione acquosa al 4% circa.
raffinazione.
Un foglio di carta con fibre non raffinate è generalmente caratterizzato da deficienti proprietà meccaniche; esso è molto voluminoso, presenta una superficie irregolare e aperta.
Lo scopo principale della raffinazione è quindi quello di aumentare i legami tra le fibre per sviluppare solidità e resistenza del foglio.
Altri parametri modificabili dall’entità della raffinazione sono: l’opacità, la porosità, l’impermeabilità, la stampabilità, ecc. Queste variazioni delle proprietà della carta sono da ricercare nelle mutazioni che la singola fibra subisce con la raffinazione.

Durante la fase di raffinazione le fibre subiscono uno schiacciamento, e una conseguente azione di taglio, che ha lo scopo di renderle più plastiche e più flessibili; inoltre sulle loro pareti cellulari compaiono sottili filamenti che prendono il nome di fibrille. In tal modo, dato che aumentano i punti di contatto tra fibra e fibra, nella successiva fase di formazione del foglio le caratteristiche di resistenza meccanica verranno esaltate.

-LE FASI DI MISCELAZIONE , DILUIZIONE E DEPURAZIONE

  1.  prima fase del processo di trasformazione :consiste nell’omogeneizzare in maniera ottimale le materie prime fibrose tra di loro e con le altre materie di natura non fibrosa.
  2. impasto viene portato a valori di diluizione piuttosto rilevanti (circa 1% di fibre), in quanto le successive fasi di fabbricazione sono agevolate da impasti in forte diluizione con l’acqua.Questa operazione è generalmente realizzata (re)impiegando le acque di lavorazione provenienti dalle fasi successive. Ciò infatti consente di ottenere significativi benefici sia ambientali che economici, in termini di riduzione dei consumi di acqua “fresca” e di possibilità di recuperare le fibre di cellulosa e le sostanze di carica presenti nelle acque di processo.
  3. EPURAZIONE:  permette l’eliminazione di eventuali impurità (sabbia, schegge di legno, grumi vari) utilizzando i principi fisici del differente peso specifico (cleaners) e differente dimensione (epuratori verticali).
  4. DILUIZIONE :componente determinante per il successivo processo di formazione. L’accuratezza delle regolazioni assicura la costanza del parametro fondamentale, sia tecnologico che commerciale, che è la grammatura per metro quadrato, ossia il peso della carta espresso in grammi e riferito all’area di un metro quadrato.
  • IL TRATTAMENTO DEI MACERI 

– fasi di raffinazione e miscelazione dell’impasto da alcuni trattamenti specifici finalizzati a togliere dai maceri tutti i materiali estranei, chiamati contaminanti, come inchiostri, vernici, patine, plastica, vetro, punti metallici, ferro, colle, paraffina, ecc. la cui presenza può creare problemi produttivi e condizionare gravemente la qualità del prodotto finito.
-trattamentI finalizzatI  alla separazione fisica di tutti gli “inquinanti” ed inchiostri dalle fibre di cellulosa negli impianti di rigenerazione del macero sottopongono la carta riciclata a successive fasi di trattamento finalizzate alla separazione fisica di tutti gli “inquinanti” ed inchiostri dalle fibre di cellulosa.
In genere comunque la separazione delle fibre di cellulosa dalle sostanze contaminanti avviene esclusivamente per azione fisica-meccanica attraverso successive fasi di diluizione, spappolamento, filtraggio ed epurazione, in modo da togliere inizialmente le parti più grossolane e via via le più piccole. Una volta terminati tutti i trattamenti previsti, l’impasto così ottenuto può essere utilizzato, nelle fasi successive della lavorazione, con la stessa tecnica di tutte le altre carte.

  • LA TRASFORMAZIONE IN CARTA

-DEFINIZIONE : ciclo di fabbricazione della carta partendo dalle materie prime fibrose raffinate, miscelate, epurate e diluite fino alla formazione del foglio di carta, che nella sostanza, è il prodotto finito di tutto il processo.
– l’impasto fibroso viene portato su un macchinario, la macchina continua  ,mediante il quale si trasforma la sospensione fibrosa in un nastro continuo. In questa fase del ciclo la sospensione è già stata preparata allo scopo di generare carta con i requisiti fisico chimici voluti, inoltre miscelata, additivata e diluita ad una concentrazione intorno allo 0,2-0,3%.

– raggiungimento della feltrazione .Per feltrazione si intende quel fenomeno di natura fisico-chimica capace di tenere unite solidamente tra di loro le fibre cellulosiche precedentemente preparate a mezzo azione idrodinamica.
Le fibre in sospensione nell’acqua, cioè, vengono opportunamente feltrate su una tela onde trasformarle in un nastro di carta allo stato umido che, per successive lavorazioni, viene disidratato e portato allo stato secco.

  • LA CARTA DI AFFLUSSO E LA TELA FORMATRICE

L’impasto mescolato, diluito, dosato ed epurato è pronto per essere trasformato in foglio di carta. La sospensione fibrosa, molto diluita (oltre il 99% di acqua), arriva in un contenitore metallico opportunamente sagomato chiamato cassa di afflusso to  che ha la funzione di distribuire con la massima uniformità e regolarità la sospensione sulla tela formatrice evitando la formazione di vortici e schiume.
La cassa di afflusso costituisce il cuore della macchina continua, dove in pratica nasce il foglio di carta.
Essa ha in sostanza l’ingrato compito di distribuire un flusso di pasta ed acqua, in un sottile foglio largo parecchi metri, con caratteristiche uniformi su tutta la larghezza.
La tela formatrice, che è un nastro senza fine che avvolge due o più cilindri che lo fanno ruotare in continuo, ha come funzione fondamentale quella di far perdere buona parte dell’acqua contenuta nell’impasto favorendo, allo stesso tempo, l’unione tra loro delle fibre di cellulosa. Alla fine del percorso che l’impasto deve fare sulla tela, il foglio di carta comincia ad avere una sufficiente consistenza per essere staccato dal supporto su cui è adagiato e permettere quindi l’inizio di una nuova fase di lavorazione. Allorché il foglio abbandona la tela, contiene ancora una forte percentuale di umidità. Tale valore è molto variabile a seconda del tipo di macchina, di impasto e di grammatura, ma normalmente si aggira tra il 60 e l’80%.

  • LA SEZIONE PRESSE , LA SECCHERIA , L’ ARROTOLARE 

– Una volta staccato dalla tela il foglio di carta viene adagiato su un feltro ; questo è un tessuto sintetico poroso a forma di nastro continuo il cui compito, in primo luogo, è di far avanzare il foglio, su di esso posato, alla successiva sezione presse.
L’altro fondamentale compito del feltro deriva dal fatto che a questo punto del processo il foglio da solo non può essere compresso, perché la sua maggiore componente è l’acqua ed un eventuale tentativo di compressione farebbe sì che le fibre vaganti nel mezzo acquoso si muovano disordinatamente distruggendo la struttura del contesto già formato. Se invece la pressione viene esercitata sul foglio quando questo giace sul feltro soffice ed assorbente, l’acqua di spremitura si trasferisce al feltro senza disturbare il contesto fibroso.
-Le presse sono costituite da coppie di cilindri contrapposti il cui numero e dimensione variano con le caratteristiche della carta da fabbricare.
Dopo l’ultima pressa termina la parte della continua detta zona umida .
– asciugatura mediante il calore . La carta entra in un complesso di cilindri chiamato seccheria e da questo punto in avanti la rimanente parte della macchina continua viene detta zona secca .
La funzione della seccheria è quindi quella di asciugare il foglio di carta, cioè di disidratarlo quasi completamente (circa 5% di acqua finale).

-A questo punto si può indicativamente dire che, per una tonnellata di impasto secco, diluito in cassa di afflusso allo 0.5% significa una massa di acqua pari a circa 200.000 litri. Il passaggio sulla tavola piana asporta circa 195.000 litri, 1.700 vengono asportati dalle presse e circa 2.300 devono essere asportati per evaporazione nelle seccherie.

-La macchina per la produzione della carta si chiama continua in quanto il foglio di carta si genera senza interruzioni.
-Quando il foglio esce dalla seccheria viene avvolto, nella sezione arrotolare ,su un’anima che funge da supporto per la carta che vi si avvolge intorno. Si crea così una bobina del peso di diversi quintali e di larghezza pari alla larghezza utile della macchina.

– le bobine devono avere determinate dimensioni e pesi. Pertanto periodicamente è necessario togliere la bobina formatasi ed avviare l’avvolgimento di una nuova. Questa operazione si realizza senza fermare la macchina continua, predisponendo, vicino alla bobina completa, una nuova anima pronta per essere avvolta dal foglio. L’operatore di macchina, con un sistema particolare, comanda la rottura del foglio che viene trasferito dalla bobina piena sulla nuova anima da riempire.
La bobina, come tale, viene utilizzata direttamente solo in determinati casi come ad esempio per la stampa di giornali; generalmente, invece, viene trasferita al reparto allestimento o trasportata ad altre industrie trasformatrici che la riducono nei formati occorrenti ai diversi impieghi.