La produzione della carta Dal legno alla carta patinata. sappi

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1 La produzione della carta Dal legno alla carta patinata sappi

2 La produzione della carta, quinto opuscolo tecnico di Sappi Idea Exchange sappi idea exchange In Sappi ci dedichiamo anche ad aiutare stampatori e grafici ad usare la carta nel miglior modo possibile. Perciò condividiamo le nostre conoscenze ed esperienze con i clienti offrendo attraverso il nostro sito `Sappi Idea Exchange alcune informazioni tecniche, specificazioni, idee, campioni ed un assortimento completo di opusculi.

3 La produzione della carta Dal legno alla carta patinata Contenuto I Introduzione 2 II La lavorazione del legno Il legno: la materia prima 3 III La produzione della pasta Il processo di estrazione La cellulosa con legno la pasta 4 meccanica di legno La cellulosa senza legno la pasta 4 chimica di legno La sbianca 5 V La patinatura Perché la carta è patinata? 11 La patinatrice 11 La preparazione della patina 12 VI La finitura La calandra 12 La ribobinatrice 13 La taglierina per bobine 13 La taglierina trasversale 13 La taglierina del formato (Ghigliottina) 13 VII L imballaggio e magazzinaggio 14 IV La produzione della carta Le materie prime fibrose e non fibrose La raffinazione della pasta fibrosa 6 Le materie prime non fibrose / 6 le sostanze ausiliarie VIII Le proprietà della carta 15 lx Le osservazioni conclusive 16 La `Continua per carta L impasto nella cassa d afflusso 7 La formazione del foglio sulla `tela 7 La filtrazione 7 L ispessimento 7 Twinformer 8 Gapformer 8 Il drenaggio nella parte presse 9 La sezione seccheria 9 La sezione terminale 9 La lavorazione di superfici La pressa collante 10 La pressa a rulli / a film 10 1

4 l Introduzione Non ci pensiamo mai, ma la carta è sempre con noi. Essa documenta e conserva la memoria della varietà immensa, sconfinata della vita. La carta come mezzo di comunicazione si usa da più di 2000 anni. La prima fu ricavata dalla corteccia fibrosa del gelso, dal papiro, dalla paglia o del cotone. L uso del legno come unica materia prima per la produzione industriale di carta inizia nella metà dell 800. L immagine stampata è immediata ed attraversa tutte le culture; un esperienza sensibile che esige attenzione e suscita desideri. E una chiave per il sapere, uno strumento della memoria, un mezzo convincente e gradevole. La carta conserva e preserva risorse, è un documento duraturo. E il mezzo universale che registra le storie quotidiane. Può rappresentare il passato. E lo schermo, la tela sulla quale siamo presenti e sulla quale diamo forma al nostro futuro. E Sappi, che è il produttore più grande e di maggior successo di carta patinata, non smette mai di sperimentare in un mondo che riguarda la vita di ognuno di noi su questo pianeta. E noi siamo fieri di quello che fa. Le esperienze acquisite nei secoli, la capacità, la padronanza del mestiere e le conoscenze specialistiche dei suoi collaboratori sono alla base di tutta la tecnologia di lavorazione della carta del 21. secolo. Sappi desidera convincere l industria che la carta è il più creativo mezzo esistente nel campo della comunicazione! Cartiera storica La `Continua trasforma questo impasto, attraverso la disidratazione, in un supporto cartaceo che acquisisce dopo la patinatura una superficie regolare lucida, bianca o delle sfumature richieste. Saranno presentati i dati specifici, definendo i criteri di qualità delle varie carte. Questo opusculo mostra i sistemi di produzione della carta di prima qualità. Cominciando dalla materia prima più importante che è il legno. Attraverso il processo di spappolamento il legno sarà trasformato in cellulosa nei tipi più appropriati. 2

5 ll La lavorazione del legno Il legno: la materia prima Sotto il termine legno si registrano circa piante con gambo legnoso. Tuttavia, esistono diverse differenze tra i vari tipi di legno utilizzabili per la produzione della carta. In genere vengono preferite le conifere per le loro fibre più lunghe, rispetto a quelle delle latifoglie. Le fibre più lunghe formano un tessuto fibroso più uniforme e quindi una carta più compatta nella macchina continua. Tra le conifere vengono utilizzati soprattutto l abete rosso, l'abete ed il pino. Tra le latifoglie sono preferiti il faggio, la betulla, il pioppo e l'eucalipto. Il tronco dell albero non è un corpo omogeneo, non è composto di cellule identiche. Le cellule differiscono a seconda del tipo, dell età, della stagione di formazione e della disposizione nel tronco. Nella parte esterna abbiamo la corteccia, sotto la rafia ed il cambium o tessuto meristematico. Per divisione delle cellule, il cambium si muove dal centro dell'albero verso l esterno. Il blocco dello sviluppo in inverno provoca gli anelli annuali. E il tronco con le sue differenti cellule, responsabili per il trasporto delle sostanze nutritive e le linfe, ad essere utilizzato per la pasta cellulosa di carta, e non la corteccia. Tronchi di faggio Il legno deve essere in ogni modo scortecciato, e prima di poterlo usare per la produzione della carta deve essere trattato con un particolare processo di estrazione della parte fibrosa. Scortecciato e tagliato il legno sarà preparato per il processo meccanico (pasta meccanica di legno). Per l estrazione con processo chimico, il legno dovrà essere preventivamente sminuzzato. Il legno giunge alla cartiera in forma di tronchi o di schegge e sciaveri. Tronchi di legno, taglio trasversale Schegge (Chips) 3

6 lll La produzione della pasta Il processo di estrazione L estrazione della fibra di legno si ottiene seguendo due diversi tipi di processo: meccanico e chimico. La cellulosa con legno la pasta meccanica di legno La pasta meccanica si prepara pressando i tronchi contro una mola di pietra rotante ad alta velocità in direzione trasversale alle fibre, con l aggiunta di acqua. La resa, con questo tipo di estrazione si aggira sul 95% del legno tagliato e scortecciato. Denominiamo il risultato pasta meccanica di legno o pasta meccanica (MP). Lo svantaggio di questo procedimento è una certa degradazione della fibra che ancora contiene parecchie sostanze inquinanti. La pasta meccanica dà alla carta una elevata opacità. Tuttavia, mostra una resistenza più bassa. La pasta meccanica è di colore giallo ed ha una insufficiente resistenza alla luce. La cellulosa senza legno la pasta chimica di legno Per ottenere la pasta di pura cellulosa si devono ridurre le fibre delle piante in fibre allo stato elementare, le une separate dalle altre. Per sciogliere la lignina e le altre sostanze inquinanti si trattano le schegge con reattivi chimici in una soluzione aquosa a temperatura e pressione elevate. A secondo dei reattivi adoperati si hanno processi al solfato e al bisolfito. La resa, con l estrazione chimica si aggira intorno al 50% del peso del legno scortecciato e sminuzzato. La cellulosa ottenuta è abbastanza pulita ed è definita pasta chimica o pura cellulosa. Alla Sappi essa viene adoperata per tutte le carte fini. Il processo al solfato è un processo alcalino. I legni resinosi sono trattabili con tale processo, tuttavia ciò richiede impianti costosi e l'uso esteso di prodotti chimici. Nel processo al bisolfito, il legno è cotto in una soluzione acida composta di acido solforico libero e acido solforico legato a bisolfito di magnesio (procedimento al magnesio-bisolfito). Nel caso del processo al bisolfito, l acido penetra il legno nella direzione longitudinale della fibra. Questa è anche la direzione longitudinale delle schegge. Dopo la penetrazione, la lignina si decompone durante il processo di cottura assumendo una forma idro-solubile in modo tale che possa essere facilmente eliminata. Tale soluzione di cottura contiene i prodotti di decomposizione dei carboidrati in forma di zuccheri. Allo scopo di recuperare i prodotti chimici mediante il processo di evaporazione del liquido residuo, detti zuccheri vengono trasformati in alcool e acido acetico. La pasta al bisolfito è ancora leggermente scura e per ottenere carte più bianche richiede dei trattamenti di purificazione. Fra questi, la sbianca che si realizza sia con composti di cloro (ipocloriti) che senza cloro ed è normalmente integrata nell impianto di produzione di paste per carta. Le resistenze delle paste al solfito sono più basse delle paste al solfato. La Sappi usa nei propri impianti soltanto il procedimento al magnesio-bisolfito. Processo di Estrazione Meccanico Termomeccanico Chemitermomeccanico Chimico MP Pasta meccanica Resa % TMP Pasta termomeccanica Resa % CTMP Pasta chemitermomeccanica Resa % Processo alcalino Pasta al solfato Resa 43-52% Processo acido Pasta al bisolfito Resa % 4

7 I tipi intermedi della pasta: TMP «Pasta TermoMeccanica» Rifiuti di legno, sminuzzati, vengono evaporati ed in seguito macinati nelle singole fibre in raffinatori sotto pressione del vapore. CTMP «Pasta ChemiTermoMeccanica» Ciò è una combinazione di impregnazione (miscela con una pasta chimica), di cottura, di raffinazione e di imbianchimento. La resa dello spappolamento si aggira intorno al 90%. La lunghezza della fibra e con ciò la resistenza relativa della carta sono controllabili. La CTMP inoltre contiene ancora una quantità di lignina. La lignina è una sostanza collante dalla membrana cellulare che ingiallisce fortemente. La sbianca La pasta di cellulosa non candeggiata (pasta greggia) ha una tinta marrone o brunastra e si può ottenere il grado di bianco richiesto per le carte fini solo mediante la sbianca che scioglie la lignina residua. La sbianca praticamente continua lo spappolamento chimico della cottura e consiste in una serie di trattamenti chimici. Tra un trattamento e l altro, i prodotti di decomposizione vengono eliminati mediante lavaggi. Come agenti di imbianchimento si usano il cloro / i composti di cloro (ipocloriti), l ozono / l ossigeno in forme varie così come il perossido di idrogeno. Le obiezioni contro il cloro ed i prodotti di cloro si basano sull inquinamento ambientale dei prodotti di decomposizione contenenti cloro. Per questo motivo alla Sappi si pratica solo il processo senza l uso di cloro. Detto processo e prodotti sono contrassegnati come completamente esenti da cloro con l'abbreviazione TCF (Totally chlorine free). Cellulosa prima e dopo il trattamento di sbianca 5

8 lv La produzione della carta Le materie prime fibrose e non fibrose La raffinazione della pasta fibrosa Il tipo di raffinazione (un ulteriore lavorazione meccanica effettuato in un raffinatore in presenza di acqua), determina in maniera decisiva le proprietà della carta. Il raffinatore è un fino al 30%. Secondo il tipo di carta, si aggiungono anche sostanze collanti e coloranti così come i coloranti ottici. Nella fabbricazione industriale della carta, le quantità e la concentrazione delle sostanze impiegate sono regolate dai sistemi comandati a programma. Ciò è una condizione fondamentale per poter garantire gli standard uniformi di qualità delle carte di marca d alto valore. Il materiale ausiliare più importante è l acqua. Per ogni chilo di carta occorrono circa 100 litri di acqua. Senza circuiti chiusi e senza impianti efficienti di depurazione, la produzione industriale della carta non potrebbe essere giustificata oggi né economicamente né ecologicamente. Circa il 90% della quantità dell'acqua impiegata quindi è mantenuto in circuiti chiusi. Le cartiere Sappi sostengono spese elevate per la protezione dell'ambiente secondo gli alti standard nazionali nei paesi dove sono locati gli stabilimenti. Nel miscelatore l'acqua, le sostanze di carica e le sostanze ausiliarie sono miscelate in tini. La cosiddetta parte costante della macchina per carta unisce la preparazione dell impasto con la `cassa d afflusso della continua. E inoltre inclusa un unità di depuratori per eliminare eventuali impurità, particelle estranee e grumi. Raffinatore per la raffinazione della cellulosa blocco dotato di lame sia fisse che rotanti, chiamate rotore e statore, con le quali le fibre vengono schiacciate, sfregate e tagliate. Il rotore e lo statore possono essere organizzati reciprocamente in varie posizioni, in modo che le fibre siano maggiormente tagliate o fibrillate. Mediante questo processo compaiono sottili filamenti sulla superficie delle fibre, le fibrille, che aumentano i contatti tra fibra e fibra e così la solidità e la resistenza del foglio. Cariche minerali: Carbonato di calcio Caolino Biossido di titanio Additivi: Materie collanti: materie coloranti coloranti ottici Prodotti a base di amido e di lattici Le materie prime non fibrose / le sostanze ausiliarie L'acqua, le sostanze di carica, le sostanze collanti, i coloranti e gli additivi, sono le sostanze che denominate ausiliarie, conferiscono alla carta determinate caratteristiche desiderabili. La carta diventa più opaca, con una superficie più chiusa e piana, ed inoltre più bianca, così come più morbida e flessibile. Oltre ai minerali come il caolino, oggi si adopera quasi esclusivamente il carbonato di calcio (gesso) che dà alla carta anche una maggiore resistenza all invecchiamento. La percentuale delle sostanze ausiliarie impiegate può ammontare 6

9 La `Continua per carta L impasto nella cassa d afflusso Dopo la diluizione ed il selezionamento nella parte sottostante, l impasto fibroso mescolato con le sostanze ausiliarie e l'acqua giunge nella cassa d afflusso che distribuisce la sospensione in modo uniforme e regolare sulla tela formatrice, per tutta la sua larghezza. La velocità con cui la sospensione emerge dalla cassa d afflusso e giunge alla tela deve essere la stessa della tela su cui si forma il foglio. La sospensione viene accelerata a questa velocità mediante pressione. Per evitare fenomeni svantaggiosi di flocculazione, subito prima di applicare la sospensione sulla tela si genera una microturbolenza nella cassa d afflusso. La sospensione esce attraverso il labbro di scarico dalla cassa d afflusso. Il flusso d'uscita può avere uno spessore fino a 18 millimetri. Gratkorn PM 11 La filtrazione Qui si hanno due strati ben separati, lo strato di fibre che si è già formato sulla tela e, sopra di esso, la sospensione. La concentrazione della pasta nella fase liquida è quasi costante e le fibre possono muoversi liberamente fra di loro. L ispessimento Tra le fibre unite e la sospensione non esiste una netta separazione. La concentrazione aumenta linearmente dalla parte superiore alla parte inferiore e le fibre vengono immobilizzate nella sospensione. Al tempo stesso, l impasto viene drenato uniformemente e l acqua eliminata sarà raccolta per essere riutilizzata. Gli elementi con cui la formazione del foglio può essere controllata sono divisi in quattro gruppi principali: 1. Elementi in movimento Tela lunga / continua Tela inferiore e superiore 2. Elementi rotanti Ehingen PM 6 Tamburo formatore Tamburo aspirante Tamburo compressore Tamburo pressore Tamburo ballerino (Egoutteur) La formazione del foglio sulla `tela Appena la sospensione esce dalla cassa d afflusso ed arriva sulla tela formatrice, le fibre vengono spostate verso di essa grazie alla loro resistenza di flusso. Per quanto detto, sulla tela viene a formarsi uno strato di fibre che cresce verso l alto. Durante l azione drenante si presentano due forme diverse della formazione del foglio, in dipendenza dalla libertà di movimento delle fibre nella sospensione, attraverso la filtrazione e l ispessimento. 3. Elementi stazionari Tavola piana Idrofoils Vacufoils Casse umide Casse aspiranti 4. Elementi meccanici Regolazione diaframma cassa d afflusso Scuotimento Tela 7

10 La formazione del foglio avviene sulla tela, cioè la sezione formatrice della continua. Essa si realizza in una corsa permanente fra filtrazione e reflocculazione. Esistono varie realizzazioni costruttive delle macchine formatrici. Il sistema tradizionalmente più conosciuto ed universale è la macchina a tavola piana che garantisce un'alta flessibilità per quel che riguarda la grammatura e le proprietà del foglio. Tuttavia il sistema convenzionale ha una limite di rendimento riguardante l efficienza del drenaggio quando è fatta funzionare a velocità elevate. Si hanno ora a disposizione notevoli innovazioni tecnologiche. Twinformer E stato sviluppato il cosiddetto «twinformer», che potrebbe essere montato sulla tela. Il former consiste di un tela superiore e varie casse aspiranti in modo tale che la sospensione fibrosa possa essere drenata sia verso l alto verso il basso. Gli effetti positivi sono la riduzione del tempo di drenaggio, consentendo l incremento della velocità di produzione, ed inoltre una maggiore uniformità su entrambe le superfici della carta. Gapformer Gapformer Per macchine moderne, ad alta velocità, si sono sviluppati i cosiddetti «gapformer». In questo sistema, la sospensione viene iniettata dalla cassa d afflusso direttamente tra due tele e viene drenata contemporaneamente da entrambi i lati in modo tale che l impasto verrà immobilizzato entro pochi millisecondi, quasi «congelato» mentre esce dalla cassa d afflusso. Dopo di ciò, la struttura del foglio non potrà più essere influenzata dagli elementi di drenaggio. Questo processo richiede notevoli sforzi nella precisione e nella qualità della cassa d afflusso e della parte costante. Twinformer 8

11 Il drenaggio nella parte presse Dopo la formazione del foglio, che determina le sue proprietà più importanti, lo stesso viene sottoposto ad un ulteriore processo di drenaggio per renderlo più compatto. Il contenuto di secco del foglio può essere aumentato mediante una pressione meccanica impiegata verticalmente alla sua superficie. Nella sezione presse il nastro del foglio viene portato sotto una serie di cilindri di pressioni specifiche. L'acqua estratta dalla carta per mezzo della compressione viene assorbita dai feltri ed eliminata. Negli ultimi anni, oltre alle presse a cilindri sono state sviluppate le presse a pattino, cioè un sistema di pressa idraulica dove uno dei cilindri è sostituito con un pattino / pedale. Ne risulta un maggiore punto di contatto della pressa (NIP) che rende possibile un effetto ancor più efficace della compressione. L'essiccamento avviene in diverse fasi. Comincia con una prima fase corta di riscaldamento dove il calore è distribuito sulla carta senza effettuare alcuna evaporazione. Segue l evaporazione principale che elimina l umidità dalla superficie della carta. Nella terza fase, la superficie del foglio è quasi del tutto asciutta cosicché la propagazione del calore deve avvenire via carta secca per stimolare l evaporazione su tutta la sezione trasversale del foglio. La sezione terminale Dopo l'essiccamento, la carta viene sottoposta ad un processo di lisciatura nella macchina calandratrice. Oltre alle calandre con un solo cilindro di acciaio, ci sono anche quelle con cilindri accoppiati, l uno di acciaio e l altro rivestito di materia plastica più morbida (`soft-calandra ). Si ottiene così un migliore grado di liscio ed inoltre si evitano i segni neri di calandra. Pressione Tempo Lunghezza NIP Velocità nastro Nella parte finale della macchina continua, la carta viene avvolta, nella sezione della ribobinatura su anime di acciaio dette tamburi. La maggior parte delle macchine utilizzano il `pope. Il tamburo preme contro il grande cilindro portante arrotolando la carta uniformemente e con la stessa velocità periferica sulla bobina. Linia di forza La continua è fornita di sistemi di misurazione in determinate posizioni per misurare e regolare continuamente i parametri di qualità della carta. Tra questi si elencano: la grammatura, il grado di umidità, il contenuto di ceneri, il punto di bianco e l opacità. Pressa a pattino / pedale La sezione seccheria Il massimo contenuto secco della carta dopo la compressione sarà pari a circa il 50-55%, quindi l'acqua restante viene eliminata per mezzo di evaporazione. L'essiccamento per contatto è il metodo più comune, un processo che porta la carta su vari cilindri riscaldati con vapore. Durante tale processo l energia termica si trasferisce dalle pareti esterne dei cilindri essiccatori sulla superficie della carta per contatto diretto. La seccheria consiste di un gran numero di cilindri essiccatori, sopra cui il nastro di carta viene portato alternativamente una volta con la faccia superiore, una volta con la faccia inferiore. Sezione `seccheria 9

12 La lavorazione di superfici La pressa collante La forma più semplice dell affinamento è la lavorazione di superfici nella pressa collante, integrata nella macchina continua. Qui, l'amido viene applicato per rendere la superficie più compatta. La collatura in superficie evita i fenomeni come lo spolvero ed il distacco superficiale di fibre durante la stampa. In molti casi, il trattamento della pressa collante serve a preparare e regolare la carta grezza per il successivo processo di patinatura. La pressa collante è composta da un accoppiamento di cilindri con cilindri morbidi, spesso rivestiti con gomma, che vengono premuti l uno contro l altro e tra i quali scorre il nastro della carta. La luce tra i cilindri dosa la soluzione collante e la imprime nella carta. La quantità dei pigmenti che può essere applicata con la pressa collante è limitata. Pressa a rulli / a film La pressa a rulli / a film Al crescere della velocità delle macchine e della richiesta di qualità per carta pigmentate e patinate, fu necessario utilizzare sistemi di rulli multipli che permettessero un pre-dosaggio del film superficiale. Per rispondere alle esigenze delle macchine moderne, sono stati sviluppati sistemi che pre-dosano un film esatto che viene riversato sulla carta nella luce tra i rulli. Il sistema è disposto al lato opposto del cilindro detto di contro-pressione. Questi gruppi non hanno più un limite di velocità e possono effettuare alte concentrazioni di incollatura e di pigmentazione. 10

13 V La patinatura Perché la carta è patinata? Negli ultimi decenni, i media di stampa hanno dovuto affrontare richieste sempre più esigenti. Ugualmente determinante per ulteriori sviluppi erano le aspettative riguardanti l estetica e le proprietà di stampa della carta. La patinatura migliora le caratteristiche ottiche della carta, come punto di bianco e nuance, lucentezza e liscio. Inoltre diventa possibile stampare dei retini sempre più fini, mentre più sottili film d inchiostro da stampa permettono uno spettro di colore più ampio e più contrasto nelle immagini stampate. Durante il processo della patinatura in macchina, si applica una patina consistente di pigmenti, sostanze collanti ed additivi sulla carta grezza. Per questo scopo la patina, il metodo di patinatura, la patinatrice con il suo insieme di parametri e la carta di base devono essere regolati con particolare precisione. Il numero dei sistemi di patinatura di una patinatrice con relativo essiccamento varia secondo le esigenze di patine semplici, doppie e triple. Qui, i sistemi di applicazione vengono effettivamente impiegati, puntando ai loro reciproci vantaggi. La patinatrice Preinserito alla patinatrice è disposto un rullo per poter eliminare i difetti di carta. Per superare eventuali tempi di preparazione macchina della patinatrice, questa deve funzionare con una velocità maggiore della macchina continua. La patinatrice è fornita di un sistema di svolgimento progettato per uno scambio al volo (Flying Splice). Ogni volta viene patinata ed asciugata una faccia del foglio e poi patinata ed asciugata la faccia opposta. Per l'essiccamento della patina vengono utilizzati essiccatori tipo IR, airfoils e dei cilindri essicatori. Una guida sicura del nastro di carta attraverso la patinatrice è possibile con un sistema di rulli guidanastro. La parte centrale, il nucleo di ogni patinatrice è, tuttavia, l applicatore ed il calamaio contenente patina. Stazioni di lavoro disposte sotto la patinatrice pompano la patina dai serbatoi di preparazione, fatti di acciaio inossidabile e raffreddati per evitare l adesione alle pareti e con ciò formazione di cumuli e di grumi. La patina deve essere permanentemente filtrata e disaerata per evitare difetti di patinatura, come, per esempio, delle strisce di racla. La quantità della patina applicata e l'umidità vengono continuamente misurate e regolate dai sistemi di controlli. In Sappi, vengono utilizzati diversi trattamenti di patinatura a rulli ed a racla con differenti tecnologie. Applicazione di patina Carta di base Patina di pressa a rullini / a film I procedimenti di patinatura a pressa a film ed a rulli forniscono la carta grezza con uno strato uniforme di patina, la superficie della carta è visibile (patina di profilo / contorno). La patinatrice a racla, invece, applica, in eccesso, la patina sulla carta, e poi viene tolta con una lama di acciaio. In relazione alla pressione della racla, si genera una superficie uniforme della carta mentre le cavità della stessa carta vengono riempite di patina ed i dorsi delle fibre rimangono quasi scoperti. Applicazione di patina Carta di base Patina di racla 11

14 La preparazione della patina La patina consiste essenzialmente di pigmenti (gesso, argilla o talco) che andranno a ricoprire la superficie della carta. Tuttavia, per evitare che i pigmenti possano distaccarsi dalla superficie cartacea, vengono legati tra loro stessi ed alla carta grezza mediante sostanze adesive. La quantità dei leganti varia secondo lo scopo d impiego della carta ed il tipo e la struttura dei pigmenti. I leganti sono sia di base naturale (caseina o amido), sia di composizione sintetica (dispersioni sintetiche). Ulteriori materiali tipici del processo aggiungono alla patina delle proprietà particolari. L additivo più conosciuto sono i coloranti ottici. Questo ha la caratteristica di convertire la luce ultravioletta invisibile in luce bianca bluastra visibile, in modo tale da dare l'impressione di un punto di bianco più alto. I singoli componenti vengono trasferiti dai silos di stoccaggio ai preparatori della patina e quindi accuratamente selezionati prima di essere usati nelle «cucine patina». Una meticolosa ricetta prescrive il dosaggio ed i componenti per ogni patina. La preparazione della patina è del tutto comandata automaticamente da computer per ottenere il più alto grado di uniformità da miscela a miscela. Gli strumenti di misura all'interno della patinatrice, come pure nella macchina continua, garantiscono il rispetto dei principali parametri di qualità, in particolare dei pesi di patina e del lucido delle carte patinate. Infine, la cucina patina è normalmente anche responsabile della preparazione della soluzione di amido per la pressa collante (con o senza pigmentazione) nella macchina continua. Supercalandra Vl La finitura La calandra La calandra ha la funzione di generare il liscio ed il lucido sulla superficie della carta. Ciò è realizzato mediante un opportuna pressione e temperatura durante il passaggio attraverso i rulli. I vari tipi di calandre possono essere integrati come parte della patinatrice (Softcalandra a SM 6, Ehingen) o possono operare come impianti separati. Gli impianti separati, le cosiddette «supercalandre», possono avere fino a 16 rulli con superfici diverse. Si hanno rulli in acciaio o rulli elastici per ottenere la satinatura richiesta. Secondo il tipo, la carta è pronta dopo la patinatura o la satinatura sulla calandra. 12

15 La ribobinatrice La funzione della ribobinatrice è di riavvolgere le bobine di carta da un tamburo ad un altro tamburo. La corsa del nastro può essere cambiata, dal lato esterno al lato interno, la bobina può essere rifilata ai bordi, ed inoltre i difetti della carta possono essere eliminati. La taglierina per bobine Sulla macchina per il taglio delle bobine, la carta così ultimata, avvolta sul rotolo a tutta altezza di macchina continua, viene quindi tagliata a bobine di altezza inferiore. Coltelli circolari tagliano la bobina secondo predeterminate larghezze nella direzione di avanzamento della carta. Secondo il tipo di carta, le bobine così tagliate possono essere pronte per la consegna al cliente, o possono essere rese disponibile per il taglio su una taglierina trasversale a carta in formato. Taglierina trasversale o Taglierina per fogli stesi La taglierina trasversale Una taglierina trasversale taglia, da bobine già precedentemente preparate nell altezza richiesta, il nastro di carta in fogli. Più bobine possono essere inserite in una taglierina trasversale. Il numero di bobine dipende dalla costruzione della taglierina e dalla grammatura della carta che viene comunemente tagliata. E importante che i bordi di taglio siano puliti, cioè che i fogli siano senza polvere di taglio che potrebbe causare problemi nel caso di una successiva fase di stampa. Le bobine di carta trasportate nella taglierina trasversale vengono rifilate su entrambi i bordi e caso per Taglierina per bobine o Macchina da taglio di bobine caso separate ancora una volta con coltelli circolari, nella direzione longitudinale. Le bobine vengono allora tagliate, ottenendo così il formato richiesto. Con riferimento all alimentazione del nastro e l azionamento dei coltelli trasversali, esiste un gran numero di tecnologie differenti. Tuttavia, in questa sede non è necessario entrare nei particolari. E ad ogni modo importante che il processo di taglio sia sincronizzato per ottenere formati ed angoli esatti. La parte del nastro direttamente dietro il coltello trasversale fissa i pacchi di fogli durante il taglio. I fogli vengono poi convogliati su una serie di nastri trasportatori e, alla fine della taglierina, frenati per essere raccolti su dei pallets (`raccoglifoglio ) ed impilati per poi prendere la strada dei magazzini. Le tagliatrici trasversali moderne non soltanto tagliano la bobina di carta nel formato richiesto, ma controllano la qualità della superficie della carta, eliminano i fogli non conformi, contando i fogli elettronicamente, inseriscono automaticamente delle strisce di conteggio e permettono uno scambio veloce delle pallette senza essere costretti ad arrestare la macchina da taglio. La taglierina del formato (Ghigliottina) Queste taglierine vengono adoperate per il taglio di esigue quantità in formati speciali per i quali la ripreparazione di una taglierina trasversale non sarebbe redditizia. Su richiesta del cliente, la taglierina effettua anche la rifilatura sui quattro lati del foglio che è necessaria per alcuni tipi di di stampa. 13

16 Vll L imballaggio e magazzinaggio L'ultimo punto è l'imballaggio della carta in unità adatte per il trasporto al cliente. L'imballaggio della carta è importante per evitare danni dovuti al trasporto e per proteggere il materiale dall umidità. I metodi ed i mezzi di trasporto determinano il tipo di imballaggio. Le macchine per imballaggio bobina progettate per essere largamente automatizzate, includono le seguenti fasi: L'identificazione, mediante la lettura del codice a barre e la comunicazione al computer. I controlli a campione. La centratura ed il posizionamento. L applicazione marchio. L impaccamento con carta da imballaggio e la preselezione della carta da imballaggio. Il numero di avvolgimenti, il tipo d incollaggio. L inserimento dei coperchi frontali e la pressatura. La pesatura. L applicazione delle etichette. L espulsione per la spedizione. Imballaggio delle bobine vengono tolte dalla pila, allineate correttamente e poi portate al primo avvolgitore munito di carta da imballagio. La carta da imballaggio viene tagliata, avvolta e incollata. Le risme posizionate su pallet saranno poi munite delle relative etichette. La carta da formato su pallet (in risme o bandierata) viene imballata con un apposita plastica termoretraibile ed impermeabile all umidità. Per trasporti di lunga distanza si adotta la copertura e la reggiatura con nastri di acciaio o di plastica che aumentano la stabilità dei pallet. I pallet con rivestimento impermeabile all umidità non richiedono una completa climatizzazione per il magazzinaggio. La merce dovrebbe essere conservata in depositi protetti dalla luce e dall acqua. Nelle cartiera ed anche nel commercio all ingrosso sono largamente diffusi i magazzini automatizzati, dove i pallet sono gestiti da sistemi comandati da computer e possono essere riposti senza dover rispettare un ordine predeterminato. Imballaggio dei pallet La carta tagliata in diversi formati può essere impaccata in risme oppure essere consegnata «bandierata», sfusa su pallet. I pacchi possono contenere 100, 250 o 500 fogli. I pacchi per ordini più piccoli o di formati speciali vengono confezionati a mano mentre, per ordini consistenti in formato standard vengono impaccate con macchine per l imballaggio automatico. Il materiale di imballaggio è progettato sulle esigenze dei clienti. Si presta grande attenzione alla protezione contro la contaminazione o l umidità. Allo stesso tempo, la carta da imballagio può anche essere utilizzata come veicolo pubblicitario per la carta impaccata. Prima di raggiungere la confezionatrice, le singole unità d'imballaggio Magazzino automatizzato 14

17 VllI Le proprietà della carta Si riportano di seguito le più importanti caratteristiche che descrivono la qualità della carta: La Grammatura La grammatura è il peso specifico della carta espresso in grammi e riferito all area di un metro quadro (g/m 2 ). La massa complessiva è la somma dei materiali fibrosi, delle sostanze ausiliari e della carica così come dell acqua. Il grado di bianco La luminosità (ISO) è il riferimento per il grado di bianco della carta, espressa in percentuale rispetto allo standard di luminosità (ossido di magnesio = 100%). Tanto più alto il grado di bianco, quanto più bianca è la carta. Il lucido L indice del lucido nei fogli caratteristici indica la percentuale di luce riflessa sotto un definito angolo di incidenza. Una maggiore brillantezza ha l effetto di una maggiore riflessione e quindi un maggiore grado di lucido. La porosità (PPS) il liscio La forma geometrica della superficie cartacea è definita come deviazione dalla superficie ideale perfettamente piana. Quanto più piccole ed uniformemente distribuite sono le irregolarità esistenti sulla superficie, tanto più liscia risulta la carta. Il metodo (PPS) è basato sulla misurazione della perdita d aria tra la superficie della carta e la stessa testina di misura dello strumento. Nel caso che il PPS indichi rugosità, la profondità dei pori è misurata ad un definito cerchio. Tanto più è alto il valore misurato, quanto più è porosa la superficie della carta. L opacità L'opacità indica il grado di impenetrabilità dalla luce, espresso in percentuale rispetto alla luce riflessa. Più è alto il valore, più è opaca la carta, mentre la carta che lascia passare la luce oltre una certa percentuale è detta trasparente. L umidità relativa L'umidità relativa indica il rapporto percentuale tra l umidità assoluta dell aria e l umidità dell aria satura di vapore d acqua (cioè tra i fogli di carta sul pallet o tra gli avvolgimenti di una bobina) ad una determinata temperatura. ph superficie Il valore di ph indicato nei fogli caratteristici definisce il grado di ph superficiale della carta. I gradi di ph sono indicati su una scala da 0 a 14. Il valore misurato 7 segna il punto neutro che corrisponde ad acqua distillata. I valori inferiori a 7 indicano «acido in misura crescente», i valori superiori a 7 indicano invece «alcalino in misura crescente». Le carte con un `ph superficie intorno a 7 hanno le migliori condizioni per la stampa e l ulteriore lavorazione. Il volume specifico apparente Spettro colore Lo spessore medio si esprima in micrometri. Per poter paragonare lo spessore delle carte con grammature diverse, si utilizza il volume specifico apparente della carta. Questo è lo spessore al quale si riferisce la grammatura base di 100 g/m 2. Il calcolo si esegue secondo la formula seguente: VSA = (volume specifico apparente) spessore (µm) grammatura (g/m 2 ) 15

18 IX Le osservazioni conclusive Questo opuscolo è una raccolta sulla conoscenza tecnologica cartaria ed è stato realizzato grazie ai contenuti del libro tecnico «Das Papierbuch». A questo proposito desideriamo ringraziare in modo particolare la casa editrice EPN Houten, Paesi Bassi Sappi Fine Paper Europe head office Sappi Fine Paper Europe sales office Sappi Fine Paper Europe mill UK Speciality mill Sappi Trading sales office 16

19 «La produzione della carta» si aggiunge alla serie degli opuscoli tecnici di Sappi. La Sappi ha raccolto tutte le proprie conoscenze sulla tecnologia cartaria affinché i suoi clienti possano usufruirne nel modo migliore. Water Interference Mottling L acqua come fattore di interferenza in relazione all effetto mottling? Tecnica di rilegatura a colla Gli sviluppi dell industria cartotecnica e tipografica ed i loro effetti sulla tecnica di rilegatura a colla per la produzione di libri Lavorazione Verarbeitung della von carta Mattpapier opaca Perché Warum le verdienen carte opache Mattpapiere meritano particolare considerazione? besondere Beachtung? sappi Piegatura e cordonatura Lavorazione di carte patinate dopo la stampa offset a fogli La produzione della carta Dal legno alla carta patinata La tecnica litografica La tecnica di stampa offset a foglio e a bobina sappi sappi sappi sappi idea exchange Potete ordinare gratuitamente il video «La produzione della carta» e gli altri opuscoli tecnici sul sito:

20 Copertina HannoArt Gloss 250 g/m 2, pagine HannoArt Gloss 150 g/m 2, 2004, Sappi Europe SA, Sappi Fine Paper Europe Sappi Europe SA 154 Chausseé de la Hulpe B-1170 Brussels Tel Fax sappi The word for fine paper