Copertina HannoArt Gloss 250 g/m2, pagine HannoArt Gloss 150 g/m2, 2004, © Sappi Europe SA, [email protected]
«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
Tecnica di rilegatura a colla
Lavorazione
della
opaca
Verarbeitung
voncarta
Mattpapier
L’acqua come fattore di interferenza in
relazione all’effetto mottling?
Gli sviluppi dell’industria
cartotecnica e tipografica
ed i loro effetti sulla tecnica di rilegatura a
colla per la produzione di libri
Perché
carte opache
meritano particolare
Warumleverdienen
Mattpapiere
considerazione?
besondere Beachtung?
sappi
Piegatura e cordonatura
La produzione della carta
La tecnica litografica
Lavorazione di carte patinate dopo
la stampa offset a fogli
Dal legno alla carta patinata
La tecnica di stampa offset a foglio e a bobina
La produzione della carta
Dal legno alla carta patinata
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Potete ordinare gratuitamente il video «La produzione della carta» e gli
altri opuscoli tecnici sul sito:
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Sappi Fine Paper Europe
Sappi Europe SA
154 Chausseé de la Hulpe
B-1170 Brussels
Tel. + 32 2 676 97 36
Fax + 32 2 676 96 65
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The word for fine paper
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La produzione della carta, quinto opuscolo tecnico di Sappi Idea Exchange
sappi
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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.
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La produzione della carta
Dal legno alla carta patinata
Contenuto
I Introduzione
2
Perché la carta è patinata?
La patinatrice
La preparazione della patina
II La lavorazione del legno
Il legno: la materia prima
V La patinatura
11
11
12
3
VI La finitura
III La produzione della pasta
Il processo di estrazione
La cellulosa con legno – la pasta
meccanica di legno
La cellulosa senza legno – la pasta
chimica di legno
La sbianca
4
4
5
IV La produzione della carta
Le materie prime fibrose e non fibrose
La raffinazione della pasta fibrosa
Le materie prime non fibrose /
le sostanze ausiliarie
La `Continua´ per carta
L’impasto nella cassa d’afflusso
La formazione del foglio sulla `tela´
La filtrazione
L’ispessimento
Twinformer
Gapformer
Il drenaggio nella parte presse
La sezione seccheria
La sezione terminale
La lavorazione di superfici
La pressa collante
La pressa a rulli / a film
6
6
La calandra
La ribobinatrice
La taglierina per bobine
La taglierina trasversale
La taglierina del formato (Ghigliottina)
12
13
13
13
13
VII L’imballaggio e magazzinaggio
14
VIII Le proprietà della carta
15
lX Le osservazioni conclusive
16
7
7
7
7
8
8
9
9
9
10
10
1
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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
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ll La lavorazione del legno
Il legno: la materia prima
Sotto il termine legno si registrano circa 25.000 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 legno, taglio trasversale
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.
Schegge (Chips)
3
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lll La produzione della pasta
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 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
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
MP
Pasta meccanica
TMP
Pasta
termomeccanica
Resa 90–96 %
CTMP
Pasta chemitermomeccanica
Resa 85-90 %
Resa 90–96 %
Chimico
Processo alcalino
Pasta al solfato
Processo acido
Pasta al bisolfito
Resa 43-52%
Resa 43-52 %
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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
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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 coloranti
coloranti ottici
Materie collanti: 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
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La `Continua´ per carta
Gratkorn PM 11
L’impasto nella cassa d’afflusso
La filtrazione
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.
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
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.
Tamburo formatore
Tamburo aspirante
Tamburo compressore
Tamburo pressore
Tamburo ballerino (Egoutteur)
3. Elementi stazionari
Tavola piana
Idrofoils
Vacufoils
Casse umide
Casse aspiranti
4. Elementi meccanici
Regolazione diaframma cassa d’afflusso
Scuotimento Tela
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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.
Gapformer
Gapformer
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.
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
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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.
Pressione
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.
Tempo
Lunghezza NIP
Velocità
nastro
Linia di forza
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.
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.
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´
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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.
Pressa a rulli / a film
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.
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.
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V La patinatura
La patinatrice
Perché la carta è patinata?
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.
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 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
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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.
Supercalandra
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.
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.
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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.
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Vll L’imballaggio e magazzinaggio
Imballaggio delle bobine
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.
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
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VllI Le proprietà della carta
La porosità (PPS) – il liscio
Si riportano di seguito le più importanti caratteristiche che
descrivono la qualità della carta:
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.
La Grammatura
La grammatura è il peso specifico della carta espresso in
grammi e riferito all’area di un metro quadro (g/m2). La
massa complessiva è la somma dei materiali fibrosi, delle
sostanze ausiliari e della carica così come dell’acqua.
Il grado di bianco
L’opacità
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.
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.
Il lucido
L’umidità relativa
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.
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
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/m2. Il calcolo
si esegue secondo
la formula
spessore (µm)
VSA =
(volume specifico grammatura (g/m2)
seguente:
apparente)
Spettro colore
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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
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Copertina HannoArt Gloss 250 g/m2, pagine HannoArt Gloss 150 g/m2, 2004, © Sappi Europe SA, [email protected]
«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
Tecnica di rilegatura a colla
Lavorazione
della
opaca
Verarbeitung
voncarta
Mattpapier
L’acqua come fattore di interferenza in
relazione all’effetto mottling?
Gli sviluppi dell’industria
cartotecnica e tipografica
ed i loro effetti sulla tecnica di rilegatura a
colla per la produzione di libri
Perché
carte opache
meritano particolare
Warumleverdienen
Mattpapiere
considerazione?
besondere Beachtung?
sappi
Piegatura e cordonatura
La produzione della carta
La tecnica litografica
Lavorazione di carte patinate dopo
la stampa offset a fogli
Dal legno alla carta patinata
La tecnica di stampa offset a foglio e a bobina
La produzione della carta
Dal legno alla carta patinata
www.sappi.com
sappi
sappi
idea
exchange
sappi
sappi
Potete ordinare gratuitamente il video «La produzione della carta» e gli
altri opuscoli tecnici sul sito:
Sappi Fine Paper Europe
Sappi Europe SA
154 Chausseé de la Hulpe
B-1170 Brussels
Tel. + 32 2 676 97 36
Fax + 32 2 676 96 65
sappi
www.ideaexchange.sappi.com/knowledgebank
The word for fine paper
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sappi
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