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2. LE MATERIE PRIME PER LA PRODUZIONE DELLA CARTA

Nella produzione della carta le materie prime si distinguono in:
- MATERIE PRIME FIBROSE
- MATERIE PRIME NON FIBROSE
Le prime concorrono in misura prevalente alla produzione, rappresentano circa l'80% delle materie prime impiegate 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.).

2.1 LE MATERIE PRIME FIBROSE

Le materie prime fibrose per carta sono essenzialmente vegetali.
Le fibre vegetali sono costituite principalmente da cellulosa che è il composto fondamentale del regno vegetale.
Chimicamente la cellulosa è un composto formato da carbonio, idrogeno e ossigeno (C6H10O5).
In natura, allo stato quasi puro, è rappresentata dalle fibre epidermiche che avvolgono il seme del cotone; quelle con una lunghezza che può variare da 2 a 6 cm. e un diametro da 10 a 40 micron vengono impiegate essenzialmente per usi tessili, mentre le fibre corte (3-7 mm) avvolgenti anch'esse il seme (i c.d. "Linters"), costituiscono un'ottima materia prima per la fabbricazione della carta. In tutti gli altri vegetali, la cellulosa non si trova allo stato puro come nel seme del cotone, ma cementata e legata agli altri costituenti del legno, che per semplicità di dizione, vanno sotto la voce generica di sostanze incrostanti.

2.1.1 LA PURA CELLULOSA

Estrarre la cellulosa dalle piante significa portare in soluzione, con opportuni solventi (a caldo e sotto pressione) le sostanze incrostanti: ciò è possibile per la particolare proprietà di resistenza ai comuni reagenti chimici che la cellulosa possiede.
La principale sostanza incrostante è la lignina (secondo componente del legno in ordine di importanza) ed ha la funzione di cementare le varie fibre tra loro, per dare corpo e rigidità al contesto legnoso.
Le materie prime fibrose che si impiegano nell'industria cartaria derivano soprattutto dalle conifere (pino, abete, larice) e dalle latifoglie (pioppo, faggio, betulla, eucalipto).
La qualità ed il comportamento delle materie prime fibrose sono in stretta relazione alla natura della specie legnosa ed al processo impiegato per l'ottenimento.
Ogni fibra presente nel legno (costituita in buona percentuale da cellulosa) si trova, nella pianta, adiacente ad altre fibre costituendo così uno schema ad intreccio che può essere paragonato ad un tessuto.
I processi industriali per la produzione di materia fibrosa hanno la funzione di ridurre le fibre delle piante in fibre allo stato elementare, le une separate dalle altre, eliminando parzialmente o totalmente lo strato di sostanze incrostanti che tengono cementate le fibre.
Se la dissoluzione delle sostanze incrostanti è completa e si realizza mediante reagenti chimici, si ha un prodotto con caratteristiche cartarie molto apprezzabili, cui si dà il nome di pasta chimica.
Se la separazione delle fibre si realizza mediante un trattamento esclusivamente meccanico, si ottiene un prodotto denominato pasta meccanica di legno; esso ha caratteristiche inferiori alla pasta chimica, perché pur ottenendo fibre allo stato elementare, il processo non è così selettivo da ridurre tutte le fibre ben separate le une dalle altre, inoltre queste sono ancora avvolte da uno strato di materiale incrostante.
Se il legno subisce un trattamento chimico piuttosto blando ed un successivo trattamento meccanico di elementarizzazione, si ottiene un prodotto chiamato pasta semichimica, cioè una pasta parzialmente disincrostata che ha le caratteristiche intermedie rispetto ai due tipi già citati.
Da segnalare sono anche le paste chemitermomeccaniche (CTMP) e chemimeccaniche (CMP) nelle quali la lignina e le altre sostanze incrostanti vengono semplicemente ammorbidite attraverso un blando attacco termo-chimico o solo chimico.
Volendo si possono schematizzare le caratteristiche delle paste per carta come nella tabella seguente.
Caratteristiche delle paste per carta

PASTA	PROCESSO	RESA% (*)	SPECIE FIBROSE PREVALENTE- MENTE IMPIEGATE
CHIMICA	Chimico	40-50	Conifere e latifoglie
MECCANICA	Meccanico	90-95	Conifere e latifoglie
SEMICHIMICA	Chimico-meccanico	55-65	Latifoglie
CTMP-CMP	Chimico-meccanico	80-90	Latifoglie

(*) Quantitativo ottenibile da 100 kg. di legno secco espresso in %

2.1.2 LA CARTA DA MACERO

Con il termine carta da macero o fibre di recupero si intende quella carta che ha già servito allo scopo per la quale è stata fabbricata e che viene riutilizzata nel ciclo produttivo.
La cellulosa infatti possiede la fondamentale caratteristica di poter essere sottoposta a ripetuti utilizzi. Grazie a questa caratteristica, un foglio di carta una volta usato può essere reimpiegato per produrre nuova carta.
Durante la lavorazione, la carta di recupero subisce un trattamento di elementarizzazione, onde renderla idonea ad essere trasformata ancora in carta.
In questa fase è fondamentale togliere dai maceri i materiali estranei, chiamati contaminanti, come plastica, vetro, ferro, colle, paraffina, ecc. la cui presenza crea problemi alla produzione e condiziona la qualità.
Il procedimento avviene in più fasi in modo da togliere inizialmente le parti più grossolane e via via le più piccole.
Nel caso in cui sia necessario produrre carte con un buon grado di bianco, il processo prevede anche una fase di disinchiostrazione per eliminare gli inchiostri presenti nel macero.
Più i sistemi di epurazione e disinchiostrazione sono sofisticati e più la qualità del prodotto finito si avvicina a quello di fibra vergine.
La produzione di carta riciclata non inquina purché le cartiere siano dotate di attrezzature adeguate per il trattamento, sia delle carte da macero, che delle acque di scarico e dei residui di lavorazione.
Data la grande eterogeneità della carta da recupero è praticamente impossibile fare una esatta, chiara ed esauriente classificazione come può invece essere fatto per le cellulose.
Comunque, sotto il profilo delle fonti di raccolta, il macero si può distinguere in:

Macero da raccolta industriale e commerciale
è costituito dai rifili di cartotecnica, casse di cartone ondulato, rese di quotidiani e periodici, tabulati, ecc.
Tale macero localizzato presso industrie cartotecniche e editoriali, uffici, grandi magazzini, è raccolto da recuperatori professionali e quindi selezionato e imballato prima di essere fornito alle cartiere per rientrare nel ciclo produttivo;

Macero domestico
proveniente da raccolta differenziata, contiene tutti quei prodotti cartari detenuti nelle abitazioni e nei piccoli negozi e uffici.
Tale macero, prevalentemente costituito da cartaccia mista e giornalame, deve essere isolato dai rifiuti solidi urbani all'origine, cioè prima che la carta sia mescolata con altri materiali che, inquinandola, la rendano inutilizzabile.
Ciò presuppone l'organizzazione, da parte dei comuni, della raccolta differenziata.

2.2 MATERIE PRIME NON FIBROSE

Tutte le materie fibrose per essere trasformate in carta devono essere opportunamente lavorate e mescolate con le sostanze denominate ausiliarie; queste conferiscono alla carta determinate caratteristiche desiderabili. I prodotti ausiliari si distinguono in sostanze di carica e sostanze collanti.
Le sostanze di carica adoperate più comunemente rientrano nelle categorie dei carbonati (carbonato di bario, di calcio e di magnesio); degli ossidi (biossido di titanio); dei silicati (asbestina, bentonite, caolino e talco); dei solfati (solfato di bario e di calcio) e dei solfuri (solfuro di zinco).
Le sostanze di carica riempiendo gli spazi compresi tra le fibre consentono di ottenere una superficie chiusa e piana, e conferiscono all'impasto fibroso determinate caratteristiche positive.
I principali vantaggi sono quindi:

- migliore ricettività dell'inchiostro
- migliore lisciatura
- maggior grado di bianco (dipendente dal fatto che le sostanze impiegate sono generalmente bianche)
- favoriscono la formazione del foglio

Si fa inoltre aggiunta di sostanze minerali di carica per conseguire determinati risultati in carte speciali. Per esempio, l'aggiunta di opportune sostanze alla carta da sigarette permette di regolare il tempo di combustione della carta su quello del tabacco.
Le sostanze di carica hanno un costo notevolmente inferiore rispetto a quello dei materiali fibrosi. Il loro uso non deve però essere casuale, ci sono infatti dei limiti sia quantitativi che qualitativi difficilmente superabili poiché la massa fibrosa non sarebbe più in grado di ricevere quantità eccessive di tali materiali, bisogna inoltre tener conto che le sostanze di carica abbassano notevolmente tutte le altre caratteristiche meccaniche della carta.
Le principali sostanze collanti sono: la resina, l'amido, la caseina, le cere, le resine sintetiche ecc.
Il collaggio che si ottiene con l'impiego di tali prodotti conferisce alla carta una impermeabilità ai liquidi ed agli inchiostri (rendendola così scrivibile), infatti un foglio di carta non collato è generalmente assorbente.