Scopri le materie prime della carta e i principali tipi di paste: meccaniche, chimiche e da macero. Spiegazione chiara per la scuola secondaria di primo grado.
Presentazione
Carta – Materie prime -Presentazione di Martina Baldini
Schema da completare
scarica e stampa lo schema da completare in formato pdf
Inserisci nello schema i seguenti termini:
TIPI DI PASTE PER CARTA – MECCANICHE E TERMOMECCANICHE – CHIMICHE –
SOSTANZE AUSILIARIE – MATERIE PRIME – MATERIE PRIME FIBROSE – DA MACERO
Esercizi interattivi
Una miscela di fibre e sostanze
Per produrre la carta è necessario ottenere una pasta di fibre vegetali, chiamata pasta per carta. Le materie prime utilizzate nella produzione della carta si possono distinguere in due grandi gruppi: materie prime fibrose, provenienti dal legno o dalla carta riciclata, e sostanze ausiliarie, che ne migliorano le proprietà.
Grazie alla combinazione di questi materiali è possibile ottenere molti tipi diversi di carta: carta per scrivere, carta da giornale, cartoncino, carta da imballaggio e molti altri prodotti.
La produzione della carta rappresenta un esempio importante di trasformazione delle materie prime naturali in un materiale utile e indispensabile nella vita quotidiana.
Le materie prime fibrose
Le materie prime fibrose sono quelle che forniscono le fibre di cellulosa, cioè l’elemento principale che forma la struttura della carta. Le fibre si intrecciano tra loro formando un sottile foglio resistente.
Le principali materie prime fibrose si ricavano dal legno e dalla carta da macero, e solo in alcuni casi da cotone, lino, canapa o paglia.
Il legno
Il legno utilizzato per produrre carta proviene principalmente da:
- piantagioni dedicate di alberi a crescita rapida (come pioppo, eucalipto, pino)
- scarti di segherie (segatura, trucioli)
- sottoprodotti forestali (rami, cime, parti non utilizzate per il legname).
Il legno è formato principalmente da due sostanze: cellulosa e lignina.
La cellulosa è costituita da lunghe fibre resistenti che rappresentano la materia prima fondamentale per produrre la carta. La lignina è invece una sostanza naturale che tiene unite le fibre all’interno del legno e contribuisce a rendere il tronco rigido e resistente.
Durante la produzione della carta il legno viene trasformato in una pasta e le fibre di cellulosa vengono separate tra loro. In questa nuova struttura la lignina non è più utile come nel legno: renderebbe le fibre di cellulosa meno flessibili. La carta contenente molta lignina è fragile e facile da rompere e tende ad ingiallire con il tempo. Per questo motivo, nei processi industriali, la lignina viene in gran parte eliminata.
La carta da macero
Un’altra importante fonte di fibre è la carta da macero, cioè la carta usata che viene raccolta e riciclata.
Attraverso processi di recupero e pulizia, la carta usata viene trasformata nuovamente in pasta di cellulosa, pronta per essere riutilizzata nella produzione di nuovi fogli.
Il riciclo della carta è molto importante, perché permette di ridurre il consumo di legno e limitare l’impatto sull’ambiente. Tuttavia, le fibre riciclate sono meno resistenti e per questo spesso vengono mescolate con fibre nuove
Le sostanze ausiliarie
Oltre alle fibre di cellulosa, nella produzione della carta vengono utilizzate alcune sostanze che servono a migliorare le caratteristiche del foglio. Queste sostanze sono chiamate sostanze ausiliarie.
Tra le più importanti troviamo:
-
sostanze di carica
-
collanti
-
coloranti
Le sostanze di carica servono a rendere la carta più liscia, bianca e uniforme. Esempi di sostanze di carica sono il caolino (un’argilla molto pura) o il carbonato di calcio (una sostanza naturale molto comune, che si trova nelle rocce, nei fossili di conchiglie e nelle ossa). In passato, per ottenere una carta molto chiara si usava anche il cloro, ma oggi questa sostanza viene quasi sempre evitata perché può inquinare l’ambiente; al suo posto si usano metodi più sicuri per sbiancare la carta.
I collanti vengono aggiunti per rendere la carta meno assorbente e più resistente alla penetrazione dei liquidi. Senza queste sostanze, l’inchiostro penetrerebbe troppo nelle fibre e si allargerebbe, proprio come quando si scrive con un pennarello su uno scottex: il colore si spargerebbe e i segni diventerebbero sfocati. Grazie ai collanti, la scrittura e la stampa risultano sempre nitide. Tra i collanti utilizzati nella produzione della carta ci sono sostanze naturali come l’amido di mais, oppure sostanze sintetiche come le resine.
I coloranti vengono utilizzati quando si vogliono ottenere carte colorate oppure per migliorare la tonalità del bianco.
I principali tipi di paste
Per produrre la carta, il legno non viene utilizzato direttamente. Deve prima essere trasformato in una massa di fibre chiamata pasta per carta.
Le paste per la produzione della carta si dividono in tre grandi gruppi:
- paste meccaniche e termomeccaniche
- paste chimiche
- paste da macero
Paste meccaniche e termomeccaniche
Le paste meccaniche si ottengono separando le fibre del legno tramite macchinari che lo triturano.
In alcuni casi il legno viene anche preriscaldato con vapore: si ottengono così le paste termomeccaniche, una variante delle paste meccaniche. Il vapore ammorbidisce la lignina, rendendola meno rigida: le fibre si separano con più facilità e rimangono più lunghe, e si ottiene una carta leggermente migliore.
In queste paste la lignina rimane quasi tutta nelle fibre.
Le caratteristiche principali sono:
- resa molto alta (quasi tutto il legno viene utilizzato)
- costo basso
- carta meno resistente nel tempo
Esempi di utilizzo
- giornali quotidiani
- volantini
- carta per usi temporanei
- riviste e cataloghi economici (soprattutto termomeccaniche)
Paste chimiche
Le paste chimiche si ottengono trattando il legno con sostanze chimiche aggressive (come soda caustica o composti a base di zolfo), che eliminano gran parte della lignina e separno le fibre di cellulosa.
In questo modo si ottiene una carta più pura e resistente.
Le caratteristiche principali sono:
- resa più bassa (una parte del legno viene eliminata, quindi si produce meno carta)
- alta qualità della carta
- maggiore durata nel tempo
- colore più chiaro
Esempi di utilizzo
- libri
- quaderni
- carta per stampa di qualità
- carta da disegno
Paste da macero
Le paste da macero si ottengono riciclando carta già usata. La carta viene raccolta, selezionata e trasformata nuovamente in pasta per carta, pronta per essere riutilizzata nella produzione di nuovi fogli.
Il riciclo della carta è molto importante perché permette di ridurre il consumo di legno, di limitare i rifiuti e di diminuire l’impatto sull’ambiente. Inoltre, consente di risparmiare acqua ed energia: per produrre carta riciclata si utilizza fino al 70% in meno di acqua e fino al 60% in meno di energia rispetto alla produzione a partire dal legno.
Tuttavia, ad ogni riciclo le fibre si accorciano e diventano meno resistenti. Inoltre, la carta riciclata ha spesso un colore meno bianco, tendente al grigio, anche se può essere trattata per diventare più chiara. Per questo motivo, viene spesso mescolata con fibre nuove per migliorarne la qualità.
La carta da macero viene utilizzata soprattutto per produrre imballaggi (scatole di cartone, confezioni), carta per uso quotidiano (carta igienica, tovaglioli, fazzoletti), e carta per fotocopie e quaderni (spesso mescolata con altre paste).
Come si produce la carta
Nella produzione della carta non si utilizza quasi mai un solo tipo di pasta. Spesso vengono miscelate tra loro per ottenere il giusto equilibrio tra qualità, costo e resistenza.
Ad esempio:
- le riviste possono contenere paste termomeccaniche e chimiche
- la carta per quaderni è principalmente chimica, con possibili aggiunte
- la carta riciclata può essere mescolata con altre paste per migliorarne le caratteristiche
In sintesi
La carta nasce da materie prime diverse e può essere prodotta con processi differenti.
In generale:
- più lignina resta nelle fibre → carta meno resistente
- più lignina viene eliminata → carta di qualità migliore
La scelta del tipo di pasta dipende dall’uso finale della carta e dall’equilibrio tra qualità, costo e sostenibilità.
Potrebbero interessarti anche: