0. INTRODUZIONE La carta può definirsi un insieme di fibre vegetali che si mantengono unite tramite legami naturali. Si tratta quindi di un prodotto naturale, biodegradabile e riciclabile e, come tale, amico dell'ambiente. In questa premessa però, più che soffermarci sulle definizioni tecniche, vorremmo sottolineare la grande importanza della carta e del cartone: i moltissimi usi, necessari e, nello stesso tempo, molto familiari, che rendono questi prodotti parte integrante del nostro vivere quotidiano. Basti ricordare che senza l'aiuto della carta e del cartone la cultura, il commercio e tutta la civiltà dell'Europa Occidentale qual è oggi non esisterebbe. Questi prodotti si possono ormai considerare essenziali alla nostra cultura e al nostro costume; sono infatti usati non solo nel campo della comunicazione (giornali, libri) e dell'imballaggio (astucci, casse di cartone ondulato, carta per pacchi, per cioccolatini, caramelle, ecc.), ma entrano nelle nostre case (carta per usi domestici e sanitari). Hanno inoltre applicazioni industriali (carta filtri), sono usati negli uffici; senza dimenticare gli usi minori (costruzione, moda, passatempi, ecc.). In sostanza si può tranquillamente affermare che gli innumerevoli usi che si fanno della carta contribuiscono a migliorare la qualità della nostra vita. inizio pagina 1. LA STORIA DELLA CARTA 1.1 LE ORIGINI DELLA FABBRICAZIONE DELLA CARTA Per ritrovare le origini della carta è necessario risalire nella storia di almeno cinque millenni: sembra infatti che in Egitto, intorno al 3000-3500 a.C., esistesse già il papiro, considerato come la pietra miliare per l'evoluzione storica dei supporti per la scrittura. Molto simile alla nostra carta, il papiro veniva fabbricato utilizzando una pianta acquatica, il cyperus papyrus, allora molto diffusa lungo il Nilo, in Palestina ed in Sicilia. La parte superiore dello stelo di questa pianta veniva tagliata in strisce longitudinali di basso spessore, larghe pochi centimetri e lunghe oltre un metro. Tali strisce venivano poi disposte, l'una accanto all'altra, sopra un piano orizzontale, in modo da formare uno strato continuo e il più possibile omogeneo. Su questo primo strato se ne collocava un altro, con l'accortezza di disporre le strisce in modo trasversale rispetto alle prime. Il reticolo, così formato, veniva poi bagnato con acqua e pressato affinché le sostanze collanti contenute nelle fibre della pianta facessero aderire i due strati sovrapposti; successivamente veniva fatto asciugare all'aria. Incollando i margini di più fogli di papiro, tagliati tutti nelle stesse dimensioni e posti consecutivamente, si otteneva una striscia continua, che nell'uso veniva arrotolata costituendo il "volumen" o rotolo, l'antesignano del nostro libro. Un altro ottimo materiale su cui scrivere, molto apprezzato per la sua resistenza al tempo, fu la pergamena. Tale materiale, ottenuto da un'accurata lavorazione delle pelli di animali di piccola e media taglia, costituì il prodotto più largamente usato in tutto il mondo civile fino alla comparsa della carta vera e propria. Le origini della fabbricazione della carta passano per la Cina. La leggenda e le ipotesi la fanno risalire alla fabbricazione dei feltri, in cui i mongoli erano maestri. Un ministro cinese, Ts'ai Lun, intorno al 105 d.C. (data ovviamente approssimativa) sostituì, nella fabbricazione dei feltri, le fibre animali con quelle vegetali, dando così luogo a quel prodotto che oggi chiamiamo carta. Per la verità la leggenda di Ts'ai Lun è un po' più colorita, e, data la sua brevità, vale la pena di raccontarla. Ts'ai Lun si recava ogni giorno presso uno stagno adibito a lavatoio: lì, meditava ed osservava le donne lavare i panni. Un giorno si accorse che le fibrille, precedentemente staccatesi dai panni logori, a causa dello strofinio e della battitura esercitati dalle lavandaie, si accumulavano e si riunivano a mo' di tessuto. Ts'ai Lun raccolse con delicatezza il sottile velo di fibrille feltratesi in un'ansa dello stagno stesso e lo pose ad essiccare. Nacque così un foglio di una certa consistenza, di colore biancastro ed idoneo per sopportare la scrittura. Il primo materiale adottato da Ts'ai Lun, una volta messo a punto il procedimento di fabbricazione, fu la corteccia del gelso da carta (Brussonetia papyrifera). La parte fibrosa della corteccia veniva messa a macerare in acqua, risciacquata e successivamente battuta in mortai di pietra fino ad ottenere una pasta uniforme di fibre cellulosiche. Questa massa di fibre opportunamente diluita con acqua veniva versata sopra la così detta "forma", costituita da una specie di graticcio ottenuto per accostamento di sottilissimi bastoncini di bambù. L'acqua passava attraverso le fenditure del graticcio e le fibre, feltratesi tra loro, restavano in superficie formando un foglio di opportuno spessore che, staccato e levato a mano dalla forma, veniva messo ad essiccare all'aria. I cinesi, oltre ad essere stati i primi produttori di carta, sono stati anche suoi grandi utilizzatori. L'impiego della carta come supporto per la scrittura è sicuramente da ricollegare con il tasso di diffusione della cultura; questa nei periodi più antichi, era senza dubbio privilegio di pochi e quindi la domanda di carta per scrivere è stata inizialmente piuttosto ridotta. La carta infatti ancor prima di essere usata come supporto per la scrittura, è stata impiegata, in Cina, come oggetto di vestiario. Le prime citazioni relative a questo uso risalgono al primo secolo a.C. e sempre più frequenti poi divengono negli anni successivi. Nel periodo 400-900 d.C. i preti taoisti indossavano cappelli di carta come pure gli scolari ed i poeti. Al sesto secolo risalirebbe l'uso della carta igienica; già allora si usava, come materia prima, un prodotto particolare, fatto con fibre di paglia di riso, più facile da preparare, meno costosa e più morbida. Con la carta si costruirono aquiloni, lanterne e ventagli; questi ultimi erano prodotti in carta fin dal 300 quando gli imperatori della dinastia Chin vietarono, per questioni economiche, l'uso della seta per la loro preparazione. L'uso della carta moneta risale probabilmente al nono secolo; si ritiene infatti che in quel periodo, essendo aumentate le transazioni, si sia resa necessaria una moneta più leggera in sostituzione della moneta metallica troppo pesante e poco trasportabile. 1.2 LA DIFFUSIONE DELLE TECNICHE DI LAVORAZIONE L'arte cartaria si diffuse all'inizio solo in quei paesi con cui la Cina aveva rapporti commerciali quali Giappone e Corea. La diffusione della carta nei paesi ad occidente della Cina iniziò per opera degli arabi. Questi popoli, grazie ai loro contatti con i paesi dell'estremo oriente, conoscevano la carta fin dal 650 d.C., anche se inizialmente veniva usata solo per documenti importanti. Un secolo più tardi (nel 751) a Samarcanda se ne iniziò la fabbricazione secondo quello che era il processo produttivo ideato dai cinesi, 40 anni dopo anche a Baghdad sorse la prima cartiera. La produzione cartaria da parte degli arabi poté avere un forte sviluppo grazie alla ampia disponibilità di quella che si dimostrò essere una materia prima di buona qualità e basso costo, vale a dire la canapa ed il lino. Dal Medio Oriente l'arte di produrre carta si diffuse in Egitto (al Cairo) ed in tutta l'Africa settentrionale (Tunisi, Cente, Fez). Le materie prime più largamente utilizzate erano il lino e gli stracci di lino. Nel 1100 si potevano così contare circa 400 cartiere. Quando gli arabi sbarcarono in Europa, la carta venne esportata in Spagna, dove sorse la prima cartiera europea, ed in Italia. Con il trasferimento delle tecniche di produzione nel nostro continente si ebbe un nuovo mutamento nelle materie prime impiegate; le cartiere europee infatti, producevano carta esclusivamente con le fibre derivanti dai cenci e dagli stracci. In Italia l'arte della carta si affermò intorno al 1100 ad Amalfi e Fabriano (quest'ultimo divenne ben presto il più importante centro europeo di fabbricazione cartaria). Successivamente si diffuse a Bologna, Genova, ed in Piemonte, Toscana e Veneto. Ai cartai italiani spetta il merito di aver introdotto alcune importanti modifiche al procedimento arabo di fabbricazione, fra cui la battitura dello straccio con magli azionati per mezzo della ruota idraulica e la collatura con gelatina animale, che conferì alla carta quelle doti di conservabilità che facevano difetto nelle carte fabbricate sia con il più antico procedimento cinese, che con quello adottato successivamente dagli arabi. Già nel 1283, documenti di sicura attendibilità storica attestano che a Fabriano si fabbricava carta di alta qualità. E' da questa cittadina marchigiana, infatti, che i mastri cartai, attratti forse da lauti guadagni, partirono per insegnare, prima in Italia e successivamente in Europa, l'arte del fabbricare carta. 1.3 LA CARTA A MANO Aldilà dei miglioramenti su menzionati resta il fatto che, dalla scoperta del mandarino Ts'ai Lun fino a tutto il XVIII secolo, la carta veniva fabbricata esclusivamente a mano, immergendo la "forma" nel tino contenente la sospensione fibrosa. Ancora oggi, ma solo per pochi e speciali usi (quali ad esempio la carta da lettere di lusso, la carta speciale da disegno, per mappe catastali, finissima da acquerello, speciale da stampa, filigranata ed alcuni speciali tipi di carta valori) la carta viene fabbricata con gli stessi procedimenti. Il procedimento seguito per la produzione della carta a mano è in estrema sintesi il seguente: l'impasto, precedentemente e opportunamente preparato, giunge al tino, consistente in una vasca munita di un agitatore per mantenere la sospensione in continua mescolazione. Per fabbricare il foglio di carta si impiega la "forma" o "modulo", costituita da un telaio di legno su cui viene fissata una tela a maglie metalliche. L'operaio (c.d. laurente) immerge la forma nella sospensione fibrosa e, nel ritirarla, vi imprime una serie di scuotimenti rapidi al fine di ottenere una feltrazione (unione tra le fibre) uniforme. L'acqua, nel frattempo, scola attraverso le maglie della tela metallica. La forma quindi viene prelevata da un altro operaio (c.d. ponitore) che lo comprime contro un feltro umido di lana, in modo tale da realizzare il distacco del foglio dalla tela ed il conseguente trasferimento dello stesso sul feltro. A questo punto segue la pressatura idraulica dei fogli al fine di ottenere una prima disidratazione della carta. I fogli vengono poi avviati all'asciugamento che può realizzarsi per stendaggio al coperto o in un tunnel a circolazione di aria calda. 1.4 IL PASSAGGIO ALLA PRODUZIONE INDUSTRIALE Il passaggio dalla produzione artigianale a quella industriale avvenne nella prima metà del 1800. Il primo tentativo fu fatto dal francese Nicolas Louis Robert nel 1797; egli realizzò una macchina capace di produrre un foglio continuo di carta della lunghezza di 60 cm. (prima macchina continua). La continua fu poi perfezionata da Fourdrinier e Donkin. Inizialmente, la materia prima era costituita dai cenci e stracci usati, quando questi si dimostrarono insufficienti alla produzione della carta, la cui richiesta mondiale assumeva valori sempre crescenti, si iniziarono gli studi per la messa a punto di nuovi processi capaci di produrre, in grande quantità e a basso costo, quelli che saranno i succedanei della pasta di straccio. Il primo materiale che sostituì in parte la pasta di straccio fu la pasta meccanica di legno, ottenuta secondo il procedimento proposto nel 1845 dal tedesco Federiko Keller. Il primo impiego della carta come materiale da imballaggio si ha negli Stati Uniti. E' Albert Jones a brevettare, nel 1871, la carta ondulata, che viene impiegata, in sostituzione di paglia o trucioli, nelle cassette contenenti bottiglie o altri materiali da proteggere dagli urti. Dalla fine del 1800 le innovazioni sono tutte di tipo incrementale e di processo; i processi di funzionamento su cui si basavano i vecchi sistemi di fabbricazione sono infatti rimasti, nel corso degli anni, sostanzialmente inalterati. La direzione del progresso tecnologico si muove innanzitutto nell'ambito dei miglioramenti della produttività delle macchine continue: si pensi che nel 1800 per fabbricare una tonnellata di carta erano necessarie circa 4000 ore di lavorazione, mentre oggi, a seconda delle caratteristiche che si vogliono ottenere, ne servono da due a venti; ciò significa che la produttività è aumentata di circa 1000 volte Di grande importanza sono infatti i miglioramenti legati alla velocità e alla larghezza delle continue per carta: si pensi a tale proposito che le prime macchine producevano un nastro continuo largo meno di un metro alla velocità di pochi metri al minuto, mentre le attuali hanno larghezze utili anche superiori ai 10 metri e velocità che si aggirano intorno ai 1500-2000 metri al minuto. Ciò significa che ogni secondo la continua riesce a produrre fino a 30 metri di carta per una lunghezza di 10 metri.