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Fabbricazione a macchina

Sebbene il principio di base sia lo stesso, la fabbricazione a macchina della carta è molto più complessa di quella a mano. Il primo passo è la preparazione della materia prima. Oggi, più del 95% della carta è prodotto con cellulosa di legno; per i tipi più economici, come la carta da giornale, si usa solo pasta di legno meccanica, mentre per ottenere una qualità migliore si usa pasta di legno chimica o una miscela di pasta di legno e fibre di stracci; per le carte di qualità pregiata, invece, si impiegano solo fibre di stracci, specialmente di lino e di cotone. Per la produzione di carte comuni si fa sempre più importante il ricorso alla cartastraccia, cioè alla carta di ricupero, in genere miscelata con le altre materie prime ma non di rado usata da sola, per produrre la cosiddetta carta riciclata.

La preparazione della pasta di legno si esegue in due modi differenti. La pasta meccanica si ottiene sfibrando il legno, preparato in tronchi scortecciati o in tondelli, mediante pressione contro una mola cilindrica rotante ad alta velocità, in ambiente acquoso per evitare i danni che sarebbero prodotti dal calore di sfregamento. Le fibre risultanti sono corte e vengono usate da sole per produrre carta economica, oppure in miscela con altre fibre più pregiate per carte di qualità migliore. La pasta chimica si ottiene da legno ridotto in frammenti e trattato con solventi chimici, che rimuovono materiale resinoso e lignina, lasciando fibre di cellulosa pura. Il più antico dei processi con solvente chimico venne introdotto nel 1851, e fa uso di una soluzione di soda caustica: questo processo, tra l'altro, veniva impiegato per macerare la paglia dalla quale, in passato, si otteneva un tipo di carta gialla, scadente ma molto economica.

Gli stracci da cartiera vengono anzitutto puliti meccanicamente, per rimuovere lo sporco grossolano e altri corpi estranei; poi vengono cotti per diverse ore in autoclave ad alta pressione in una soluzione alcalina, che solubilizza i grassi e altre impurità, e quindi sfibrati e lavati con acqua in una macchina, detta 'battitore', dove subiscono anche una prima macerazione. La mezza pasta che ne risulta viene passata attraverso uno o più battitori secondari, che macerano ulteriormente le fibre. A questo punto vengono aggiunti il colorante, il collante e materiali inerti (carica), che hanno lo scopo di accrescere il peso e la consistenza della carta finita.

Attualmente, la maggior parte della carta viene fabbricata con macchine continue, derivate dalla macchina di Fourdrinier, sviluppate nei primi anni del XX secolo. Elemento fondamentale di queste macchine è la 'tela', un nastro di fitta rete metallica chiuso ad anello, sorretto da rulli nella sua parte inferiore, che scorre nella macchina orizzontalmente a velocità costante.

Sulla tela scende un flusso continuo di pasta acquosa, che proviene dalla 'cassa di afflusso' – un elemento posto all'estremità iniziale del percorso della tela – scorrendo entro un canale di gomma; a mano a mano che avanza, la pasta perde acqua attraverso le maglie della tela che la trasporta. L'asciugatura è accelerata dall'azione di pompe aspiranti poste sotto la tela, e da piccole oscillazioni trasversali della tela stessa, atte ad agevolare l'infeltrimento delle fibre. Mentre procede sostenuta dalla tela, la carta passa sotto un cilindro scorrevole (detto 'ballerino') che ne determina lo spessore.

In prossimità dell'estremità finale della macchina, la tela viene stretta fra due cilindri contrapposti ricoperti di feltro, che spremono ulteriormente l'acqua dal foglio e consolidano l'intreccio delle fibre, conferendo al foglio, ormai completamente formato, la resistenza sufficiente per fare a meno del supporto della tela; questa dunque può ritornare all'estremità di partenza, passando per la parte inferiore della macchina. La carta viene quindi trasferita su un nastro di panno e, sostenuta da questo, attraversa una coppia di cilindri lisci in metallo che, pressando le due facce del foglio, donano alla superficie della carta un aspetto liscio. Dopo quest'ultima pressione, il foglio è completamente formato: passa ancora attraverso una serie di cilindri riscaldati, che completano l'asciugatura, e poi attraverso cilindri freddi, che provvedono alla calandratura, ovvero all'ultima finitura superficiale. Alcune carte speciali subiscono un ulteriore trattamento di apprettatura con argilla o colla, e un'ulteriore calandratura. All'uscita dalla macchina, la carta si avvolge su una bobina, pronta per essere commercializzata per la stampa su macchine rotative, oppure tagliata in fogli di vario formato e commercializzata in risme. Le bobine per stampa su rotativa possono avere vari formati: la bobina tipica di carta da giornale è costituita da un foglio largo 168 cm, lungo 7925 m e pesa circa 725 kg.