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La classificazione e l'interazione di carta e inchiostro Parte A
I. Carta
La carta, una delle quattro grandi invenzioni dell'antica Cina, è un materiale fibroso simile a un foglio-utilizzato principalmente per scrivere, stampare, disegnare o imballare. Solitamente viene prodotto da una sospensione a base acquosa- di fibre vegetali che sono state sottoposte a spappolamento, seguita da formazione su una rete metallica, disidratazione iniziale, pressatura ed essiccazione.
1. Composizione della Carta
La carta è costituita da fibre vegetali, riempitivi, agenti di collatura e coloranti.
(1) Fibre vegetali
Le fibre vegetali costituiscono il componente strutturale primario della carta. Le fibre adatte per la fabbricazione della carta devono presentare caratteristiche favorevoli come facilità di separazione durante la lavorazione della pasta, elevato contenuto di cellulosa, basso contenuto di lignina, resistenza adeguata, lunghezza e larghezza adeguate, elasticità sufficiente e forte capacità di legame inter-fibra. Inoltre, dovrebbero essere abbondanti,-economici e adatti alla produzione su larga-scala.
Le fibre vegetali comunemente utilizzate in Cina includono paglia di riso, paglia di grano, canne, bambù, legno, lino, cotone e materiali riciclati come cotone di scarto, stracci, scarti di canapa e carta straccia.
Durante la lavorazione della pasta, le fibre vegetali vengono lavorate per rimuovere componenti non-cellulosici come lignina, pectina, resina e grassi, mantenendo componenti desiderabili come cellulosa ed emicellulosa. Le proprietà fisiche e chimiche delle fibre selezionate, insieme al metodo di spappolamento utilizzato, influenzano in modo significativo le caratteristiche finali della carta.
(2) Riempitivi
A causa della natura porosa delle reti di fibre nella carta, vengono aggiunti riempitivi per ridurre la porosità, migliorare la levigatezza, diminuire la trasparenza e l'assorbenza, migliorare l'uniformità della superficie e soddisfare i requisiti funzionali.
I riempitivi comuni includono caolino, talco, gesso, carbonato di calcio e solfato di bario. Il talco viene generalmente utilizzato nelle carte da stampa standard, mentre il caolino e il solfato di bario sono preferiti per i gradi di stampa di alta-qualità.
Il contenuto di riempitivo costituisce generalmente circa il 20% del peso della carta. Un riempitivo eccessivo può compromettere la resistenza alla trazione e la flessibilità, ostacolare l'assorbimento dell'inchiostro e portare alla formazione di polvere durante la stampa.
(3) Agenti di collatura
I composti collanti vengono applicati per ridurre la porosità superficiale e l'azione capillare, migliorando così la resistenza all'acqua. Contribuiscono inoltre a migliorare la brillantezza superficiale, la resistenza meccanica e la resistenza alla peluria superficiale.
Gli agenti collanti più comuni includono colofonia, solfato di alluminio, allume, amido, silicato di sodio (bicchiere solubile) e caseina.
A seconda dell'applicazione prevista, vengono utilizzati vari metodi di dimensionamento-come dimensionamento interno, dimensionamento di superficie, dimensionamento pesante e dimensionamento leggero-. Il dosaggio varia tipicamente dallo 0,25% al 9% del peso della polpa. Il-dimensionamento eccessivo può influire negativamente sulla ricettività dell'inchiostro.
(4) Coloranti
Sebbene le fibre vegetali possiedano una colorazione intrinseca, anche dopo lo sbiancamento spesso mantengono una leggera tinta giallastra o verdastra, che non è sufficiente per produrre carta bianca pura. Pertanto, vengono introdotti coloranti per regolare la tonalità e migliorare il bianco.
Per la produzione di carta bianca vengono comunemente utilizzati coloranti come il magenta e il blu oltremare. Le carte di alta-gradazione possono anche incorporare agenti sbiancanti fluorescenti.
Nella produzione di carte colorate, vengono utilizzati sia pigmenti inorganici che coloranti organici a seconda della tonalità desiderata e dei requisiti prestazionali.
2. Tipi di carta
Le varietà di carta sono numerose. Secondo l'uso, l'ex Ministero dell'Industria Leggera cinese li classifica in 17 categorie: 11 tipi di carta e 6 tipi di cartone.
Le 11 categorie di carta comprendono: carta da stampa, carta da lettere, carta da disegno e illustrazione, carta isolante elettrica, carta da sigarette, carta assorbente, carta per strumenti, carta fotosensibile, carta transfer (carta base), carta tecnica industriale e carta da imballaggio.
Le sei categorie di cartone sono: cartone per rilegatura, cartone per scatola, pannello isolante, pannello tecnico industriale, pannello per l'edilizia e pannello per scarpe.
3. Specifiche della carta
Le specifiche della carta sono definite in base al tipo, alle dimensioni e alla grammatura.
(1) Tipo
La carta da stampa è disponibile in due formati: in fogli e in rotolo. La carta web (in rotolo) è progettata per le macchine da stampa rotative ad alta-velocità, mentre la carta in fogli è più comunemente utilizzata nei processi di stampa convenzionali.
(2) Dimensioni
Secondo lo standard nazionale originale GB147-59, le dimensioni della carta base per la stampa, la scrittura e il disegno sono specificate come segue: Le larghezze dei rotoli sono standardizzate a 1575 mm (2×787), 1092 mm, 880 mm e 787 mm. Le dimensioni dei fogli includono 880×1230 mm, 850×1168 mm, 880×1092 mm, 787×1092 mm, 787×960 mm e 690×960 mm.
Secondo lo standard nazionale aggiornato GB786-87, vengono adottati formati di foglio singolo-non rifilato di 880×1230 mm, 900×1280 mm e 1000×1400 mm per allinearsi agli standard internazionali e facilitare lo scambio culturale. Tuttavia, a causa delle attrezzature esistenti e dei vincoli di fornitura, il formato 787×1092 mm resta consentito come formato transitorio non standard fino al 2000, dopodiché verrà gradualmente eliminato. Questa transizione riflette lo spostamento verso l'armonizzazione con le convenzioni internazionali sui formati carta.
(3) Peso
La grammatura della carta è espressa in termini di grammatura base e grammatura della risma, più comunemente come grammatura.
La grammatura, o grammatura, si riferisce alla massa per unità di superficie, misurata in grammi per metro quadrato (g/m²). Ad esempio, 60 g/m² indica una carta che pesa 60 grammi per metro quadrato. Le carte con una grammatura pari o inferiore a 200 g/m² sono classificate come carta; quelli che superano questa soglia vengono classificati come cartone.
Il peso della risma indica il peso totale di 500 fogli di un determinato formato. Ad esempio, una risma di carta da 52 g/m² e misura 880×1230 mm pesa circa 28 chilogrammi.
4. Carta da stampa
Le carte da stampa comprendono una gamma di tipi personalizzati per applicazioni specifiche, tra cui carta da giornale, carta tipografica, carta offset, carta offset patinata, carta per dizionario, carta per mappe, carta per rotocalco, carta patinata, carta per lavagne bianche e carta sintetica.
(1) Carta da giornale
Utilizzata principalmente per giornali e periodici stampati in tipografia-, la carta da giornale è morbida, elastica e altamente assorbente e consente una rapida adesione dell'inchiostro. La calandratura produce una superficie liscia resistente alla formazione di pelucchi, garantendo stampe fronte/retro chiare e solide. Possiede un'adeguata resistenza meccanica per la stampa rotativa ad alta-velocità e una buona opacità. Tuttavia, a causa dell'elevato contenuto di pasta di legno meccanica e di impurità residue, è suscettibile all'ingiallimento e all'infragilimento nel tempo. Il suo elevato potere assorbente e la scarsa resistenza all'acqua lo rendono vulnerabile ai danni.
(2) Carta da stampa tipografica
Utilizzata per la stampa di antologie, classici, libri di testo e riviste tramite stampa tipografica, questa carta condivide somiglianze con la carta da giornale ma offre una qualità superiore. Presenta maggiore levigatezza, resistenza all'acqua e bianchezza. Sebbene il suo assorbimento di inchiostro sia leggermente inferiore a quello della carta da giornale, è più uniforme.
(3) Carta per stampa offset
Progettata per la stampa offset di libri illustrati a colori, album, poster, marchi e pubblicazioni premium, la carta offset è disponibile nelle varianti su un lato-e su due-facciate. La carta su un lato- viene utilizzata per articoli come scatole di sigarette ed etichette, mentre la carta su entrambi i lati-è adatta a illustrazioni, mappe e risultati simili.
La carta offset deve presentare bassa elasticità ed elevata resistenza all'acqua per evitare modifiche dimensionali e registrazioni errate durante la stampa multicolore. Dovrebbe essere privo di lanugine e polvere, avere una struttura compatta per resistere allo strappo in caso di impressioni ripetute e un moderato assorbimento dell'inchiostro per consentire la ritenzione del legante sulla superficie per un'adeguata asciugatura e lo sviluppo della brillantezza. Una superficie liscia e priva di contaminanti- garantisce l'integrità della stampa e protegge i caucciù e le lastre di stampa.
(4) Carta patinata per stampa offset
Nota anche come carta patinata, viene prodotta applicando un rivestimento inorganico (ad esempio, argilla o carbonato di calcio) sulla carta di base, seguito da super-calandratura. La superficie risultante è eccezionalmente liscia e altamente riflettente, ideale per riprodurre dettagli fini in stampe artistiche, cataloghi, calendari e campioni di prodotti.
La carta patinata consente una riproduzione precisa dei punti e un'eccellente gradazione tonale. La superficie deve resistere allo spolveramento e alla delaminazione. L'assorbimento dell'inchiostro non deve essere eccessivo; in caso contrario, le stampe potrebbero non essere lucide o sviluppare problemi di spolveramento.
(5) Documento del dizionario
Utilizzata per la stampa di dizionari, libri tascabili, opere di consultazione e letteratura scientifica, la carta per dizionari è leggera e varia da 25 a 40 g/m². Richiede un'elevata opacità per impedire la trasparenza-attraverso, una distribuzione uniforme delle fibre, levigatezza, spessore costante e consistenza morbida. Tuttavia, i suoi bordi tendono ad arricciarsi.
(6) Mappa e carta nautica
La carta per mappe topografiche viene utilizzata per la stampa offset a più-colori di mappe e atlanti, classificata in Grado speciale e No. 1 Grado-Speciale per mappe topografiche, No. 1 per mappe generali e atlanti. La carta nautica viene utilizzata in modo simile per le carte marittime.
Entrambi i tipi sono bianchi, poveri di polvere (soprattutto privi di particelle nere più lunghe di 1 mm), lisci su entrambi i lati, ben strutturati, dimensionalmente stabili e in grado di riprodurre accuratamente i dettagli più fini. Presentano un'elevata resistenza alla piegatura e, nel caso della carta nautica, un'eccezionale resistenza alla trazione.
(7) Carta per stampa rotocalco
Utilizzata per la stampa calcografica di libri d'arte, illustrazioni e riviste illustrate, la carta rotocalco deve essere resistente, bianca e molto liscia con un'eccellente resistenza all'acqua. Dovrebbe resistere alla formazione di pelucchi, alla polvere e alla trasparenza-durante la stampa.
In origine, la carta calcografica includeva substrati per stampe ad alta-sicurezza come banconote e francobolli. Da allora queste sono state classificate separatamente come carta per banconote e carta da bollo.
(8) Carta per lavagna bianca
Utilizzata per imballare scatole, grafici didattici e supporti decorativi, la carta per lavagne bianche presenta una struttura fibrosa uniforme. Lo strato superficiale contiene riempitivi e agenti di collatura, è rivestito con pigmento e calandrato. Ciò si traduce in una superficie densa, liscia e bianca con assorbimento uniforme dell'inchiostro, rilascio minimo di pelucchi ed elevata resistenza alla piegatura.
(9) Carta sintetica
Utilizzata per stampe artistiche, mappe e libri di consultazione di fascia alta-, la carta sintetica è realizzata con materie prime chimiche a base di idrocarburi-con additivi. Presenta un'eccellente resistenza alla trazione, resistenza all'acqua, stabilità termica (da -60 gradi a 60 gradi), resistenza alla luce, alla muffa e alla corrosione chimica.
La carta sintetica non è-tossica, non inquina-e non contiene polvere-, il che la rende adatta agli ambienti delle camere bianche. Non rilascia fibre o polvere, rendendolo ideale per l'uso in ufficio e la stampa da computer in ambienti sensibili. Sta sostituendo sempre più la carta tradizionale nelle applicazioni informatiche.
5. Prestazioni di stampa della carta
Le prestazioni di stampa della carta determinano la sua idoneità per un funzionamento regolare durante la stampa e la sua capacità di produrre risultati di alta-qualità. Questa prestazione è influenzata non solo dalle caratteristiche della carta ma anche dalle condizioni di stampa e dalle proprietà dell'inchiostro.
I requisiti generali di qualità per la carta da stampa includono:
- Punto di bianco elevato e uniforme all'interno dello stesso lotto
- Contenuto minimo di polvere
- Traslucenza e brillantezza uniformi
- Resistenza meccanica adeguata alla lavorazione
- Spessore, densità e struttura uniformi tra i lotti
- Contenuto di umidità tra il 6% e l'8%
- Bordi squadrati per fogli di carta, con deviazione dei bordi non superiore a ±3 mm
Le principali proprietà di stampa includono:
(1) Levigatezza
La levigatezza è una proprietà di stampa fondamentale. Una maggiore levigatezza garantisce un migliore contatto tra la carta e la lastra di stampa, consentendo un trasferimento uniforme dell'inchiostro e una definizione nitida dell'immagine. Al contrario, le superfici ruvide determinano un contatto irregolare e una deposizione di inchiostro incoerente.
Mentre la stampa offset utilizza un telo elastico che attenua alcune irregolarità della superficie, la riproduzione di alta-qualità richiede comunque una carta più liscia. Per le carte meno levigate-, una maggiore pressione di stampa può parzialmente compensare le irregolarità della superficie.
Anche la levigatezza della superficie influenza direttamente la brillantezza: le superfici più lisce riflettono più luce e appaiono lucide, mentre le superfici ruvide diffondono la luce e appaiono opache.
(2) Assorbenza dell'inchiostro
L'assorbenza dell'inchiostro si riferisce alla misura in cui la carta assorbe l'inchiostro, in particolare alla penetrazione del legante dell'inchiostro nella rete di fibre. Dipende dalla dimensione dei pori e dalla compattezza della carta.
Le carte con piccoli spazi tra le fibre- mostrano un'azione capillare limitata e quindi un assorbimento inferiore. Al contrario, le carte eccessivamente porose assorbono legante e pigmenti in eccesso, determinando la penetrazione dell'inchiostro e stampe traslucide.
L'assorbimento dell'inchiostro è influenzato non solo dalla struttura della carta ma anche dalla viscosità dell'inchiostro, dalla pressione di stampa e dal tempo di permanenza.
(3) Elasticità e plasticità
Durante la stampa, la carta subisce una deformazione sotto stress meccanico. Nella stampa tipografica, le aree in rilievo dell'immagine comprimono la carta, provocando deformazioni localizzate.
La carta può presentare tre tipi di deformazione sotto carico:
- Deformazione elastica istantanea: recupero immediato alla rimozione della forza.
- Deformazione elastica dell'isteresi: ritorno graduale alla forma originale dopo la rimozione della forza.
- Deformazione plastica: cambiamento permanente di forma dopo la rimozione della forza.
I primi due sono reversibili; l'ultimo è irreversibile. L'elasticità della fibra, in particolare l'elasticità istantanea, supporta prestazioni di stampa efficaci.
Questi comportamenti dipendono dalla composizione delle fibre, dal contenuto di umidità, dalla calandratura e dalla compattazione.
(4) Resistenza superficiale
La resistenza della superficie determina la resistenza all'usura, allo spolveramento e alla raccolta delle fibre durante la stampa. Gli inchiostri ad alta-viscosità richiedono superfici di carta resistenti per evitare spargimenti che possono contaminare le lastre di stampa. Nella stampa offset, le superfici deboli possono portare all'emulsione dell'inchiostro con la soluzione di bagnatura, causando la formazione di schiuma sulle aree non-dell'immagine.
(5) Contenuto di umidità
Il contenuto di umidità è definito come la percentuale del peso dell'acqua rispetto al peso totale della carta.
Influisce in modo significativo sulla qualità di stampa. L'umidità in eccesso riduce la resistenza, aumenta la plasticità e rallenta l'asciugatura. Un'umidità insufficiente rende la carta fragile, soggetta a rotture e sensibile all'elettricità statica.
Le fibre cellulosiche sono igroscopiche, quindi l'umidità della carta si equilibra con la temperatura e l'umidità ambiente. Una variazione del 10% nell'umidità relativa altera in genere l'umidità della carta di circa l'1%. Per mantenere la stabilità, gli ambienti di stampa devono essere controllati a 18–24 gradi e con un'umidità relativa del 60–65%.
