Storia, proprietà e produzione
La Carta
1 prof. A.Battistelli
La utilizziamo tutti i giorni
Ce ne sono di moltissimi tipi
Quella dei quaderni e per disegnare è bianchissima
Alcune sono lucide (copertine delle riviste, libri)
Si può riciclare
Non resiste all’acqua: non ci si fanno gl’impermeabili
Ci si può scrivere e disegnare, ma alcune carte sono sottili e trasparenti e non si possono utilizzare dietro e su altre (di riviste e libri) si scrive male
Si ricava dagli alberi: è un materiale naturale
….
2 prof. A.Battistelli
Le vostre prime osservazioni
Ognuno di voi deve cercare e raccogliere ogni tipo di:
Carta
Cartone
Cartoncino
Carta decorativa
Confezioni in carta
Tetrapak
Porterete a scuola il vostro «tesoro» per poter osservare e studiare insieme questo materiale
3 prof. A.Battistelli
Alla caccia della carta
Raccolti moltissimi tipi di carta osserviamo:
Cosa non è carta
Tocchiamo i vari campioni, guardiamoli (aspetto, colori, brillantezza/opacità…), ascoltiamone il rumore, proviamone la resistenza…
Rileviamo le differenze in relazione all’uso dei campioni
Strappiamo dei campioni e osserviamo: si vedono dei pelucchi sottili o grossolani con «briciole» scure
Perché i campioni sono così diversi?
Vi soffiereste il naso con la carta delle copertine delle riviste? Scrivereste sulla carta assorbente da cucina? Trasportereste della spesa pesante in una scatola fatta di carta igienica?…
4 prof. A.Battistelli
La carta: osserviamo
Con l’avvento del computer (e prima anche della plastica) è stato ipotizzato che la carta sarebbe quasi sparita.
In realtà è successo il contrario, perché quello che scarichiamo, scriviamo, disegniamo con il computer spesso lo stampiamo.
Guardiamoci intorno a scuola, a casa, al supermercato…
Siamo circondati dalla carta!
5 prof. A.Battistelli
Siamo invasi dalla carta
Libri, enciclopedie, cataloghi..
Riviste, quotidiani, periodici vari, fumetti…
Pubblicità, volantini, dépliants, biglietti da visita, cartoline..
Quaderni, blocchi, fogli per stampare, scrivere, disegnare..
Sacchetti, scatole, confezioni varie, cartoni,…
Etichette, fogli d’istruzione, scontrini..
Tovaglioli, carta assorbente, fazzoletti, carta igienica..
Tetrapak (solo in parte fatto di carta)
Giochi, decori
Carta per ricoprire, carta da parati…
Fotografie
Documenti
Mappe, cartine
6 prof. A.Battistelli
Siamo invasi dalla carta
https://www.youtube.com/watch?v=PrFtlgDy-xs
Osservando il lato strappato di pezzetti di carta, possiamo notare dei piccoli pelucchi, le fibre, osserviamoli al microscopio:
1. Le fibre di un foglio di quaderno: sono sottili e con i bordi dai contorni netti
2. Le fibre di un foglio tipo quotidiano non a colori: sono più grossolane e lungo i bordi c’è una specie di gelatina
7 prof. A.Battistelli
La carta: di cosa è fatta?
1 2
I pelucchi osservati al microscopio sono fibre di cellulosa.
La cellulosa è la sostanza della quale sono fatti tutti i vegetali
La cellulosa per fabbricare la carta si ricava principalmente da alberi, in Italia per la maggior parte coltivati, come il pioppo
La cellulosa può essere estratta: .in modo più rapido, ottenendo pasta meccanica (fig. 2) .con sostanze chimiche e bollitura, ottenendo cellulosa pura (fig.1)
8 prof. A.Battistelli
Dove trovo la cellulosa?
1 2 La cellulosa può essere ricavata anche da:
Carta e cartone riciclati
Paglia e altri scarti vegetali
A. La materia prima principale è il legno: i tronchi d’albero vengono accatastati nel cortile della fabbrica
B. I tronchi vengono scortecciati nella scortecciatrice
9 prof. A.Battistelli
Dall’albero alla carta: materie prime
D
C
C. I tronchi passano alla SFIBRATRICE che li grattugia: si ottiene PASTA MECCANICA
D. Per ottenere cellulosa pura, PASTA CHIMICA, i pezzettini di legno vengono bolliti con sostanze chimiche
https://www.youtube.com/watch?v=u6pUox_XH2g&list=PLWA7rkYvlri7KMVENaRIqDZAsACHP-3DS
Guarda il video
Alla pasta meccanica o alla pasta chimica e/o alla carta da riciclo, vengono aggiunte delle sostanze, per migliorare alcune proprietà:
1. COLLANTI servono per rendere la carta meno igroscopica, quindi più scrivibile (l’inchiostro non spande), più resistente e lucida
2. SOSTANZE DI CARICA: CAOLINO O TALCO servono per rendere più liscia e opaca la carta
10 prof. A.Battistelli
Dall’albero alla carta: materie prime
Pasta meccanica
11 prof. A.Battistelli
La macchina continua
Carta da macero
Pasta chimica
Collanti Caolino o talco
(Coloranti)
Raffinatore
Tavola piana Essiccatori
Bobina
Calandratura
MACCHINA CONTINUA
Dalla cellulosa alla carta https://youtu.be/HM1wHnVsPt0?t=70
La prima macchina continua risale al 1799 Quando la carta veniva fatta ancora solo con stracci sfilacciati
La macchina continua è stata inventata in Francia, ma non ne è stata compresa subito l’importanza dell’invenzione sino a che due fratelli inglesi la perfezionarono.
12 prof. A.Battistelli
Curiosità
La macchina continua più grande è tedesca . è lunga 200 m . produce carta alla velocità di 60 km/h, con l’obiettivo di arrivare a 90 km/h . I fabbricati della cartiera sono grandi come 7 campi di calcio
13 prof. A.Battistelli
Curiosità
Cerchiamo di capire le differenze di ciascun tipo di carta a partire dai nostri sensi, con l’osservazione
Com’è e come suona tastandolo? (ad occhi chiusi)
Di che colore è? È lucida od opaca?
Resiste allo strappo? Si taglia facilmente?
Com’è la grana, fine o grossolana? (si strappa un angolo di campione e si osservano le fibre)
Ci si può scrivere? (con: matite, penne, pennarelli, sul retro)
Si piega o si arrotola?
È assorbente? 14 prof. A.Battistelli
Osserviamo 4 campioni
Assorbente
Morbida
Leggera
Spessa (2 strati)
Non scrivibile
Bianchissima
Fibre sottili
Si arrotola
Si piega
15 prof. A.Battistelli
Dall’osservazione alle proprietà
Non assorbente
Resistente
Rigida, non morbida
Non tanto leggera
Spessa
Non scrivibile
Fibre grossolane
Non si arrotola
Si piega difficilmente
Esterno lucido
Interno opaco, grigio
Non assorbente
Lucida
Resistente
Sottile
Non scrivibile
Si arrotola
Si piega
Bianchissima
Fibre fini
Stampata con foto
Non assorbente
Resistente
Scrivibile e stampabile
Leggera
Sottile
Fibra fine
Si arrotola
Si piega
Si taglia facilmente
Bianchissima
Assorbe l’acqua (può sciogliersi nell’acqua). Per rendere la carta meno assorbente si aggiungono i collanti
Il foglio può essere più o meno spesso e quindi più o meno
pesante: lo spessore si indica con il peso di 1m2 di carta o
cartone
Se ti sorprende un vento freddo in bici puoi proteggerti con giornali, perché la cellulosa non lascia passare facilmente il calore
Può essere trasformata in fogli sottilissimi (es. velina)
Può essere trasparente o opaca e si può scrivere sul retro o meno
16 prof. A.Battistelli
Le proprietà della carta Dall’osservazione delle caratteristiche ricorrenti dei campioni:
IGROSCOPICITÀ
GRAMMATURA quanto pesa 1m2
ISOLANTE TERMICO
MALLEABILITÀ
OPACITÀ
Può essere più o meno liscia fatta da fibre più o meno grossolane (i pelucchi, sottili o grossolani, si vedono negli strappi)
Le carte più adatte alla scrittura sono bianche, lisce e poco
igroscopiche (non devono far spandere l’inchiostro).
Per rendere la carta più liscia e bianca si aggiunge talco o caolino e
per renderla meno igroscopica si aggiungono collanti
Le carte stampabili hanno la stessa caratteristica di quelle scrivibili
(dello stesso genere) e devono anche essere «macchinabili» (scrivibili
con macchine), cioè flessibili e resistenti
Si arrotola facilmente
Si piega
Si può tagliare facilmente (bassa resistenza
Si può sciogliere e trasformare ancora in carta
17 prof. A.Battistelli
Le proprietà della carta LEVIGATEZZA
SCRIVIBILITÀ
STAMPABILITÀ
FLESSIBILITÀ
PIEGABILITÀ
RESISTENZA AL TAGLIO
RICICLABILITÀ
In tutto il mondo si è decisa una serie di formati standard (ciascuno metà del precedente): in questo modo è possibile avere, internazionalmente e per ogni marca, gli stessi tipi di grandezza dei fogli e dei cartoncini (e delle stampanti).
Lo spessore del foglio o cartoncino è definito dalla grammatura (il peso di 1m2 di quel tipo di foglio).
18 prof. A.Battistelli
I formati della carta
Cellulosa pura
Niente collanti
Niente sostanze di carica
Superficie testurizzata (in fase
di calandratura)
Sbiancata
Igienizzata
19 prof. A.Battistelli
Specificità: da com’è fatta
Da pasta meccanica
E carta riciclata
Pochi collanti
Più strati
Lo strato superficiale
Con collanti
Con pasta di cellulosa
Sostanze di carica
Ben calandrato
Stampato
Pasta di cellulosa
Con molto caolino
Collanti
Ben calandrato
Sbiancato
Stampato
Pasta di cellulosa
Con sostanze di carica
Collanti
Calandrato
Sbiancato
Stampato
https://www.youtube.co
m/watch?v=ft_yCqkH4Nk
che parla di un ministro cinese, Ts'ai Lun, che si recava a meditare in un luogo, sulle rive di uno stagno dove le donne si recavano a lavare i panni. Un giorno osservò che in una piccola insenatura si era formata una patina composta da tanti piccoli pelucchi: le fibre staccate dai panni strofinati.
20 prof. A.Battistelli
La carta: da quanto la usiamo Vi racconto una storia….
Raccolse quel velo e lo depose ad asciugare al sole: una volta seccato si riformava una specie di tessuto! Ts'ai Lun immaginò che quel materiale poteva essere utilizzato per la scrittura, che a quei tempi in Cina si realizzava con dei pennelli.
L’imperatore, fu entusiasta di poter sostituire un materiale più economico e più facile da fabbricare del papiro egiziano o della stoffa di seta e vietò di diffondere le tecniche di fabbricazione, che rimasero segrete sino al VII sec., quando si diffuse in Giappone, poi nel mondo arabo e solo nel Medioevo in Europa.
Questa è solo una leggenda, ma l’origine della carta è proprio in Cina, circa 2.000 anni fa’.
Alle fibre di tessuto sfilacciato veniva aggiunto del legno di gelso. Il tutto veniva fatto bollire con molta acqua e poi setacciato per creare un foglio. Il foglio di carta veniva poi fatto asciugare al sole.
http://www.youtube.com/watch?v=Lfe-cVPaiFA
Le origini Sin dalla preistoria l’uomo ha lasciato tracce dipinte o incise: disegni, segni, scritti..
Il primo supporto è stata la grotta, la PIETRA o il terreno. In seguito l’uomo ha cercato supporti trasportabili per la scrittura: nascono le TAVOLETTE DI ARGILLA E DI LEGNO RICOPERTO DI CERA. I segni vengono incisi.
Il papiro
5.000 anni fa’ in Egitto nasce il PAPIRO: fogli scrivibili realizzati con fettine sottili, affiancate e sovrapposte perpendicolarmente, di midollo della pianta di papiro. Da «papiro» nascono i nomi in inglese, francese, spagnolo della carta.
La pergamena
I romani preferivano l’uso della PERGAMENA, foglio un po’ rigido, ma molto resistente e più durevole in climi umidi e meno soleggiati. La pergamena è nata in Turchia e prende il nome dalla città di Pergamo.
Gli arabi importano le tecniche di fabbricazione della carta
Nel VIII sec. gli arabi, invasa una regione cinese, appresero e importarono l’arte della fabbricazione della CARTA. La tecnica utilizzata venne adattata alle materie prime disponibili nella regione araba. Per fabbricare la carta gli arabi utilizzavano canapa, lino e amido (come collante che rendeva la carta più facilmente scrivibile). 21
prof. A.Battistelli
La carta: da quanto la usiamo La storia dei supporti per la scrittura: un passo indietro….
Anche la carta ebbe un lento e tardivo sviluppo in Europa, perché facilmente deperibile nei climi umidi e freddi, a causa dell’amido (che ammuffisce facilmente).
Colla animale, stracci e setacci La diffusione massiccia della carta è avvenuto dopo che, in una cartiera di FABBRIANO, è stata fatta una scoperta: l’utilizzo di COLLA ANIMALE (inizialmente liquami della concia delle pelli) per rendere la carta più resistente e scrivibile. La colla animale è meno deprimibile dell’amido, soprattutto nei climi freddi.
Fino al ‘700 la carta veniva realizzata con STRACCI SFILACCIATI e A MANO, foglio per foglio, immergendo setacci in pasta di carta e acqua.
Questo tipo di fabbricazione richiedeva: tempi lunghi di fabbricazione, costi non abbastanza ridotti e, spesso, insufficienza di materie prime.
Macchine e alberi Dall’inizio dell’800 si cominciò a fabbricare la carta con una grande macchina, la prima macchina continua, e solo in seguito vennero utilizzati alberi e piante, dai quali ricavare la cellulosa, come materia prima.
22 prof. A.Battistelli
La carta: da quanto la usiamo La storia vicina a noi….
https://youtu.be/_9ohNCFrdJg?t=459
https://www.youtube.com/watch?v=6AayItsQa4I
23 prof. A.Battistelli
Fasi del riciclaggio
Sfibratura La carta viene sminuzzata e sciolta in acqua, per recuperare le fibre di cellulosa.
Depurazione e disinchiostrazione Le fibre vengono filtrate, disinchiostrate e sbiancate
Recupero e selezione La carta per la raccolta differenziata deve essere pulita ed eliminate le parti in plastica (es. confezioni, scotch..): non sono recuperabili cartoni della pizza, tovagliolini sporchi e unti, fazzoletti usati, fustini di detersivo. La carta da macero viene selezionata per eliminare materiali estranei (plastica, corde…)
https://www.youtube.com/watch?v=glfTRKSTedE
https://www.youtube.com/watch?v=ft_yCqkH4Nk
24 prof. A.Battistelli
Riciclo Tetrapak
Recupero in cartiera Le fibre di cellulosa possono essere recuperate separandole dal polietilene e dall’alluminio, per essere successivamente utilizzate nei prodotti di carta.
Dai centri di raccolta i cartoni portati in cartiere dedicate al riciclo del Tetrapak, dove la parte cellulosica viene separata da alluminio e plastica con un “enorme frullatore” (pulper).
Recupero energetico Due tonnellate di contenitori forniscono l’energia di una tonnellata di petrolio
Non è solo carta Il tetrapak (contenitore per latte, succhi..) è più difficile da riciclare perché composto da vari strati di: cartone, alluminio, plastica
25 prof. A.Battistelli
Risparmio: costi e ambiente
A. Per produrre la carta occorre un’enorme quantità di acqua, molti alberi da coltivare o da boschi, molta energia.
B. Si può produrre la stessa quantità di carta con la carta da macero (da riciclare), risparmiando moltissima acqua ed energia.
S’inquina anche meno l’ambiente!
A
B
acqua
- acqua
alberi
carta da macero
energia
- energia
carta
carta
Esperimento, carta a mano, lavoretti
Laboratorio Carta
26 prof. A.Battistelli
27 prof. A.Battistelli
Esperimento: verifica capillarità MATERIALI ed ESPERIMENTO • Campioni di diversi tipi di carta/cartone 15 x 2 cm • 1 vaschetta • 1 asta o sbarretta dove agganciare le strisce di carta • 1 matita per segnare il livello iniziale e di assorbimento
Fissiamo i campioni all’asticella e contrassegniamo il livello iniziale dell’acqua. Inseriamo i campioni nella vaschetta e riempiamola fino ai segni con dell’acqua (anche colorata). Dopo 5’ togliamo i campioni dall’acqua, segniamo e misuriamo per ciascun campione il livello di assorbimento.
Riportiamo i dati ottenuti in una tabella e in un istogramma.
28 prof. A.Battistelli
29 prof. A.Battistelli
30 prof. A.Battistelli
Lavoretti
31 prof. A.Battistelli
Lavoretti natalizi