Metodi di conservazione e restauro della carta: valutazione degli effetti mediante risonanza magnetica nucleare

Capitolo 1
La Carta
1.1 Storia della carta
Secondoicinesilacartafuinventatanel105dCdaunfunzionariodell’impera-
tore, un certo Ts’ai-Lun. Mentre passeggiava sulla riva di un ruscello, vide
delle donne che stavano lavando, battendoli, alcuni panni e si accorse che,
dopolabattitura,questipannisieranosfibratielefibreliberate,sospesenel-
l’acqua, si erano depositate sulla sponda. Prese allora in mano questa pasta
e dopo averla strizzata dall’acqua in eccesso, la lasci` o ad aciugare fabbrican-
do cos` ı il primo foglio di carta. Questa ` e una delle numerose leggende sulla
nascita di questo materiale. Infatti si pensa che la carta sia stata inventata
molto tempo prima probabilmente come logico sviluppo della ”preistorica”
manifattura della lana degli animali (feltro).
I cinesi usarono grandi quantit` a di carta fabbricata a partire da stracci e da
fibre vegetali ricavate da canapa, bamb` u, gelso, salice, etc. L’uso della carta
venne diffuso dai monaci buddisti in molti paesi orientali.
Nel 751 dC, gli arabi sconfissero i cinesi in battaglia presso il fiume Talas
(a sud dell’odierno Kazakistan). Fra i prigionieri, c’erano alcuni operai di
cartiere che insegnarono loro la tecnica di fabbricazione della carta. Poco
tempo dopo, Samarcanda divenne un importante centro di produzione della
carta. Come materia prima, gli arabi usavano stracci di lino e canapa.
Nell’800 dC, l’arte della fabbricazione della carta arriv` o in Egitto e poi in
Marocco, probabilmente importata da Samarcanda o da Bagdad e da qui
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arriv` o in Spagna. La prima cartiera spagnola fu inaugurata nel 1009.
Lacartadiimportazionearaba` eattestataancheinItalia,oltrecheinSpagna
ed i primi rari ritrovamenti sono da attribuirsi a carta araba di fabbricazione
spagnola. Negli ultimi anni del 1200, scomparve tuttavia la carta di impor-
tazione e comparirono la prime cartiere. L’Italia divent` o cos` ı il maggiore
produttore di carta.
Gli italiani migliorarono molto la qualit` a del materiale e la durata pot` e cos` ı
raggiungere i secoli. Si conoscono infatti documenti fabbricati in carta an-
cora in ottimo stato dopo oltre 700 anni dalla produzione. Un importante
centro italiano per la fabbricazione della carta ` e Fabriano, dove fu inventata
la filigrana, seguita da Bologna, Padova e Treviso. In circa tre secoli la tec-
nica della fabbricazione della carta si diffuse dall’Italia all’Europa e poi fino
alle Americhe.
All’inizio gli arabi e gli europei fabbricavano la carta partendo da stracci.
Man mano che il tempo passava, la richiesta di carta aumentava rapida-
mente, tanto che ad un certo punto, gli stracci non bastarono pi` u.
Nel 1719 un francese osservando le vespe mentre costruivano il loro nido,
sugger` ı di usare il legno per la fabbricazione della carta. Le prove che ven-
nero fatte ebbero esito positivo e da allora il legno ` e diventato la principale
materia prima per la fabbricazione della carta.
1.1.1 Produzioneedevoluzionenellafabbricazionedel-
la carta
Dopo una iniziale selezione della materia prima, gli stracci o il legno veni-
vanoinseritiinmortaiebattutidagrossipestelliazionatidaruoteidrauliche
per separare le singole fibre di cellulosa l’una dall’altra. Quando l’impasto
era pronto, veniva versato in vasche piene d’acqua. Quindi, degli appositi
telai venivano immersi nelle vasche, ed estratti raccogliendo una parte della
sospensione contenente la pasta. In seguito il telaio con la pasta veniva la-
sciato sgocciolare dall’acqua in eccesso e in seguito veniva deposto lo strato
di fibre su di un feltro che veniva adagiato su una pila di altri fogli e feltri.
La pila veniva successivamente torchiata per spremerne via l’acqua residua.
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Alla fine, il foglio cos` ı ottenuto veniva appeso ad asciugare.
All’inizio dell’Ottocento, i francesi e gli inglesi cominciarono a costruire mac-
chine per la produzione continua di carta.
Le macchine continue sono fornite di un setaccio a forma di tappeto mo-
bile che preleva uno strato continuo di composto. Durante il suo cammino,
il nastro di carta in via di formazione viene addizionato di colle e di altre
sostanze, successivamente viene spremuto dall’acqua in eccesso, asciugato e
rullato. Da ultimo, viene raccolto in grandi bobine ed inviato alle fabbriche.
La fabbricazione a mano della carta ` e ancora praticata per produrre fogli
pregiati o per uso artistico, ma rappresenta una quantit` a minima della carta
prodotta nel mondo.
La carta antica ` e dunque prodotta principalmente a partire dal legno ed ` e
costituita da numerosissime fibre di cellulosa che sono tenute assieme da col-
lanti.
Per rendere la carta adatta alla scrittura e alla stampa, occorre ridurre l’as-
sorbimento dell’inchiostro che altrimenti si spanderebbe. A tale scopo, viene
collata, vienecio` eaddizionatadicolleanimaliosintetiche. Infineperrender-
la meno porosa, pi` u compatta e perfino lucida, la carta viene patinata. La
patinaturaconsistenell’aggiuntadifinissimepolveridimineraliqualicaolino,
carbonato di calcio, talco, farina fossile addizionato ad un opportuno legante
quale caseina o colle. Il foglio passa cos` ı fra rulli che lo premono con forza e
ne esce lucido.
Purtroppo, alcuni moderni processi di fabbricazione diminuiscono la dura-
bilit` a della carta, che nel giro di pochi anni tende a degradare infragilendo.
Dobbiamo pensare che prima dell’invenzione della carta, come supporto per
la scrittura veniva usata la pergamena e, ancora prima, rotoli di papiro e
tavolette di argilla.
La carta come mezzo atto alla scrittura non ebbe subito vita facile. Esso
era considerato poco durevole, da prima occup` o il mondo dell’ “effimero”
(appunti) contrapposto al regno del “duraturo”cio` e la pergamena poi, quello
del “provvisorio”o “preparatorio” (come carta per le brutte copie) da ultimo
entr` o nel mondo del “libro che conta”.[Orn00]
L’avanzata inesorabile della carta come supporto ` e da attribuire alla scelta
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del singolo individuo, per il fatto che, se la pergamena era un materiale al-
tamente costoso e non di facile reperimento e produzione, la carta aveva un
costo di lavorazione minore ed ` e per questo motivo che si preferiva avere pi` u
librimodestamenteallestitipiuttostochepochilibridiottimafattura. Un’al-
tro fattore che port` o la carta ad essere il supporto pi` u usato fu l’invenzione
della stampa e la successiva diffusione nelle Universit` a. Per` o qui nasce un
problemaecio` e, unoggetton` ebello, n` eraro, n` ecaro, n` esolido, qualepoteva
essere un manoscritto cartaceo, non poteva certo costituire uno stimolo alla
conservazione.
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1.2 Materiali costituenti
“Si chiama ‘carta’ un foglio di natura igroscopica costituito generalmente
da fibre vegetali, ottenuto per “feltrazione” di esse. Questo feltro “pu` o”
contenere altre sostanze che vengono aggiunte al fine di impartire ad esso
determinate caratteristiche”.[LC07]
1.2.1 La cellulosa
La componente principale della carta ` e la cellulosa che ` e il costituente fon-
damentale delle piante superiori. La forma pi` u pura si trova nei peli del
tegumento del seme della pianta di cotone, per` o, la cellulosa di tipo commer-
ciale si ottiene anche dal legno.
Si tratta di una macromolecola formata da unit` a monosaccaridiche di gluco-
sio.
Il glucosio` e uno zucchero semplice di formula bruta C
6
H
12
O
6
ed` e composto
da sei atomi di carbonio, cinque gruppi ossidrilici e un gruppo aldeidico che
danno origine ad una catena lineare.
Figura 1.1 Glucosio in conformazione aperta (a sinistra) e ciclizzato (a destra)
In soluzione per` o, la catena di glucosio diviene ciclica per formazione di un
legame tra l’ossidrile C(5) e il carbonio carbonilico C(1). Durante questo
processo si forma un legame acetalico e il carbonio in C(1) diviene carbonio
ossidrilicoformandoilβ−Glucosioci` oavvieneperch` el’ossidriledelcarbonio
C(1) si trova al di sopra del piano dell’anello.
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Due molecole di β−Glucosio possono reagire tra loro dando origine ad una
reazione di condensazione eliminando cio` e una molecola di acqua e formando
un legame etereo, generando un legame β−1,4−Glucosidico. Si viene cos` ı
a formare il disaccaride “cellobiosio”.
Questo ` e l’unit` a base di ripetizione che dar` a vita alla cellulosa.
Figura 1.2 Strutture della cellulosa in alto e del cellobiosio in basso
Siccome le posizioni coinvolte nel legame glucosidico stanno ai lati diame-
tralmente opposti dell’anello, il polimero che si forma avr` a l’aspetto di una
catena di tipo lineare e perci` o definiremo la cellulosa come un omo-polimero
lineare.
La formazione di questi legami glucosidici conferisce alla molecola una strut-
tura lineare, rendendo possibile la formazione di legami ad idrogeno in-
tramolecolari fra i gruppi ossidrilici di catene adiacenti che danno stabilit` a
alla cellulosa.
Figura 1.3 Schema sintetizzato dei legami ad idrogeno inter-molecolari
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Tali fasci prendono il nome di “fibrille elementari” e sono costituite da zone
pi` u compatte zone cristalline e zone meno compatte zone amorfe.
In una carta non degradata il rapporto tra le zone amorfe e le zone cristalline
` edi1:1,mentreconildegradarsidellacartalezoneamorfeaumentanorispet-
to a quelle cristalline.
Le zone cristalline vengono denominate tali perch` e sono zone dove i cos-
tituenti vengono a trovarsi nelle posizioni giuste per la formazione di legami
ad idrogeno permettendo alla molecola di svilupparsi linearmente. Si ven-
gono cos` ı a formare le microfibrille che, a loro volta si allineano per formare
lefibre. Essesonoloscheletrodibasedellacarta. Levariecatenesonolegate
tra loro tramite forze residuali di Van der Waals.
Possiamo inoltre far notare che in una carta non degradata il grado di
polimerizzazione DP ` e≥ 5000 mentre per una carta fortemente degradata il
DP ` e≤ 800.
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Figura 1.4 Organizzazione delle catene di cellulosa nella parete cellulare
Per diventare “carta”, le fibre devono subire un processo di feltrazione in
acqua, chepermettelorodilegarsigenerandounfeltrocherisulter` apoiavere
una elevata resistenza meccanica.
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