Fusta i fibres vegetals: estructura, obtenció i propietats per a la fabricació de paper

1. Matèries primeres

Matrius fibroses: provenen de la fusta.

Matrius no fibroses: additius.

Fibra: cèl·lula morta, la missió de la qual és donar resistència.

Fusta: utilitzada pels seus avantatges: relativament abundant, fàcil d'obtenir i renovable amb facilitat.

Està constituïda per: fibres i lignina.

La fusta millor per a la producció de paper és aquella que té una textura uniforme, anells de creixement regulars i pocs nusos.

1.1 Parts de la fusta

1. Escorça exterior: color fosc, cèl·lules mortes.
2. Escorça interior: color clar, cèl·lules vives, funció de protegir la zona de creixement.
3. Cambium: zona de creixement, format per dos tipus de cèl·lules: les de l'escorça interior i les de l'albeca (fusta acabada de formar, viva, per on circula la saba).
4. Duramen: hi ha cèl·lules mortes; funció de suport.
5. Anells de creixement anual.

1.2 Obtenció de la fusta

Fulla perenne: conserva la fulla tot l'any; fusta tova i resinosa. El pi i l'avet tenen un tronc llarg i recte, amb pocs nusos. Fibres llargues (2-4 mm), donen resistència al paper. El pi, per la resina, dificulta la fabricació.

Fulla caduca: perden la fulla; arbres de la família de les frondoses, molts branquillons. El faig i el pollancre tenen fibres curtes (1 mm), que afavoreixen la qualitat del paper.

1.3 Propietats físiques de la fusta

Humitat: la cel·lulosa absorbeix aigua. La lignina escopir = [g(aigua)/g(fusta)] · 100.

Pes específic: p = P/V.

Volum aparent: mesura el volum de fusta amb aire dins: 1 m³ = 1 estèreo.

Volum sòlid: volum de la fusta sense tenir en compte l'aire.

1.4 Defectes de la fusta

Defectes naturals:

• Fusta comprimida.
• Doble cor: no acceptable per als nusos.

Defectes de putrefacció:

• Blanques: ocasionades per fongs que dissolen la lignina; afavoreixen l'estroncament de les fibres.
• Vermelles: fongs que dissolen la cel·lulosa.

1.5 Components químics de la fusta

Carbohidrats: el més important és la cel·lulosa. Si augmenta la longitud de la cadena, augmenta la resistència de la fibra. Quan més gran és el nombre, més s'hi dissol la cel·lulosa. És una propietat important: la capacitat d'absorbir aigua, i encara més important, la hemicel·lulosa, formada per cinc sucres; una cadena més curta dona més flexibilitat i poder d'absorció. Hemicel·lulosa + cel·lulosa = holocel·lulosa.

Lignina: substància aglomerant que dona rigidesa i color vermellós, que s'elimina. Es pot separar de la cel·lulosa per escalfament (fusió) o per productes químics (dissolució).

2. Fibres que no provenen de la fusta

• Cotó: 12-23 mm, resistent, permet fabricar paper molt fi.
• Cànem: 5-55 mm, sagafa de la corda, apte per a paper bíblia.
• Lli: 6-60 mm, paper fi, paper moneda.
• Bagàs: 0,8-2,8 mm, de la canya de sucre; per a revistes, bona opacitat i aptitud per a la impressió.

3. Materials no fibrosos

Productes de caràcter inorgànic que entren a formar part del paper.

Càrregues i pigments: donen opacitat al paper. Funció de situar-se entre els porus que deixen les fibres, reduir la transparència i augmentar el gruix. S'afegeixen en massa, no en superfície.

Additius: per millorar les característiques físiques; missió d'unir les fibres i protegir de la humitat.

4. Les fibres

Cèl·lula morta, la missió de la qual és donar resistència als vegetals.

• LM (làmina mitjana): uneix la fibra i la separa de les veïnes; molta lignina, molt rígida.
• P1 (paret primària): làmina prima, protegeix l'interior de la fibra.
• S1 (paret exterior): molt prima, formada per hemicel·lulosa i lignina.
• S2 (paret mitjana): més gruix i pes; s'agrupen en microfibres.
• S3 (paret interna): prima, no té importància en paperera.
• L (lumen): espècie de canal; serveix per a l'intercanvi de líquids entre fibres.