Ilmu Kertas Serbir: Asal, Properti, dan Perspektif Masa Depan

Kertas koran , sering diabaikan di era digital, tetap menjadi salah satu media paling ikonik untuk menyebarkan informasi. Ini telah memainkan peran penting dalam komunikasi massa sejak abad ke -19, memungkinkan penyebaran berita yang cepat dan terjangkau kepada publik. Terlepas dari penurunan media cetak, koran tetap relevan dalam mengembangkan ekonomi dan terus melayani berbagai aplikasi di luar pencetakan surat kabar. Artikel ini mengeksplorasi asal -usul, proses manufaktur, ilmu material, implikasi lingkungan, dan prospek masa depan kertas koran, yang bertujuan untuk menghadirkan pemahaman yang bernuansa bagi pembaca dengan minat dalam ilmu material, penerbitan, dan keberlanjutan.

Latar belakang sejarah

Asal-usul kertas cetak kertas melacak kembali ke revolusi industri, yang mengkatalisasi permintaan untuk produksi kertas volume tinggi yang murah. Sebelum abad ke -19, kertas terbuat dari bubur kertas - tekstil linen dan linen - yang membatasi pasokan dan peningkatan biaya. Pergeseran ke bubur kayu pada pertengahan 1800-an merevolusi industri, dan kertas koran muncul sebagai alternatif berbiaya rendah dan berkecepatan tinggi untuk mencetak surat kabar.

Provinsi Kanada di Quebec dan negara-negara Skandinavia adalah perintis awal dalam produksi koran skala besar, karena hutan mereka yang luas dan akses ke tenaga air. Surat kabar sukses pertama yang dicetak di koran koran berbasis bubur kayu adalah Jurnal Mingguan Boston Pada tahun 1863. Pada awal abad ke -20, koran telah menjadi media standar bagi surat kabar di seluruh dunia.

Bahan baku dan komposisi serat

Newsprint sebagian besar terbuat dari pulp kayu mekanis, khususnya pulp termomekanis (TMP) dan pulp kayu. Tidak seperti pulp kimia yang digunakan untuk kertas tingkat tinggi, pulp mekanis mempertahankan sebagian besar lignin dalam serat, yang berkontribusi pada warna karakteristik, tekstur, dan perilaku penuaan kertas.

Spesies kayu lunak seperti cemara, cemara, dan pinus lebih disukai karena serat selulosa panjangnya, yang memberikan kekuatan dan fleksibilitas. Komposisi koran biasanya meliputi:

• Selulosa (40-50%) : Polimer struktural utama serat tanaman.

• Hemicellulose (20-30%) : Meningkatkan ikatan serat dan kemampuan pencetakan.

• Lignin (20-30%) : Polimer aromatik kompleks yang mengikat serat tetapi menyebabkan menguning dari waktu ke waktu.

• Pengisi dan aditif (<5%) : Seperti tanah liat, kalsium karbonat, dan pati untuk meningkatkan opacity dan sifat permukaan.

Serat daur ulang juga banyak digunakan dalam produksi koran hari ini, dengan beberapa nilai terdiri dari kertas yang dipulihkan hingga 100%.

Proses pembuatan

Produksi koran melibatkan beberapa langkah terintegrasi, menggabungkan rekayasa mesin, pemrosesan kimia, dan kontrol kualitas:

1. Debarking dan chipping : Log didebark dan direduksi menjadi chip yang cocok untuk pulp.

2. Bujukan : Pulp mekanis menggunakan kekuatan fisik untuk memisahkan serat. Dalam pulp kayu ground, log ditekan ke batu gerinda yang berputar. TMP menggunakan uap suhu tinggi dan kuliah mekanik untuk menghasilkan pulpa berkekuatan lebih tinggi.

3. Pemutaran dan Pembersihan : Bubur kertas disaring untuk menghilangkan partikel besar dan dibersihkan dari pasir, kulit kayu, dan kontaminan lainnya.

4. Pembuatan kertas : Pulp diencerkan hingga kurang dari 1% padatan dan dimasukkan ke dalam mesin kertas fourdrinier atau kawat kembar, di mana ia melewati bagian pembentukan, bagian tekan, dan silinder pengeringan.

5. Finishing : Surat kabar biasanya dibiarkan tidak dilapisi dan dikalender ringan untuk menghasilkan permukaan yang relatif halus namun berpori ideal untuk penyerapan tinta.

6. Gulungan dan konversi : Kertas kering digulung menjadi gulungan besar dan dipotong menjadi spesifikasi pelanggan.

Seluruh proses menekankan kecepatan dan volume di atas permukaan akhir atau kualitas arsip, yang selaras dengan penggunaan surat kabar yang dimaksudkan sebagai media sekali pakai.

Sifat fisik dan optik

Kertas koran dirancang untuk mencapai keseimbangan antara biaya, kemampuan cetakan, dan kinerja mekanis. Properti utama meliputi:

• Berat dasar : Biasanya antara 40 dan 52 g/m², yang membuatnya ringan.

• Dalam jumlah besar : Bulk tinggi (kepadatan rendah) memberikan opacity dan kekakuan tanpa menambahkan massa.

• Kekuatan tarik : Resistensi tarik dan air mata sedang karena serat yang panjang.

• Kecerahan : Biasanya 55-70% ISO, lebih rendah dari kertas yang dilapisi karena kandungan lignin.

• Kegelapan : Opacity tinggi (≥ 90%) mencegah show-through dari teks cetak di sisi sebaliknya.

• Penyerapan tinta : Dioptimalkan untuk pencetakan offset setel dingin, memungkinkan pengaturan tinta cepat dengan noda minimal.

Perilaku penuaan adalah kelemahan penting: oksidasi lignin menyebabkan menguning dan embrittlement, membuat kertas tidak cocok untuk penggunaan arsip tanpa deacidification atau laminasi.

Pertimbangan Lingkungan

Produksi koran secara historis telah menarik kritik atas jejak lingkungannya, khususnya deforestasi, penggunaan air, dan konsumsi energi. Namun, industri ini telah membuat langkah yang signifikan dalam beberapa dekade terakhir:

• Daur ulang : Newsprint adalah salah satu produk kertas yang paling daur ulang secara global, dengan tingkat daur ulang melebihi 70% di banyak negara.

• Kehutanan Berkelanjutan : Sistem sertifikasi seperti FSC (Forest Stewardship Council) dan PEFC (Program untuk Pengesahan Sertifikasi Hutan) mempromosikan sumber yang bertanggung jawab.

• Penggunaan energi : Pulp mekanis intensif energi, tetapi pabrik sering menggunakan sistem pembangkit listrik tenaga air dan kogenerasi untuk mengurangi emisi karbon.

• Pengobatan limbah : Kemajuan dalam pengolahan air limbah dan proses loop tertutup telah mengurangi risiko polusi.

Penilaian Siklus Hidup (LCA) menunjukkan bahwa koran daur ulang memiliki jejak karbon yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan nilai perawan, terutama ketika bersumber dari aliran daur ulang perkotaan.

Koran di era digital

Dengan proliferasi media digital, permintaan global untuk koran telah menurun dengan mantap sejak awal 2000 -an. Namun demikian, beberapa faktor mempertahankan relevansinya:

• Pasar Berkembang : Di daerah dengan penetrasi internet terbatas, cetak koran tetap vital untuk informasi publik.

• Penggunaan alternatif : Newsprint digunakan kembali untuk pengemasan, surat edaran iklan, sisipan buku, dan bahkan isolasi.

• Pengalaman taktil : Untuk beberapa penonton, fisik dan ritual membaca koran tidak tergantikan.

Terlepas dari dominasi yang memudarnya, koran terus beradaptasi. Kertas hibrida dengan pelapis parsial atau kompatibilitas inkjet sedang dikembangkan untuk kebutuhan pencetakan jangka pendek dan pengemasan.

Penelitian dan Inovasi Ilmiah

Ilmuwan material sedang mengeksplorasi cara untuk meningkatkan daya tahan, daur ulang, dan keserbagunaan kertas koran. Bidang yang menarik meliputi:

• Aditif nanoselulosa : Kertas penguat dengan nanofiber selulosa dapat meningkatkan kekuatan dan mengurangi berat dasar tanpa mengorbankan kinerja.

• Pelapis penghalang : Pelapis biodegradable yang berasal dari kitosan atau pati dapat memberikan resistensi air atau minyak untuk aplikasi pengemasan.

• Studi Keterpusuhan : Penghapusan tinta yang efisien dari serat cetak selama daur ulang membantu menjaga kualitas serat dan meminimalkan kerusakan lingkungan.

Inovasi -inovasi ini bertujuan tidak hanya untuk memperpanjang kegunaan kertas koran tetapi juga untuk mengintegrasikannya ke dalam model ekonomi sirkuler yang memprioritaskan efisiensi sumber daya.

Analisis Komparatif: Koran Vs. Nilai Kertas Lainnya

Memahami peran koran membutuhkan perbandingan dengan nilai kertas lainnya:

• Kertas buku (bebas kayu tidak dilapisi) : Kecerahan yang lebih tinggi, lignin yang lebih rendah, stabilitas penuaan yang lebih baik.

• Kertas dilapisi : Permukaan yang lebih halus, reproduksi gambar yang lebih baik, lebih sedikit penyerap.

• Kertas Kraft : Lebih kuat, digunakan untuk tas dan pembungkus.

• Kertas tisu : Kepadatan yang lebih rendah, sangat penyerap, tidak cocok untuk dicetak.

Setiap jenis dioptimalkan untuk penggunaan akhir yang berbeda, dan koran menempati ceruk yang unik di mana biaya, volume, dan keterbacaan lebih diutamakan daripada keabadian dan selesai.

Tantangan dan pandangan masa depan

Masa depan koran bergantung pada faktor ekonomi dan ekologis. Tantangan utama meliputi:

• Permintaan yang menurun : Model pendapatan media cetak sedang berjuang secara global.

• Tekanan bahan baku : Pengelolaan hutan yang berkelanjutan harus mengimbangi konsumsi.

• Gangguan digital : Generasi muda semakin mengkonsumsi berita melalui smartphone dan media sosial.

Namun, pasar niche dan inovasi dalam bahan berbasis pulp menunjukkan jalur untuk relevansi yang berkelanjutan. Newsprint dapat berkembang menjadi platform untuk kemasan ramah lingkungan atau menjadi bagian dari bahan biokomposit untuk konstruksi dan isolasi.