Sains Kertas Kerja: Asal, Hartanah, dan Perspektif Masa Depan

Kertas surat khabar , sering diabaikan dalam era digital, kekal sebagai salah satu medium yang paling ikonik untuk menyebarkan maklumat. Ia telah memainkan peranan penting dalam komunikasi massa sejak abad ke -19, membolehkan penyebaran berita yang cepat dan berpatutan kepada orang ramai. Walaupun penurunan media cetak, surat khabar tetap relevan dalam membangun ekonomi dan terus melayani pelbagai aplikasi di luar percetakan akhbar. Artikel ini meneroka asal -usul, proses pembuatan, sains bahan, implikasi alam sekitar, dan prospek masa depan kertas kertas, yang bertujuan untuk membentangkan pemahaman yang bernuansa untuk pembaca dengan minat dalam sains bahan, penerbitan, dan kemampanan.

Latar belakang sejarah

Asal-usul kertas kertas kerja kembali ke Revolusi Perindustrian, yang memangkinkan permintaan untuk pengeluaran kertas yang murah dan tinggi. Sebelum abad ke -19, kertas dibuat dari pulpa kain dan tekstil linen -yang bekalan terhad dan peningkatan kos. Peralihan ke pulpa kayu pada pertengahan tahun 1800-an merevolusikan industri, dan kertas kertas kertas muncul sebagai alternatif yang murah, berkelajuan tinggi untuk mencetak surat khabar.

Wilayah Kanada Quebec dan negara-negara Scandinavia adalah perintis awal dalam pengeluaran akhbar besar-besaran, disebabkan oleh hutan yang luas dan akses kepada kuasa hidro. Akhbar pertama yang berjaya dicetak pada akhbar berasaskan pulpa kayu adalah Jurnal Mingguan Boston Pada tahun 1863, pada awal abad ke -20, surat khabar telah menjadi medium standard untuk akhbar -akhbar di seluruh dunia.

Bahan mentah dan komposisi serat

Surat khabar kebanyakannya dibuat dari pulpa kayu mekanikal, khususnya pulpa termomekanik (TMP) dan pulpa tanah. Tidak seperti pulpa kimia yang digunakan untuk kertas gred tinggi, pulping mekanikal mengekalkan kebanyakan lignin dalam serat, yang menyumbang kepada warna, tekstur, dan tingkah laku penuaan kertas.

Spesies kayu lembut seperti spruce, fir, dan pain lebih disukai kerana serat selulosa panjang mereka, yang memberikan kekuatan dan fleksibiliti. Komposisi surat khabar biasanya termasuk:

• Selulosa (40-50%) : Polimer struktur utama gentian tumbuhan.

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

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

• Pengisi dan Aditif (<5%) : Seperti tanah liat, kalsium karbonat, dan kanji untuk meningkatkan kelegapan dan sifat permukaan.

Serat kitar semula juga digunakan secara meluas dalam pengeluaran surat khabar hari ini, dengan beberapa gred yang terdiri daripada sehingga 100% kertas pulih.

Proses pembuatan

Pengeluaran surat khabar melibatkan beberapa langkah bersepadu, menggabungkan kejuruteraan mekanikal, pemprosesan kimia, dan kawalan kualiti:

1. Debarking dan Chipping : Log dibebaskan dan dikurangkan kepada cip yang sesuai untuk pulping.

2. Pulping : Pulping mekanikal menggunakan daya fizikal untuk memisahkan serat. Dalam pulping tanah, balak ditekan terhadap batu gunting berputar. TMP menggunakan stim suhu tinggi dan penapis mekanikal untuk menghasilkan pulpa kekuatan yang lebih tinggi.

3. Pemeriksaan dan pembersihan : Pulpa disaring untuk menghilangkan zarah yang besar dan dibersihkan daripada pasir, kulit kayu, dan bahan cemar lain.

4. Pembuatan kertas : Pulpa dicairkan kepada kurang daripada 1% pepejal dan dimasukkan ke dalam mesin kertas empatdrinier atau berkembar, di mana ia melalui seksyen pembentukan, bahagian tekan, dan pengeringan silinder.

5. Penamat : Surat khabar biasanya ditinggalkan tanpa bersalut dan dikaldasikan ringan untuk menghasilkan permukaan yang agak lancar namun berliang yang ideal untuk penyerapan dakwat.

6. Gelendong dan penukaran : Kertas kering digulung ke gulungan besar dan dipotong kepada spesifikasi pelanggan.

Seluruh proses menekankan kelajuan dan kelantangan ke atas kemasan permukaan atau kualiti arkib, yang sejajar dengan penggunaan yang dimaksudkan sebagai akhbar sebagai medium pakai buang.

Sifat fizikal dan optik

Kertas surat berita direkayasa untuk menyeimbangkan antara kos, kebolehpercayaan, dan prestasi mekanikal. Ciri -ciri utama termasuk:

• Berat asas : Biasanya antara 40 dan 52 g/m², yang menjadikannya ringan.

• Pukal : Pukal yang tinggi (ketumpatan rendah) memberikan kelegapan dan kekakuan tanpa menambah jisim.

• Kekuatan tegangan : Rintangan tegangan dan air mata yang sederhana disebabkan oleh serat panjang.

• Kecerahan : Biasanya 55-70% ISO, lebih rendah daripada kertas bersalut kerana kandungan lignin.

• Kelegapan : Kelegapan tinggi (≥ 90%) menghalang menunjukkan teks bercetak di seberang.

• Penyerapan dakwat : Dioptimumkan untuk percetakan offset set sejuk, membolehkan tetapan dakwat cepat dengan smudging minimum.

Tingkah laku penuaan adalah kelemahan yang ketara: Pengoksidaan lignin membawa kepada penguning dan peluasan, menjadikan kertas tidak sesuai untuk kegunaan arkib tanpa pengurangan atau laminasi.

Pertimbangan Alam Sekitar

Pengeluaran surat khabar telah membuat kritikan secara historis untuk jejak alam sekitarnya, terutamanya penebangan hutan, penggunaan air, dan penggunaan tenaga. Walau bagaimanapun, industri telah membuat kemajuan yang ketara dalam beberapa dekad kebelakangan ini:

• Kitar semula : Surat khabar adalah salah satu produk kertas yang paling dikitar semula di seluruh dunia, dengan kadar kitar semula melebihi 70% di banyak negara.

• Perhutanan yang mampan : Sistem pensijilan seperti FSC (Majlis Pengawasan Hutan) dan PEFC (program untuk pengesahan pensijilan hutan) menggalakkan sumber yang bertanggungjawab.

• Penggunaan tenaga : Pulping mekanikal adalah intensif tenaga, tetapi kilang sering menggunakan sistem kuasa hidro dan kogenerasi untuk mengurangkan pelepasan karbon.

• Rawatan efluen : Kemajuan dalam rawatan air sisa dan proses gelung tertutup telah mengurangkan risiko pencemaran.

Penilaian kitaran hayat (LCA) menunjukkan bahawa surat khabar kitar semula mempunyai jejak karbon yang jauh lebih rendah berbanding dengan gred dara, terutamanya apabila diperolehi dari aliran kitar semula bandar.

Surat khabar dalam era digital

Dengan percambahan media digital, permintaan global untuk kertas akhbar telah menurun sejak awal tahun 2000an. Walau bagaimanapun, beberapa faktor mengekalkan kaitannya:

• Pasaran Muncul : Di kawasan dengan penembusan internet yang terhad, akhbar cetak tetap penting untuk maklumat awam.

• Kegunaan alternatif : Pemberantasan surat khabar ditarik balik untuk pembungkusan, pekeliling pengiklanan, sisipan buku, dan juga penebat.

• Pengalaman sentuhan : Bagi sesetengah penonton, fizikal dan ritual membaca akhbar tidak boleh digantikan.

Walaupun dominasi yang semakin merosot, surat khabar terus menyesuaikan diri. Kertas hibrid dengan lapisan separa atau keserasian inkjet sedang dibangunkan untuk keperluan percetakan dan pembungkusan jangka pendek.

Penyelidikan dan Inovasi Saintifik

Para saintis bahan meneroka cara untuk meningkatkan ketahanan, kitar semula, dan fleksibiliti kertas kertas. Bidang yang menarik termasuk:

• Aditif nanoselulosa : Memuatkan kertas dengan nanofibers selulosa dapat meningkatkan kekuatan dan mengurangkan berat badan tanpa menjejaskan prestasi.

• Salutan penghalang : Salutan biodegradable yang diperolehi dari kitosan atau kanji boleh memberikan rintangan air atau gris untuk aplikasi pembungkusan.

• Kajian Deinkability : Penyingkiran dakwat yang cekap dari gentian bercetak semasa kitar semula membantu mengekalkan kualiti serat dan meminimumkan kemudaratan alam sekitar.

Inovasi ini bertujuan bukan sahaja untuk memanjangkan utiliti kertas kertas kerja tetapi juga untuk mengintegrasikannya ke dalam model ekonomi pekeliling yang mengutamakan kecekapan sumber.

Analisis Perbandingan: Surat khabar vs Gred Kertas Lain

Memahami peranan surat khabar memerlukan perbandingan dengan gred kertas lain:

• Kertas Buku (Woodfree Unceated) : Kecerahan yang lebih tinggi, lignin yang lebih rendah, kestabilan penuaan yang lebih baik.

• Kertas bersalut : Permukaan yang lebih lancar, pembiakan imej yang lebih baik, kurang menyerap.

• Kertas Kraft : Lebih kuat, digunakan untuk beg dan pembalut.

• Kertas tisu : Ketumpatan yang lebih rendah, sangat menyerap, tidak sesuai untuk percetakan.

Setiap jenis dioptimumkan untuk kegunaan akhir yang berbeza, dan surat khabar menduduki niche unik di mana kos, kelantangan, dan kebolehbacaan mengambil keutamaan ke atas kekal dan selesai.

Cabaran dan pandangan masa depan

Masa depan surat khabar bergantung kepada faktor ekonomi dan ekologi. Cabaran utama termasuk:

• Permintaan yang merosot : Model pendapatan media cetak bergelut di seluruh dunia.

• Tekanan bahan mentah : Pengurusan hutan lestari mesti mengikuti penggunaan.

• Gangguan digital : Generasi muda semakin mengambil berita melalui telefon pintar dan media sosial.

Walau bagaimanapun, pasaran khusus dan inovasi dalam bahan berasaskan pulpa mencadangkan laluan untuk kaitan yang berterusan. Surat khabar boleh berkembang menjadi platform untuk pembungkusan mesra alam atau menjadi sebahagian daripada bahan biokomposit untuk pembinaan dan penebat.