Pembuatan kertas

Pembuatan kertas, pembentukan lembaran kusut atau yang diraba, biasanya dari serat selulosa, dari suspensi air pada layar kawat. Kertas adalah bahan dasar yang digunakan untuk komunikasi tertulis dan penyebaran informasi. Selain itu, kertas dan kertas karton menyediakan bahan untuk ratusan kegunaan lain, seperti pembungkus, pengemasan, penarik, isolasi, dan fotografi.

Kata kertas berasal dari nama tanaman lontar papirus, yang tumbuh subur di sepanjang Sungai Nil di Mesir. Pada zaman kuno, lapisan berserat di dalam batang tanaman ini dihilangkan, ditempatkan berdampingan, dan disilangkan di sudut kanan dengan seperangkat lapisan yang diatur serupa. Lembaran yang dibentuk itu dibasahi dan ditekan. Setelah kering, getah seperti tanaman dari lem, bertindak sebagai perekat, menyatukan lapisan-lapisan tersebut. Defibring total, elemen yang sangat diperlukan dalam pembuatan kertas modern, tidak terjadi dalam persiapan lembaran papirus. Papyrus adalah bahan tulisan yang paling banyak digunakan di zaman kuno, dan banyak catatan papirus masih bertahan.

Proses pembuatan kertas

Perkembangan sejarah

Pembuatan kertas dapat ditelusuri hingga sekitar tahun 105 M, ketika Ts'ai Lun, seorang pejabat yang melekat pada istana Kekaisaran Cina, membuat selembar kertas menggunakan murbei dan serat kulit pohon lainnya bersama dengan jaring ikan, kain tua, dan limbah rami. Dalam perjalanannya yang lambat ke barat, seni pembuatan kertas mencapai Samarkand, di Asia Tengah, pada 751; dan pada tahun 793, makalah pertama dibuat di Baghdad pada masa Hārūn ar-Rashīd, dengan zaman keemasan budaya Islam yang membawa pembuatan kertas ke perbatasan Eropa.

Pada abad ke-14 sejumlah pabrik kertas ada di Eropa, khususnya di Spanyol, Italia, Prancis, dan Jerman. Penemuan pencetakan di tahun 1450-an membawa permintaan kertas yang sangat meningkat. Melalui abad ke-18 proses pembuatan kertas pada dasarnya tetap tidak berubah, dengan kain linen dan kapas menyediakan bahan baku dasar. Pabrik kertas semakin terganggu oleh kekurangan; pada abad ke-18 mereka bahkan mengiklankan dan meminta secara publik untuk lap. Jelaslah bahwa proses untuk menggunakan bahan yang lebih banyak diperlukan.

Perbaikan bahan dan proses

Pada 1800 sebuah buku diterbitkan yang meluncurkan pengembangan metode praktis untuk pembuatan kertas dari pulp kayu dan pulp sayuran lainnya. Beberapa proses pembuatan pulp besar secara bertahap dikembangkan yang membebaskan industri kertas dari ketergantungan pada kain katun dan linen dan memungkinkan produksi skala besar modern. Perkembangan ini mengikuti dua jalur yang berbeda. Dalam satu, serat dan fragmen serat dipisahkan dari struktur kayu dengan cara mekanis; dan di sisi lain, kayu terkena larutan kimia yang melarutkan dan menghilangkan lignin dan komponen kayu lainnya, meninggalkan serat selulosa di belakang. Dibuat dengan metode mekanis, pulp kayu tanah mengandung semua komponen kayu dan karenanya tidak cocok untuk kertas yang membutuhkan putih dan permanen yang tinggi. Pulp kayu kimia seperti soda dan pulp sulfit (dijelaskan di bawah) digunakan ketika kecerahan tinggi, kekuatan, dan permanen diperlukan. Bubur kayu tanah pertama kali dibuat di Jerman pada tahun 1840, tetapi prosesnya tidak mulai digunakan secara luas sampai sekitar tahun 1870. Bubur kayu soda pertama kali dibuat dari kayu pada tahun 1852 di Inggris, dan pada tahun 1867 paten dikeluarkan di Amerika Serikat untuk pembuatan pulp sulfit proses.

Selembar kertas yang hanya terdiri dari serat selulosa ("waterleaf") adalah penyerap air. Karenanya, tinta berbasis air dan cairan berair lainnya akan menembus dan menyebar ke dalamnya. Impregnasi kertas dengan berbagai zat yang memperlambat pembasahan dan penetrasi seperti ini disebut ukuran.

Sebelum tahun 1800, lembaran kertas diukur dengan impregnasi dengan lem hewan atau gusi sayuran, suatu proses yang mahal dan melelahkan. Pada tahun 1800 Moritz Friedrich Illig di Jerman menemukan bahwa kertas bisa berukuran tong dengan rosin dan tawas. Meskipun Illig mempublikasikan penemuannya pada tahun 1807, metode ini tidak digunakan secara luas selama sekitar 25 tahun.

Penemuan unsur klorin pada 1774 menyebabkan penggunaannya untuk pemutihan stok kertas. Kurangnya pengetahuan kimia pada saat itu, bagaimanapun, mengakibatkan produksi kertas yang lebih rendah dengan metode ini, mendiskreditkannya selama beberapa tahun. Pemutihan klorin adalah teknik pembuatan kertas yang umum saat ini.

Pengenalan mesin

Sebelum penemuan mesin kertas, kertas dibuat satu lembar pada satu waktu dengan mencelupkan bingkai atau cetakan dengan bagian bawah yang disaring ke dalam tong persediaan. Mengangkat cetakan memungkinkan air mengalir, meninggalkan lembaran di layar. Lembaran itu kemudian ditekan dan dikeringkan. Ukuran selembar kertas terbatas pada ukuran bingkai dan cetakan yang dapat diangkat oleh seorang pria dari tong persediaan.

Pada tahun 1798, Nicolas-Louis Robert di Perancis membangun sabuk layar bergerak yang akan menerima aliran stok terus menerus dan mengirimkan selembar kertas basah ke sepasang gulungan remasan. Pemerintah Prancis mengakui karya Robert dengan memberikan paten.

Mesin kertas tidak menjadi kenyataan praktis, namun, sampai dua insinyur di Inggris, keduanya akrab dengan ide-ide Robert, membangun versi yang disempurnakan untuk atasan mereka, Henry dan Sealy Fourdrinier, pada tahun 1807. Saudara-saudara Fourdrinier memperoleh paten juga. Dua tahun kemudian sebuah mesin kertas silinder (dijelaskan di bawah) dirancang oleh John Dickinson, seorang pembuat kertas Inggris. Dari permulaan yang kasar ini, mesin pembuat kertas modern berkembang. Pada tahun 1875 kertas yang dilapisi dengan mesin dibuat untuk digunakan dalam pencetakan halftones oleh proses photoengraving baru, dan pada tahun 1884 Carl F. Dahl menemukan pulp sulfat (kraft) di Danzig, Jerman.

Meskipun mesin kertas melambangkan mekanisasi industri kertas, setiap langkah produksi, dari penebangan pohon hingga pengiriman produk jadi, juga telah melihat peningkatan dramatis dalam mekanisasi, sehingga mengurangi tenaga kerja tangan. Karena operasi pembuatan kertas memerlukan gerakan berulang dari sejumlah besar material, desain dan mekanisasi peralatan penanganan material telah dan terus menjadi aspek penting dari pengembangan industri.

Meskipun penemuan dan teknik modern telah mengubah kerajinan kuno menjadi industri yang sangat teknis, operasi dasar pembuatan kertas tetap sama hingga hari ini. Langkah-langkah dalam proses adalah sebagai berikut: (1) suspensi serat selulosa disiapkan dengan memukulnya dalam air sehingga serat dipisahkan dan jenuh dengan air; (2) stok kertas disaring pada layar tenunan untuk membentuk lembaran serat kusut; (3) lembaran basah ditekan dan dipadatkan untuk memeras sebagian besar air; (4) sisa air dihilangkan dengan penguapan; dan (5) tergantung pada persyaratan penggunaan, lembaran kertas kering selanjutnya dikompres, dilapisi, atau diresapi.

Perbedaan antara berbagai kelas dan jenis kertas ditentukan oleh: (1) jenis serat atau pulp, (2) tingkat pemukulan atau pemurnian stok, (3) penambahan berbagai bahan ke dalam stok, (4)) kondisi pembentukan lembaran, termasuk berat dasar, atau zat per satuan luas, dan (5) perlakuan fisik atau kimia yang diterapkan pada kertas setelah pembentukannya.