The Science of Newsprint Paper: Origins, Properties e Future Perspectives

Carta da giornale , spesso trascurato nell'era digitale, rimane uno dei mezzi più iconici per diffondere informazioni. Ha svolto un ruolo fondamentale nella comunicazione di massa dal 19 ° secolo, consentendo la rapida e conveniente diffusione di notizie al pubblico. Nonostante il declino dei media di stampa, il giornale rimane rilevante nelle economie in via di sviluppo e continua a servire varie applicazioni oltre la stampa di giornali. Questo articolo esplora le origini, il processo di produzione, la scienza dei materiali, le implicazioni ambientali e le prospettive future di carta da giornale, con l'obiettivo di presentare una comprensione sfumata per i lettori interesse per la scienza dei materiali, la pubblicazione e la sostenibilità.

Background storico

Le origini della carta da giornale risalgono alla rivoluzione industriale, che ha catalizzato la domanda di produzione di carta economica e ad alto volume. Prima del XIX secolo, la carta veniva realizzata con Rag Pulp - Catton e Linen Tessles - che limitavano l'offerta e l'aumento dei costi. Il passaggio alla polpa di legno a metà del 1800 ha rivoluzionato l'industria e la carta da giornale è emersa come un'alternativa ad alta velocità a basso costo per la stampa di giornali.

La provincia canadese del Quebec e dei paesi scandinavi erano i primi pionieri nella produzione di giornali su larga scala, a causa delle loro vaste foreste e dell'accesso all'idroporre. Il primo giornale di successo stampato su un giornale a base di polpa di legno è stato il Boston Weekly Journal Nel 1863. All'inizio del XX secolo, il giornale era diventato il mezzo standard per i giornali in tutto il mondo.

Materie prime e composizione in fibra

Il giornale è prevalentemente realizzato con polpa di legno meccanico, in particolare polpa termomeccanica (TMP) e polpa di legno di terra. A differenza delle polpe chimiche utilizzate per le carte di livello superiore, il polpetta meccanica conserva la maggior parte della lignina nella fibra, che contribuisce al colore caratteristico, alla consistenza e al comportamento dell'invecchiamento della carta.

Le specie di legno morbido come abete, abete e pino sono preferite grazie alle loro lunghe fibre di cellulosa, che forniscono forza e flessibilità. La composizione della stampa include in genere:

• Cellulosa (40-50%) : Il polimero strutturale primario delle fibre vegetali.

• Emicellulosa (20-30%) : Migliora il legame e la stampabilità in fibra.

• Lignina (20-30%) : Un polimero aromatico complesso che lega le fibre ma provoca il giallo nel tempo.

• Fillers and Additives (<5%) : Come argilla, carbonato di calcio e amido per migliorare l'opacità e le proprietà della superficie.

La fibra riciclata è anche ampiamente utilizzata nella produzione di giornali oggi, con alcuni gradi composti fino al 100% di carta recuperata.

Processo di produzione

La produzione di giornali prevede diverse fasi integrate, combinando ingegneria meccanica, elaborazione chimica e controllo di qualità:

1. Demolitare e scheggiare : I registri sono debarco e ridotti a chip adatti per il pulping.

2. Pulping : Pulping meccanico utilizza forze fisiche per separare le fibre. Nella polpetta di legno di terra, i tronchi vengono premuti contro una mola rotante. TMP utilizza il vapore ad alta temperatura e le raffinerie meccaniche per produrre polpa di forza più elevata.

3. Screening e pulizia : La polpa viene sottoposta a screening per rimuovere le particelle di grandi dimensioni e pulita da sabbia, corteccia e altri contaminanti.

4. Papermaking : La polpa viene diluita a solidi inferiori all'1% e immessa in una macchina di carta a quattro ormeggi o a due fili, dove passa attraverso una sezione di formazione, premi e cilindri di asciugatura.

5. Finitura : La giornalista viene in genere lasciata leggermente non patinata e calendaria per produrre una superficie relativamente liscia ma porosa ideale per l'assorbimento dell'inchiostro.

6. Bobina e conversione : La carta essiccata viene arrotolata in grandi bobine e tagliata alle specifiche del cliente.

L'intero processo enfatizza la velocità e il volume sulla finitura della superficie o sulla qualità dell'archivio, che si allinea all'uso previsto da New Newsprint come mezzo usa e getta.

Proprietà fisiche e ottiche

La carta da giornale è progettata per trovare un equilibrio tra costo, stampabilità e prestazioni meccaniche. Le proprietà chiave includono:

• Peso di base : Di solito tra 40 e 52 g/m², il che lo rende leggero.

• Massa : L'elevata massa (bassa densità) fornisce opacità e rigidità senza aggiungere massa.

• Resistenza alla trazione : Resistenza di trazione e lacrime moderata dovuta a fibre lunghe.

• Luminosità : In genere il 55–70% ISO, inferiore ai documenti rivestiti a causa del contenuto di lignina.

• Opacità : Un'alta opacità (≥ 90%) impedisce lo spettacolo di testo stampato sul retro.

• Assorbimento di inchiostro : Ottimizzato per la stampa offset a set freddo, consentendo un'impostazione a inchiostro rapida con smudging minimo.

Il comportamento dell'invecchiamento è un notevole svantaggio: l'ossidazione della lignina porta a ingiallimento e richiamo, rendendo la carta inadatta all'uso d'archivio senza deacidificazione o laminazione.

Considerazioni ambientali

La produzione di giornali ha storicamente attirato critiche per la sua impronta ambientale, in particolare la deforestazione, l'uso dell'acqua e il consumo di energia. Tuttavia, l'industria ha fatto passi da gigante negli ultimi decenni:

• Riciclaggio : Newsprint è uno dei prodotti di carta più riciclati a livello globale, con tassi di riciclaggio superiori al 70% in molti paesi.

• Foresta sostenibile : I sistemi di certificazione come FSC (Forest Stewardship Council) e PEFC (programma per l'approvazione della certificazione forestale) promuovono l'approvvigionamento responsabile.

• Uso di energia : L'impulso meccanico è ad alta intensità di energia, ma i mulini spesso utilizzano sistemi idroelettrici e di cogenerazione per ridurre le emissioni di carbonio.

• Trattamento effluente : Progressi nel trattamento delle acque reflue e nei processi a circuito chiuso hanno mitigato i rischi di inquinamento.

Le valutazioni del ciclo di vita (LCA) mostrano che il giornale riciclato ha un'impronta di carbonio significativamente più bassa rispetto ai gradi vergini, specialmente se provenienti da flussi di riciclaggio urbano.

Giornale nell'era digitale

Con la proliferazione dei media digitali, la domanda globale di stampa è diminuita costantemente dai primi anni 2000. Tuttavia, diversi fattori sostengono la sua rilevanza:

• Mercati emergenti : Nelle regioni con una penetrazione limitata di Internet, i giornali stampati rimangono vitali per le informazioni pubbliche.

• Usi alternativi : Il giornale viene riproposto per imballaggi, circolari pubblicitarie, inserti di libri e persino isolamento.

• Esperienza tattile : Per alcuni pubblici, la fisicità e il rituale della lettura di un giornale sono insostituibili.

Nonostante il suo dominio calante, il giornale continua ad adattarsi. Documenti ibridi con rivestimenti parziali o compatibilità a getto d'inchiostro sono in fase di sviluppo per le esigenze di stampa e imballaggio a breve termine.

Ricerca scientifica e innovazioni

Gli scienziati materiali stanno esplorando modi per migliorare la durata, la riciclabilità e la versatilità del giornale. Le aree di interesse includono:

• Additivi di nanocellulosa : La carta di rinforzo con nanofibre di cellulosa può migliorare la resistenza e ridurre il peso della base senza compromettere le prestazioni.

• Rivestimenti barriera : I rivestimenti biodegradabili derivati ​​da chitosano o amido possono impartire resistenza all'acqua o al grasso per le applicazioni di imballaggio.

• Studi sulla deincabilità : Efficiente rimozione dell'inchiostro dalle fibre stampate durante il riciclaggio aiuta a preservare la qualità delle fibre e minimizza i danni ambientali.

Queste innovazioni mirano non solo a prolungare l'utilità del giornale, ma anche di integrarla in un modello di economia circolare che dà la priorità all'efficienza delle risorse.

Analisi comparativa: giornale vs. altri voti cartacei

Comprendere il ruolo della stampa richiede il confronto con altri gradi di carta:

• Documento di libro (non patinato Woodfree) : Maggiore luminosità, lignina inferiore, migliore stabilità dell'invecchiamento.

• Carta rivestita : Superficie più fluida, migliore riproduzione dell'immagine, meno assorbente.

• Carta kraft : Più forte, usato per borse e avvolgimento.

• Carta tissutale : Densità inferiore, altamente assorbente, non adatto per la stampa.

Ogni tipo è ottimizzato per diversi usi finali e il giornale occupa una nicchia unica in cui il costo, il volume e la leggibilità hanno la precedenza sulla permanenza e sulla finitura.

Sfide e prospettive future

Il futuro della stampa dipende sia da fattori economici che ecologici. Le sfide chiave includono:

• In calo della domanda : Stampare i modelli di entrate multimediali stanno lottando a livello globale.

• Pressione delle materie prime : La gestione delle foreste sostenibili deve tenere il passo con il consumo.

• Interruzione digitale : Le giovani generazioni consumano sempre più notizie tramite smartphone e social media.

Tuttavia, i mercati di nicchia e le innovazioni nei materiali a base di polpa suggeriscono percorsi per una continua rilevanza. Il giornale potrebbe evolversi in una piattaforma per imballaggi ecologici o diventare parte di materiali biocompositi per la costruzione e l'isolamento.