Kertas Karbon

Latar Belakang

Kertas karbon adalah alat reprografis murah yang digunakan untuk membuat satu salinan bersamaan dengan aslinya, seperti dalam kuitansi transaksi kartu kredit, dokumen hukum, manuskrip, surat, dan bentuk sederhana lainnya.

Bahkan hingga abad kedua puluh, menyalin dokumen untuk tujuan bisnis adalah proses yang sulit dan padat karya. Juru tulis fotokopi, seperti juru tulis gereja dan kantor pemerintah sebelum mereka, adalah hal biasa di kantor bisnis abad kesembilan belas.

Upaya pertama menyalin korespondensi bisnis penting dikaitkan dengan insinyur Skotlandia James Watt, yang meningkatkan mesin uap. Watt tidak suka mempercayai juru tulis untuk menyalin surat bisnis, jadi dia menemukan metode menekan kertas tisu yang telah dibasahi dengan cairan khusus ke dokumen asli, yang telah ditulis menggunakan tinta khusus. Pada 1779, dia siap memasarkan prosesnya, tetapi tidak berhasil.

Pada tahun 1806 Ralph Wedgwood menemukan Penulis Manifold Stylographic. Sebuah kertas jenuh dengan tinta printer ditempatkan di antara selembar kertas tisu dan selembar kertas biasa. Sebuah stylus logam kemudian menggoreskan kesan pada kertas tisu, membuat salinan yang terbaca dengan benar dan yang lainnya adalah cermin gambar, meskipun mudah dibaca melalui kertas tisu tipis. Hal ini perlu untuk mempersiapkan salinan dengan cara ini karena pena waktu (pena bulu) tidak dapat menekan cukup keras, dan pensil dapat dihapus. Sekitar tahun 1820 menjadi mungkin untuk menggunakan kertas yang telah diberi tinta hanya pada satu sisi dan pensil yang tidak terhapuskan untuk menghasilkan yang asli. Kertas karbon awal ini tidak sukses besar, tampaknya karena pemilik bisnis, takut akan pemalsuan, lebih menyukai barang-barang yang ditulis dengan tinta.

Pada tahun 1823 Cyrus P. Dakin mulai membuat karbon, kertas yang dilapisi dengan minyak dan karbon hitam. Pada tahun 1860-an Lebbeus H. Rogers berusaha untuk menjual karbon ini ke bisnis, tetapi tidak sampai penemuan mesin ketik pada tahun 1867 kertas karbon diterima (mesin tik menghasilkan salinan yang lebih bersih serta kualitas asli) . Rogers awalnya membuat kertas karbon dengan meletakkan kertas di atas meja batu dan mengolesinya dengan campuran yang mengandung karbon hitam (jelaga), minyak, dan nafta (hidrokarbon cair). Kemudian dia mengembangkan mesin yang mengoleskan lilin panas ke kertas karbon, menghilangkan penyikatan manual.

Produksi kertas karbon pada dasarnya tetap sama sejak kemajuan teknologi Rogers. Dalam buku dagang manufaktur kuno yang diterbitkan sekitar pergantian abad ini, kertas karbon digambarkan terdiri dari berbagai pigmen, termasuk karbon hitam, dan lilin atau minyak yang dioleskan ke kertas tipis dan kuat. Sementara kertas karbon modern dibuat dengan menggunakan formula yang pada dasarnya sama, pabrikan telah berkonsentrasi pada peningkatan kebersihan proses dan peningkatan kualitas reproduksi dengan menggunakan bahan yang lebih halus.

Bahan Baku

Sepotong kertas karbon khas terdiri dari selembar kertas yang telah diresapi dengan karbon dan diapit di antara dua lembar kertas biasa. Semua komponen standar, kecuali lembaran berlapis yang melakukan reprografi. Lapisannya terdiri dari beberapa bahan, yang terpenting adalah karbon hitam. Karbon hitam sangat Bahan utama kertas karbon adalah karbon hitam. Untuk membuatnya, udara dan hidrokarbon (seperti minyak bumi) dimasukkan ke dalam tungku. Di tungku, sebagian minyak bumi mengalami pembakaran, membantu menaikkan suhu hingga 3.000 derajat Fahrenheit dan menyebabkan hidrokarbon yang tidak terbakar terurai menjadi karbon hitam. Karbon hitam kemudian didinginkan dengan air dan diambil kembali dengan memasukkan siklon sentrifugal atau bag filter. halus, bulat, bentuk karbon amorf yang tidak kristal seperti grafit. Sebagian besar karbon, juga mengandung sejumlah kecil oksigen, hidrogen, dan belerang. Karbon hitam menempel pada kertas dengan bantuan berbagai lilin. Kertas karbon hitam sekali pakai yang familier (jenis yang digunakan untuk kuitansi kartu kredit, misalnya) dilapisi dengan campuran yang biasanya terdiri dari lilin parafin (33%), minyak mineral (25%), karbon hitam (15%), tanah liat cina atau kaolin (12%), montan wax (8%), carnauba wax (6%), dan methyl violet atau gentian violet (1%). Kertas karbon biru satu kali yang kurang umum biasanya dilapisi dengan campuran yang terdiri dari besi biru (21%), lilin parafin (20%), petrolatum (20%), minyak mineral (15%), lilin carnauba (10%), tanah liat cina (10%), dan lilin montan (4%).

Beberapa kertas karbon dapat digunakan kembali. Ini berguna untuk digunakan dalam buku penjualan, misalnya, karena hanya satu lembar kertas karbon yang diperlukan untuk menulis tanda terima untuk beberapa penjualan. Karbon pensil larut minyak yang dapat digunakan kembali menghasilkan salinan yang tak terhapuskan. Biasanya dilapisi dengan campuran bedak (39%), lilin carnauba (23%), minyak lemak babi (16%), asam oleat (15%), dan basa victoria blue (7%). Kertas karbon pensil pigmen yang dapat digunakan kembali menghasilkan salinan yang dapat dihapus. Dilapisi dengan campuran yang umumnya terdiri dari milori blue (25%), carnauba wax (20%), mineral oil (16%), amber petrolatum (11%), petrolatum (11%), toning iron blue (10% ), dan lilin parafin (7%). Karbon mesin tik juga dapat digunakan kembali, dan karena kekuatan pukulan yang berat dari kunci mesin tik, ia menggunakan karbon hitam berkualitas lebih tinggi dan bahan-bahan yang lebih halus daripada kertas karbon sekali pakai atau pensil. Biasanya dilapisi dengan tinta yang terdiri dari lilin carnauba (32%), minyak mineral (26%), karbon hitam (12%), amber petrolatum (6%), lilin lebah (5%), lilin ouricury (5%) , lilin ozokerite (5%), asam oleat (3%), toner ungu berpigmen (3%), pewarna kristal violet (2%), dan basa victoria blue (1%). Untuk perlindungan lebih lanjut, ia juga memiliki lilin pendukung yang terdiri dari lilin carnauba (40%), lilin ouricury (40%), dan lilin mikrokristalin (20%).

Manufaktur
Proses

Bahan terpenting kertas karbon, karbon hitam, telah berubah dalam beberapa tahun terakhir. Sebelum 1940, 90 persen karbon hitam yang diproduksi di Amerika Serikat dibuat dari karbon saluran atau pelampiasan, di mana pancaran api gas kecil menimpa (memukul) ke permukaan logam yang dingin, seperti saluran besi (atau alur). Jelaga yang dihasilkan dari pembakaran parsial kemudian dikerok, menghasilkan partikel karbon sekitar 10 ^-8 diameter meter Metode luar biasa untuk menciptakan karbon hitam halus ini ditinggalkan pada tahun 1976, namun, karena kenaikan harga gas alam yang besar. Metode produksi karbon hitam saat ini menggunakan proses tungku, yang dijelaskan di bawah ini. Karbon hitam yang sudah jadi kemudian dilapisi ke atas kertas menggunakan serangkaian rol offset.

Membuat karbon hitam

• 1 Hidrokarbon (seperti minyak bumi) dan udara dimasukkan ke dalam ruang. Bagian dari hidrokarbon mengalami pembakaran yang tidak sempurna, meningkatkan suhu di dalam ruangan Dua metode yang digunakan untuk memproduksi kertas karbon satu kali adalah Metode Mayer dan Metode Flexographic. Kedua metode ini serupa karena keduanya menampilkan kertas yang bergerak di sekitar serangkaian gulungan, salah satunya menyentuh panci tinta karbon. hingga 2.012-3.092 derajat Fahrenheit (1100-1.700 derajat Celcius). Pada suhu ini, hidrokarbon yang tidak terbakar terurai menjadi karbon hitam.
• 2 Karbon hitam yang baru dibuat disalurkan ke pendingin, di mana ia disemprot dengan air. Substansi hitam halus kemudian dipulihkan menggunakan siklon sentrifugal atau bag filter.

Membuat kertas karbon sekali pakai
(Metode Mayer)

• 3 Gulungan besar kertas pelapis (disebut gulungan penggilingan) dibuka dan melewati gulungan lain (gulungan obat bius) yang diletakkan di dalam panci tinta karbon. Wajan tinta telah dipanaskan hingga antara 168,8 dan 179,6 derajat Fahrenheit (76 dan 82 derajat Celcius). Saat kertas melewati gulungan ini, tinta yang dipanaskan dipindahkan ke satu sisi kertas.
• 4 Selanjutnya, kertas melewati batang equalizer, yang menggores kertas berlapis untuk menghaluskannya dan menghilangkan kelebihan tinta. Batang equalizer bisa halus atau bergerigi. Kertas kemudian melewati gulungan lain, gulungan dingin, yang mendinginkan dan mengeraskan tinta ke atas kertas. Akhirnya, kertas yang sudah selesai digulung ulang ke gulungan lain.
• 5 Dalam kasus bentuk usaha manifold, kertas karbon direkatkan ke bentuk lain, sehingga kertas harus memiliki strip uncoated tanpa karbon di mana perekat dapat diterapkan. Untuk mencapai hal ini dalam metode Mayer, sepotong logam hanya ditempatkan di tempat yang tepat pada gulungan obat bius. Dengan demikian, bagian gulungan ini tidak mengambil tinta dari wadah tinta untuk diteruskan ke kertas.

Metode flexografis

• 6 Metode lain, yang disebut metode Flexographic, juga dapat digunakan untuk menghasilkan kertas karbon satu kali. Pertama, gulungan obat bius dilapisi dengan tinta karbon dari panci yang dipanaskan di bawahnya. Gulungan pengukur menyentuh gulungan obat bius dan Langkah terakhir dalam pembuatan kertas karbon adalah perforasi. Ini dilakukan secara otomatis oleh mesin pengolah karbonisasi spot dan mencakup lubang di antara lembaran kertas karbon dan lubang kecil (dihasilkan dengan menggorok) di sepanjang tepi kertas. memeras tinta ke ketebalan yang seragam. Tinta kemudian ditransfer ke gulungan ketiga, gulungan cetak.
• 7 Sementara itu, kertas diumpankan dari gulungan penggilingan ke gulungan cetak yang menyentuh gulungan cetak, gulungan ketiga yang disebutkan pada langkah #5 di atas. Ketika kedua gulungan ini bersentuhan, tinta dari gulungan cetak dilewatkan ke kertas pada gulungan cetak. Kertas kemudian melewati gulungan dingin yang mengeraskan tinta, sebelum digulung ke gulungan mundur. Untuk formulir bisnis manifold yang diproduksi dengan metode Flexographic, alur dangkal terbentuk pada gulungan cetak. Di mana alur ini menyentuh kertas pada gulungan cetak, tidak ada tinta yang ditransfer.

Perforasi

• 8 Tahap terakhir dalam pembuatan kertas karbon satu kali adalah perforasi. Pertama, karbon dan formulir yang dicetak dipotong saat sedang disusun. Selanjutnya, gulungan besar kertas karbon dipotong menjadi bentuk atau lembaran dengan ukuran yang sesuai. Jika perlu, lubang garis juga dapat dilubangi ke dalam kertas. Semua operasi ini dilakukan secara otomatis oleh mesin pengolah karbonisasi spot. Akhirnya, kertas ditumpuk, dikemas, dan dikirim ke pelanggan.

Kertas Karbon Mesin Ketik

Kertas karbon mesin tik berbeda dari kertas karbon satu kali karena biasanya memiliki lapisan tinta dan lilin pendukung, serta bahan cetak di bagian belakang. Dalam metode produksi ini, pengaturan Flexographic yang terdiri dari gulungan obat bius, gulungan meteran, gulungan cetak, dan gulungan cetak menyediakan sarana untuk mencetak di bagian belakang kertas yang telah dipasok dari gulungan pabrik. Setelah dicetak, kertas melewati gulungan obat bius untuk menerima lapisan tinta karbon yang dihaluskan dengan batang equalizer seperti pada metode Mayer. Selanjutnya, kertas bergerak ke gulungan obat bius lilin, yang melapisinya dengan lilin pendukung. Seperti pada metode lainnya, gulungan dingin kemudian mengeraskan lilin. Gulungan pemoles kempa kadang-kadang digunakan untuk memperbaiki penampilan produk sebelum digulung ke gulungan mundur.

Kontrol Kualitas

Prinsip di balik kertas karbon sederhana, namun memproduksinya sulit. Produsen kertas karbon modern menguji kualitas semua bahan baku yang masuk. Sejumlah besar tes dapat diterapkan pada karbon hitam, termasuk untuk pigmen dan kandungan belerang. Karbon hitam yang dipilih juga harus berukuran partikel halus, yang ditentukan dengan mengukur diameter rata-rata partikel karbon hitam dengan mikroskop elektron. Selain itu, harus memiliki daya serap minyak yang rendah, dan daya serap serta pH karbon hitam diuji sebelum digunakan. Tinta diuji untuk kehalusan butiran, yang mempengaruhi kehalusan akhir lapisan. Pengikat lilin harus menembus hanya sedikit ke dalam kertas dan memiliki viskositas yang tepat. Untuk memastikan tulisan yang tepat, jumlah lilin yang dilepaskan di bawah tekanan diuji. Kertas itu sendiri harus halus, tidak berpori, dan bebas dari cacat permukaan. Meskipun harus berupa jaringan tipis, tetapi juga harus kuat dan padat. Kertas karbon yang sudah jadi harus bebas dari cacat:tidak ada offset, pengelupasan, kerutan, atau keriting. Itu harus bekerja dengan benar; salinan yang dihasilkan harus bersih dan dapat dibaca. Lapisan harus cukup keras untuk memenuhi tujuan penggunaannya; misalnya, karbon satu kali tidak memerlukan lapisan keras seperti karbon mesin tik, yang juga harus memiliki lapisan campuran warna yang baik sehingga dapat digunakan kembali.

Tes lain ada untuk kertas karbon jadi. Untuk menentukan jumlah tinta yang disimpan, spesimen kertas karbon dipilih dan ditimbang. Deposit tintanya kemudian dihilangkan secara kimiawi sebelum ditimbang kembali. Perbedaan berat menunjukkan jumlah tinta yang disimpan. Keriting adalah keluhan yang sering muncul tentang kertas karbon, meskipun kertas karbon sering dilapisi di kedua sisinya (satu sisi dengan karbon, yang lain dengan backing wax) untuk mengatasi masalah tersebut. Untuk menguji keriting di bawah kondisi yang berbeda, selembar kertas karbon ditempatkan pada permukaan yang datar dan, di bawah suhu yang terkontrol, dikenakan kelembaban yang berbeda. Ketahanan kertas karbon mesin tik yang dapat digunakan kembali diperiksa dengan mengetik berulang kali pada satu ruang hingga karbon habis. Kebersihan salinan dan kertas karbon itu sendiri adalah penting. Untuk menguji yang pertama, dokumen diketik dan salinannya diperiksa untuk melihat apakah bersih. Untuk menguji yang kedua, sisi karbon digosok dengan selembar kertas yang bersih dan kusut, yang kemudian diperiksa untuk melihat seberapa banyak karbon yang terhapus. Warna dan ketebalan karbon harus diperiksa secara visual untuk melihat apakah mereka memenuhi standar kualitas.

Masa Depan

Pada tahun 1991, lebih dari 62.000 metrik ton kertas karbon diproduksi di Amerika Serikat. Namun, selama periode yang sama, lebih dari 600.000 metrik ton kertas transfer tanpa karbon diproduksi. Ideal untuk catatan tulisan tangan, kertas tanpa karbon menggunakan lembaran berlapis kimia yang bereaksi di bawah tekanan, menghasilkan gambar berwarna. Meskipun kertas tanpa karbon memiliki berat yang jauh lebih berat daripada kertas karbon dan kurang cocok untuk catatan yang diketik dan terkomputerisasi, permintaannya meningkat dengan mengorbankan kertas karbon. (Permintaan akan kertas "biasa" ini juga dapat dikaitkan dengan meningkatnya ketersediaan mesin fotokopi.) Kemungkinan, karena komunikasi elektronik menjadi lebih lazim, kertas karbon akan menjadi usang. Namun, saat ini, ada cukup permintaan dari bisnis yang menggunakan kertas karbon untuk kuitansi kartu kredit dan catatan terkomputerisasi untuk memastikan kelangsungan hidup produk sederhana dan murah ini untuk beberapa waktu mendatang.