Ученые разгадали тайну скручивающейся бумаги

Бумага, на одной стороне которой напечатан текст или изображение, начинает скручиваться с задержкой до нескольких дней. Исследователи из Технического университета Граца обнаружили, что это происходит из-за растворителей в чернилах, которые со временем мигрируют к непечатной стороне бумаги, пишет SciTechDaily.

Хотя человечество использует бумагу уже как минимум 2000 лет, она до сих пор таит в себе одну или две загадки. Например, причина, по которой бумага, напечатанная на струйном принтере, через несколько часов или дней начинает скручиваться с одной стороны (несмотря на то, что первоначально после печати и высыхания она была плоской), ранее была неизвестна.

Александр Маас и Ульрих Хирн из Института биопродуктов и бумажной технологии Технологического университета Граца (TU Graz) обнаружили причину. Все завязано на растворителях, содержащихся в чернилах, которые со временем перемещаются через бумагу к стороне без печати. Это приводит к набуханию целлюлозных волокон на чистой стороне. Итог — бумага начинает скручиваться.

Для своих экспериментов исследователи распыляли на одну сторону стандартной бумаги для принтера формата А4 модельные чернила, состоящие из воды и растворителя глицерина. Затем они в течение недели наблюдали кривизну листов бумаги с помощью лазерного сканера. Хотя бумага, обработанная водой, больше не скручивалась через 24 часа, процесс продолжался в течение недели с бумагой, обработанной водно-глицериновой смесью. Причина этого в том, что глицерин, который, в отличие от воды, испаряется только при очень высоких температурах, медленно, но неуклонно мигрировал с распыленной стороны бумаги на другую сторону.

Исследователи смогли продемонстрировать изменения, разделив образцы бумаги на тонкие слои и определив соответствующее содержание глицерина. Они узнали, что содержание глицерина непрерывно уменьшалось в верхних, распыленных слоях и увеличивалось в нижних. Поскольку глицерин, как и вода, вызывает набухание целлюлозных волокон, объем различных слоев бумаги менялся в течение периода испытаний. Слои, близкие к распыляемой стороне, сжимались, а более глубокие слои разбухали. Видимый результат заключался в том, что бумага скручивалась, и это происходило непрерывно в течение 7 дней.

«Чтобы решить проблему закручивания, глицерин можно было бы заменить другими растворителями. Однако это не так просто, поскольку глицерин придает чернилам для струйной печати важные свойства, которые делают их пригодными в первую очередь для струйной печати», — говорит Ульрих Хирн. В качестве альтернативы, обратную сторону бумаги можно также напечатать или обработать соответствующим количеством глицерина.

Ранее ученые создали умный 3D-принтер для работы с неизвестными материалами. Новая технология поможет сделать процесс печати более экологичным.