Немецкие ученые выяснили, что струйная печать приводит к скручиванию бумаги, поскольку растворители, содержащиеся в чернилах, проникают на незапечатанную сторону листа.
Бумагу используют уже не менее двух тысяч лет. Однако долгое время оставалось неясным, почему она начинает скручиваться после печати на струйном принтере: даже если изначально лист ровный, через несколько часов или дней неизбежно происходят изменения. Чтобы понять причину этого явления, Александр Маас и Ульрих Хирн из Грацского технического университета в Австрии провели исследование. Их работа опубликовал журнал Materials & Design.
Используя лазерный сканер, ученые в течение недели отслеживали изменения в изгибе листов бумаги формата А4. Для этого на бумагу наносили воду и чернила, состав которых включал воду и глицерин – растворитель.
Бумага, увлажненная водой, перестала деформироваться через 24 часа. Листы, обработанные водно-глицериновой смесью, демонстрировали иную динамику: их изгиб изменялся в течение всей недели. Причиной этого оказалось свойство растворителя. В отличие от воды, он испаряется только при высоких температурах, поэтому постепенно мигрировал с обработанной поверхности бумаги на другую сторону. Это приводило к набуханию целлюлозных волокон на чистой стороне, что вызывало более сильное скручивание листа.
Проведя анализ образцов бумаги, разделив их на тонкие слои и измерив содержание глицерина в каждом, ученые сделали соответствующий вывод. В верхних, обработанных слоях, концентрация растворителя постепенно снижалась, в то время как в нижних, которые изначально не контактировали с чернилами, – увеличивалась. Это приводило к набуханию волокон в нижних слоях и к их сжатию в верхних. В конечном итоге, листы в течение недели становились все сильнее скрученными.
Специалисты подчеркивают, что их разработка позволит улучшить технологию струйной печати и устранить деформацию бумаги. Тем не менее, требуется найти оптимальный метод реализации этого улучшения. Прямая замена глицерина в чернилах на альтернативный растворитель невозможна:
«Благодаря глицерину чернила приобретают необходимые характеристики, делающие их подходящими для струйной печати. Рекомендуется использовать для печати обе стороны листа или обрабатывать его чистую сторону, используя необходимое количество глицерина».
Авторы научной статьи в качестве возможных решений предложили изменить структуру волокон бумаги, снизить разницу влажности в процессе печати или разработать метод сушки, который уменьшит скручивание. Кроме того, возможно регулировать изгиб листов в принтере для достижения оптимальных параметров.