Ученые выяснили, почему бумага скручивается при печати

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.

Читайте также:  Физики смогут наблюдать гравитационные волны каждый день благодаря новому методу

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.

Читайте также:  Физики нашли математическую формулу для приготовления идеальной пасты

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».

Читайте также:  Карта российских АЭС: все станции в одной инфографике

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.