Även om mänskligheten har använt papper i minst 2 000 år, presenterar det oss fortfarande för ett eller två mysterier. Till exempel var det tidigare okänt varför papper som tryckts på ena sidan med bläckstråleutskrift börjar krypa ihop sig efter några timmar till dagar, även om det var platt efter utskrift och torkning.
Alexander Maaß och Ulrich Hirn från Institutet för bioprodukter och pappersteknologi vid Graz tekniska universitet (TU Graz) har nu upptäckt orsaken. Orsaken ligger i lösningsmedel som finns i bläcket, som med tiden migrerar genom papperet mot den otryckta sidan. Detta gör att cellulosafibrerna på den otryckta sidan sväller och papperet börjar rulla sig. Forskningen är publicerad i tidskriften Materials &Design .
För sina experiment sprayade forskarna standard A4-skrivarpapper på ena sidan med en modellbläck bestående av vatten och lösningsmedlet glycerol. De observerade sedan pappersarkens krökning under en vecka med hjälp av en laserskanner.
Medan papper besprutat med vatten inte krullade ytterligare efter 24 timmar, fortsatte processen under en vecka med papper besprutat med vatten-glycerolblandningen. Anledningen till detta är att glycerolen, som till skillnad från vatten endast avdunstar vid mycket höga temperaturer, långsamt men stadigt migrerade från den sprutade sidan av papperet till den andra sidan.
Forskarna kunde demonstrera denna process genom att dela upp pappersproverna i tunna lager och bestämma deras respektive glycerolinnehåll. De fann att glycerolen kontinuerligt minskade i de övre, sprutade lagren och ökade i de nedre.
Eftersom glycerol, liksom vatten, får cellulosafibrer att svälla, förändrades volymen av de olika pappersskikten under testperioden. Lagren nära den sprutade sidan krympte medan de djupare lagren svällde upp. Det synliga resultatet var att pappret krökte sig, och gjorde det oavbrutet i en vecka.
"För att lösa problemet skulle glycerol kunna ersättas med andra lösningsmedel. Det är dock inte så lätt eftersom glycerol ger bläckstrålebläcket viktiga egenskaper som gör det lämpligt för bläckstråleutskrift i första hand", säger Ulrich Hirn. Alternativt kan baksidan av papperet också tryckas eller behandlas med en lämplig mängd glycerol.
Mer information: Alexander Maass et al, Långvarig krullning av tryckpapper på grund av migration av bläcklösningsmedel, Material &Design (2023). DOI:10.1016/j.matdes.2023.112593
Tillhandahålls av Graz University of Technology
