Бумага активно используется уже минимум две тысячи лет. Тем не менее не было ясно, почему она начинает скручиваться после печати на струйном принтере: даже если изначально лист остается прямым, изменения обязательно происходят через несколько часов или дней. Чтобы объяснить это явление, Александр Маас и Ульрих Хирн из Грацского технического университета в Австрии провели эксперимент. Их работу опубликовал журнал Materials & Design.
Исследователи распылили на бумагу формата А4, которую обычно используют для печати, воду и чернила, состоящие из воды и растворителя — глицерина. Далее они неделю наблюдали за тем, как меняется изгиб листов, с помощью лазерного сканера.
Бумага, обработанная водой, перестала скручиваться через сутки. Листы, которые сбрызнули водно-глицериновой смесью, вели себя по-другому: их изгиб менялся на протяжении всей недели. Оказалось, что причина в растворителе. В отличие от воды, он испаряется только при очень высоких температурах, поэтому постепенно перемещался с обработанной стороны бумаги на противоположную. В результате на чистой стороне набухали целлюлозные волокна, и лист скручивался сильнее.
Ученые пришли к такому выводу, когда разделили образцы бумаги на тонкие слои и измерили, сколько глицерина содержится в каждом из них. В верхних, обработанных, слоях растворителя постепенно становилось меньше, а в нижних, изначально не взаимодействовавших с чернилами, — наоборот, больше. Из-за этого волокна в нижних слоях набухали, а в верхних — сжимались. В результате всю неделю листы скручивались сильнее и сильнее.
Ученые отметили, что с помощью их открытия можно усовершенствовать технологию струйной печати, избавиться от проблемы скручивания листов. Однако необходимо разработать подходящий для этого способ. Нельзя просто заменить глицерин в составе чернил на другой растворитель:
«Глицерин придает чернилам важные свойства, которые и делают их пригодными для струйной печати. Вероятно, стоит использовать для печати обе стороны или обрабатывать чистую сторону листа соответствующим количеством глицерина».
В числе возможных мер авторы научной статьи предложили изменить волокна бумаги, уменьшить градиент влажности во время печати или разработать такой способ сушки, чтобы ослабить скручивание. Можно также регулировать сгибание листов в принтере, пока оно не станет оптимальным.