Mysteriet med krøllepapir løst

Selvom menneskeheden har brugt papir i mindst 2.000 år, præsenterer det os stadig for et eller to mysterier. For eksempel var det tidligere ukendt, hvorfor papir, der er printet på den ene side ved hjælp af inkjet-udskrivning, begynder at krølle sammen efter et par timer til dage, selvom det var fladt efter udskrivning og tørring.

Alexander Maaß og Ulrich Hirn fra Institute of Bioproducts and Paper Technology ved Graz University of Technology (TU Graz) har nu opdaget årsagen. Årsagen ligger i opløsningsmidler indeholdt i blækket, som migrerer over tid gennem papiret mod den utrykte side. Dette får cellulosefibrene på den utrykte side til at svulme op, og papiret begynder at krølle. Forskningen er publiceret i tidsskriftet Materials &Design .

Krølningsgrad målt med laserscanner

Til deres eksperimenter sprøjtede forskerne standard A4-printerpapir på den ene side med en modelblæk bestående af vand og opløsningsmidlet glycerol. De observerede derefter krumningen af ​​papirarkene i en uge ved hjælp af en laserscanner.

Mens papir sprøjtet med vand ikke krøllede yderligere efter 24 timer, fortsatte processen i en uge med papir sprøjtet med vand-glycerolblandingen. Grunden til dette er, at glycerolen, der i modsætning til vand kun fordamper ved meget høje temperaturer, langsomt men støt vandrede fra den sprøjtede side af papiret til den anden side.

Papir adskilt i tynde lag

Forskerne var i stand til at demonstrere denne proces ved at opdele papirprøverne i tynde lag og bestemme deres respektive glycerolindhold. De fandt ud af, at glycerolen konstant faldt i de øvre, sprøjtede lag og steg i de nederste.

Da glycerol ligesom vand får cellulosefibre til at svulme, ændrede volumen af ​​de forskellige papirlag sig i løbet af testperioden. Lagene tæt på den sprøjtede side krympede, mens de dybere lag svulmede op. Det synlige resultat var, at papiret krøllede, og det gjorde det uafbrudt i en uge.

"For at løse problemet kunne glycerol erstattes af andre opløsningsmidler. Det er dog ikke så nemt, fordi glycerol giver inkjet-blækket vigtige egenskaber, der gør det velegnet til inkjet-print i første omgang," siger Ulrich Hirn. Alternativt kan bagsiden af ​​papiret også printes eller behandles med en passende mængde glycerol.

Flere oplysninger: Alexander Maass et al., Langsigtet krølning af trykpapir på grund af blækopløsningsmiddelmigrering, Materialer og design (2023). DOI:10.1016/j.matdes.2023.112593

Leveret af Graz University of Technology