Alexander Maaß (au recto) et Ulrich Hirn ont découvert que les solvants contenus dans l'encre migrent à travers le papier vers la face non imprimée au fil du temps. Cela fait gonfler les fibres de cellulose du côté non imprimé et le papier se recourbe. Crédit : Marteau-poumon – TU Graz
Le papier imprimé sur une face commence à s'enrouler avec un délai pouvant aller jusqu'à quelques jours. Des chercheurs de la TU Graz ont découvert que cela est dû aux solvants présents dans l'encre qui, avec le temps, migrent vers la face non imprimée du papier.
Bien que l’humanité utilise le papier depuis au moins 2000 ans, celui-ci nous réserve encore un ou deux mystères. Par exemple, la raison pour laquelle le papier imprimé sur une seule face avec une imprimante à jet d'encre commence à s'enrouler après plusieurs heures ou jours (bien qu'il soit initialement plat après l'impression et le séchage) était auparavant inconnue.
Alexander Maaß et Ulrich Hirn de l'Institut des bioproduits et de la technologie du papier de l'Université technique de Graz (TU Graz) en ont découvert la raison. La cause réside dans les solvants contenus dans l’encre, qui migrent au fil du temps à travers le papier vers la face non imprimée. Cela fait gonfler les fibres de cellulose sur la face non imprimée et le papier commence à s'enrouler.
Le degré de courbure du papier mesuré avec un scanner laser
Pour leurs expériences, les chercheurs ont pulvérisé sur une face du papier d’imprimante A4 standard une encre modèle composée d’eau et de solvant glycérol. Ils ont ensuite observé la courbure des feuilles de papier pendant une semaine à l'aide d'un scanner laser. Alors que le papier pulvérisé avec de l'eau ne s'est plus gondolé après 24 heures, le processus s'est poursuivi pendant une semaine avec du papier pulvérisé avec le mélange eau-glycérol. La raison en est que le glycérol, qui contrairement à l'eau ne s'évapore qu'à très haute température, a migré lentement mais régulièrement de la face pulvérisée du papier vers l'autre face.
Papier séparé en fines couches
Les chercheurs ont pu démontrer ce processus en divisant les échantillons de papier en fines couches et en déterminant leur teneur respective en glycérol. Ils ont constaté que le glycérol diminuait continuellement dans les couches supérieures pulvérisées et augmentait dans les couches inférieures. Le glycérol, comme l'eau, faisant gonfler les fibres de cellulose, le volume des différentes couches de papier a changé au cours de la période de test. Les couches proches du côté pulvérisé ont rétréci, tandis que les couches plus profondes ont gonflé. Le résultat visible était que le papier s'est gondolé, et cela de manière continue pendant une semaine.
Remplacer le glycérol par d'autres solvants
« Pour résoudre le problème, le glycérol pourrait être remplacé par d’autres solvants. Mais ce n'est pas si simple, car le glycérol confère à l'encre pour jet d'encre des propriétés importantes qui la rendent adaptée à l'impression à jet d'encre », explique Ulrich Hirn. Alternativement, le verso du papier pourrait également être imprimé ou traité avec une quantité appropriée de glycérol.
Les résultats sont basés sur des travaux effectués au laboratoire Christian Doppler pour le gonflement des fibres et la performance du papier, dans lesquels, outre la TU Graz, les sociétés Kelheim Fibres, Mondi Uncoated Fine & Kraft Paper, Canon Production Printing et SIG Combibloc Systems ont été impliquées. .
