Bien que l’humanité utilise le papier depuis au moins 2 000 ans, celui-ci nous réserve encore un ou deux mystères. Par exemple, on ne savait pas pourquoi le papier imprimé sur une seule face à l'aide de l'impression à jet d'encre commençait à se recourber après quelques heures, voire quelques jours, même s'il était plat après l'impression et le séchage.
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. La recherche est publiée dans la revue Materials &Design .
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 des températures très élevées, a migré lentement mais régulièrement de la face pulvérisée du papier vers l'autre face.
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.
"Pour résoudre le problème, le glycérol pourrait être remplacé par d'autres solvants. Cependant, 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 peut également être imprimé ou traité avec une quantité appropriée de glycérol.
Plus d'informations : Alexander Maass et al, Gondolage à long terme du papier d'impression dû à la migration des solvants d'encre, Matériaux et conception (2023). DOI :10.1016/j.matdes.2023.112593
Fourni par l'Université de technologie de Graz
