یک فرآیند تولید جدید از لیزر برای مهر و موم کردن بسته بندی های کاغذی به جای چسب استفاده می کند

اگرچه کاغذ یک ماده بسته بندی سازگار با محیط زیست نسبت به پلاستیک است، اما اغلب با مواد افزودنی مانند چسب هایی که برای ایجاد مهر و موم ایمن استفاده می شود، آلوده می شود. این امر فرآیند بازیافت را پیچیده می کند و کیفیت کاغذ بازیافتی را کاهش می دهد. اکنون، محققان آلمانی از چهار موسسه Fraunhofer فرآیند جایگزینی را توسعه داده‌اند که می‌تواند بسته‌بندی کاغذی را بدون چسب یا پلاستیک با استفاده از فرآیندی شامل لیزر مونوکسید کربن مهر و موم کند.

سیستم جدید که در حال حاضر پروژه پاپور نامیده می شود، از تخصص موسسات فراونهوفر بهره می برد که هر یک از آنها بر حوزه هایی مانند تحقیقات پلیمری، مهندسی و بسته بندی، و فناوری های پرتو لیزر تمرکز دارند. اولین مرحله از فرآیند جدید آب بندی شامل تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی و مورفولوژی انواع مختلف کاغذ با استفاده از تکنیک هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس برای تعیین اینکه آیا می توان آنها را بدون افزودنی آب بندی کرد یا خیر. مقادیر موادی مانند همی سلولز، سلولز، لیگنین، تالک و کربنات کلسیم در کاغذ می تواند بر استحکام مهر و موم بسته بندی نهایی تأثیر بگذارد.

پس از تایید، درجه کاغذ با لیزر CO در یک فرآیند کنترل شده تابش می شود که به سرعت سطح را گرم می کند و لیگنین، همی سلولز و سلولز را به ترکیبات با زنجیره کوتاه تبدیل می کند. از آنجا، آنچه محققان «محصولات برش قابل ذوب» می‌نامند، روی سطح کاغذ باقی می‌مانند و مانند یک چسب طبیعی عمل می‌کنند و در هنگام اعمال گرما و فشار، یک مهر و موم بدون هوا ایجاد می‌کنند. محققان هنوز در حال تنظیم دقیق پارامترهای مختلف پروژه Papure، از جمله شدت لیزر و طراحی اتصال کاغذ، برای به حداکثر رساندن استحکام باند هستند. اما در آزمایش‌های فعلی، آن‌ها دریافتند که یک واشر ۲ سانتی‌متری با عرض ۳ میلی‌متر به اندازه‌ای قوی است که بتواند بار ۴۴ پوندی را تحمل کند.

محققان قبلاً یک «واحد تولید پردازش کاغذ مدولار در مقیاس آزمایشگاهی» ساخته‌اند که قادر به تولید یک کیسه کاغذی تخت چهار طرفه است که امروزه معمولاً توسط شرکت‌هایی مانند لگو استفاده می‌شود. آنها همچنین در تلاش برای ساده‌سازی و کاهش طراحی لیزر و ماژول‌های آب‌بندی و یکپارچه‌سازی سیستم‌های اندازه‌گیری هستند که می‌توانند کیفیت مهر و موم‌های تولید شده را ارزیابی کنند و تنظیمات مختلف را به‌طور خودکار تنظیم کنند تا اطمینان حاصل شود که به یک هدف استحکام باند خاص دست می‌یابند. تا پایان سپتامبر 2026، هدف این است که دستگاه پایلوت 10 بسته در دقیقه تولید کند.