Αν και το χαρτί είναι πιο φιλικό προς το περιβάλλον υλικό συσκευασίας από το πλαστικό, συχνά μολύνεται με πρόσθετα, όπως οι κόλλες που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ασφαλούς σφράγισης. Αυτό περιπλέκει τη διαδικασία ανακύκλωσης και μειώνει την ποιότητα του ανακυκλωμένου χαρτιού. Τώρα, Γερμανοί ερευνητές σε τέσσερα Ινστιτούτα Fraunhofer έχουν αναπτύξει μια εναλλακτική διαδικασία που μπορεί να σφραγίσει χάρτινες συσκευασίες χωρίς κόλλα ή πλαστικό χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που περιλαμβάνει λέιζερ μονοξειδίου του άνθρακα.
Το νέο σύστημα, που τώρα ονομάζεται Project Papure, αξιοποιεί την τεχνογνωσία των Ινστιτούτων Fraunhofer, καθένα από τα οποία εστιάζει σε τομείς όπως η έρευνα πολυμερών, η μηχανική και η συσκευασία και οι τεχνολογίες δέσμης λέιζερ. Το πρώτο βήμα της νέας διαδικασίας σφράγισης περιλαμβάνει την ανάλυση της χημικής σύνθεσης και του σχήματος διαφορετικών τύπων χαρτιού με τη χρήση τεχνικών όπως η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και η φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίου ακτίνων Χ για να προσδιοριστεί εάν μπορούν να σφραγιστούν χωρίς πρόσθετο. Οι ποσότητες συστατικών όπως ημικυτταρίνη, κυτταρίνη, λιγνίνη, τάλκης και ανθρακικό ασβέστιο που υπάρχουν στο χαρτί μπορούν να επηρεάσουν την αντοχή των σφραγίδων της τελικής συσκευασίας.
Μόλις εγκριθεί ο τύπος του χαρτιού, ακτινοβολείται με λέιζερ CO2 σε μια ελεγχόμενη διαδικασία που θερμαίνει γρήγορα την επιφάνειά του, μετατρέποντας τη λιγνίνη, την ημικυτταρίνη και την κυτταρίνη σε ενώσεις βραχείας αλυσίδας. Από εκεί, αυτά που οι ερευνητές αποκαλούν «τήκιμα προϊόντα διαίρεσης» παραμένουν στην επιφάνεια του χαρτιού και λειτουργούν σαν φυσική κόλλα, δημιουργώντας μια αεροστεγή σφράγιση όταν εφαρμόζεται θερμότητα και πίεση. Οι ερευνητές εξακολουθούν να ρυθμίζουν με ακρίβεια διάφορες παραμέτρους του έργου Papure, συμπεριλαμβανομένης της έντασης του λέιζερ και του σχεδιασμού των ραφών του χαρτιού, για να μεγιστοποιήσουν την αντοχή των δεσμών. Αλλά στις τρέχουσες δοκιμές, διαπίστωσαν ότι η σφράγιση, η οποία έχει μόνο 2 cm πλάτος και 3 mm πλάτος, είναι αρκετά ισχυρή για να αντέξει ένα φορτίο 44 λιβρών.
Οι ερευνητές έχουν ήδη κατασκευάσει μια «εργαστηριακή μονάδα παραγωγής για επεξεργασία χαρτιού» ικανή να παράγει το επίπεδο σχέδιο τετράπλευρης χάρτινης σακούλας που χρησιμοποιείται συνήθως σήμερα από εταιρείες όπως η Lego. Εργάζονται επίσης για να απλοποιήσουν και να μειώσουν τον σχεδιασμό των μονάδων λέιζερ και σφραγίδων και να ενσωματώσουν συστήματα μέτρησης που μπορούν να αξιολογήσουν την ποιότητα των σφραγίδων που παράγονται και να προσαρμόσουν αυτόματα διάφορες ρυθμίσεις για να εξασφαλίσουν ότι πληρούν έναν συγκεκριμένο στόχο αντοχής δεσμού. Μέχρι το τέλος Σεπτεμβρίου 2026, στόχος τους είναι η πιλοτική μηχανή να παράγει 10 πακέτα ανά λεπτό.
Σύνδεσμος πηγής: www.theverge.com