Một quy trình sản xuất mới sử dụng laser để niêm phong bao bì giấy thay vì keo

Mặc dù giấy là vật liệu đóng gói thân thiện với môi trường hơn nhựa, nhưng nó thường bị nhiễm các chất phụ gia, chẳng hạn như chất kết dính được sử dụng để tạo ra một con dấu an toàn. Điều đó làm phức tạp quá trình tái chế và làm giảm chất lượng giấy tái ch. Giờ đây, các nhà nghiên cứu Đức tại bốn viện Fraunhofer đã phát triển một quy trình thay thế có thể niêm phong bao bì giấy không có keo hoặc nhựa sử dụng laser carbon monoxide.

Hệ thống mới, hiện được gọi là dự án Papure, tận dụng chuyên môn của các viện Fraunhofer, mỗi viện tập trung vào các lĩnh vực như nghiên cứu polymer, kỹ thuật và đóng gói cũng như công nghệ chùm tia laser. Bước đầu tiên của quy trình niêm phong mới liên quan đến việc phân tích thành phần hóa học và hình thái của các loại giấy khác nhau bằng các kỹ thuật như kính hiển vi điện tử quét và quang phổ quang điện tử tia X để xác định xem chúng có thể được niêm phong mà không cần chất phụ gia hay không. Lượng thành phần như hemicellulose, cellulose, lignin, talc và canxi cacbonat trong giấy có thể ảnh hưởng đến độ bền của niêm phong bao bì cuối cùng.

Sau khi một loại giấy được phê duyệt, nó được chiếu xạ bằng laser CO trong một quy trình được kiểm soát làm nóng nhanh bề mặt của nó, chuyển đổi lignin, hemicellulose và cellulose thành các hợp chất chuỗi ngắn. Từ đó, cái mà các nhà nghiên cứu gọi là sản phẩm phân tách dễ nóng chảy “” vẫn còn trên bề mặt giấy và hoạt động giống như một loại keo tự nhiên, tạo ra lớp bịt kín khi tác dụng nhiệt và áp suất. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tinh chỉnh các thông số khác nhau của dự án Papure, bao gồm cường độ laser và thiết kế đường may giấy, để tối đa hóa độ bền liên kết. Nhưng trong thử nghiệm hiện tại, họ đã phát hiện ra rằng một con dấu 2cm mà chỉ rộng 3 mm là đủ mạnh để hỗ trợ tải trọng 44 pound.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một đơn vị sản xuất chế biến giấy mô-đun quy mô phòng thí nghiệm “” có khả năng sản xuất một thiết kế túi giấy phẳng, bốn mặt mà ngày nay thường được sử dụng bởi các công ty như Lego. Họ cũng đang làm việc để hợp lý hóa và thu nhỏ thiết kế của các mô-đun laser và niêm phong và để tích hợp các hệ thống đo lường có thể đánh giá chất lượng của các con dấu được sản xuất và tự động điều chỉnh các cài đặt khác nhau để đảm bảo chúng đáp ứng mục tiêu cường độ liên kết cụ th. Đến cuối tháng 9, mục tiêu của họ là máy thí điểm sản xuất 10 gói mỗi phút.