Embora o papel seja um material de embalagem mais ecológico do que o plástico, muitas vezes está contaminado com aditivos, como adesivos usados para criar selos seguros. Isto complica o processo de reciclagem e reduz a qualidade do papel reciclado. Agora, quatro pesquisadores alemães dos Institutos Fraunhofer Um processo alternativo desenvolvido para selar embalagens de papel Nenhuma cola ou plástico é necessária para usar o laser de monóxido de carbono.
O novo sistema, atualmente conhecido como Projeto Papure, baseia-se na experiência dos institutos Fraunhofer, cada um deles focado em áreas como pesquisa de polímeros, engenharia e embalagem, e tecnologia de feixe laser. A primeira etapa do novo processo de selagem envolve o uso de técnicas como microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoelétrons de raios X para analisar a composição química e a morfologia de vários tipos de papel para determinar se eles podem ser selados sem o uso de aditivos. O conteúdo de componentes como hemicelulose, celulose, lignina, talco e carbonato de cálcio no papel afeta a resistência do selo final da embalagem.
Uma vez aprovado o tipo de papel, ele é irradiado com lasers de CO em processo controlado, aquecendo rapidamente sua superfície e convertendo lignina, hemicelulose e celulose em compostos de cadeia curta. A partir daí, o que os pesquisadores chamam de “produtos de clivagem fusíveis” permanecem na superfície do papel, agindo como cola natural para formar uma vedação hermética quando calor e pressão são aplicados. Os pesquisadores ainda estão ajustando vários parâmetros do projeto Papure, incluindo a intensidade do laser e o design da costura do papel, para maximizar a resistência da união. Mas nos testes atuais, eles descobriram que uma vedação de 2 centímetros e apenas 3 milímetros de largura era suficiente para suportar uma carga de 44 libras.
Os pesquisadores construíram um “dispositivo modular de processamento e fabricação de papel em escala de laboratório” capaz de produzir o design plano de saco de papel de quatro lados agora comumente usado por empresas como a Lego. Eles também estão trabalhando para simplificar e reduzir o design de módulos de laser e de vedação e integrar sistemas de medição que possam avaliar a qualidade dos selos produzidos e ajustar automaticamente várias configurações para garantir que atendam às metas específicas de resistência de união. Até o final de setembro, a meta é que a máquina piloto produza 10 embalagens por minuto.
