Lasery mění papír v lepidlo: Němečtí vědci vyvinuli ekologické balení bez plastů

Papír je sice ekologičtější obalový materiál než plast, ale jeho recyklaci často komplikují přísady, jako jsou lepidla používaná k jeho utěsnění. Tyto přísady snižují kvalitu recyklovaného papíru.

Papír je sice ekologičtější obalový materiál než plast, ale jeho recyklaci často komplikují přísady, jako jsou lepidla používaná k jeho utěsnění. Tyto přísady snižují kvalitu recyklovaného papíru. Němečtí výzkumníci ze čtyř institutů Fraunhofer však nyní vyvinuli alternativní proces, který dokáže utěsnit papírové obaly bez lepidla nebo plastu, a to pomocí laseru na bázi oxidu uhelnatého.

Nový systém, nazvaný projekt Papure, využívá odborných znalostí Fraunhoferových institutů v oblastech výzkumu polymerů, strojírenství a balení a laserových technologií. Prvním krokem procesu je analýza chemického složení a morfologie různých typů papíru, aby se zjistilo, zda je lze utěsnit bez přísad. Množství složek, jako je hemicelulóza, celulóza, lignin, mastek a uhličitan vápenatý v papíru, může ovlivnit pevnost výsledných spojů.

Jakmile je typ papíru schválen, je řízeným procesem ozářen CO laserem, který rychle zahřeje jeho povrch. Tím se lignin, hemicelulóza a celulóza přemění na sloučeniny s krátkým řetězcem. Tyto „tavitelné štěpné produkty“ zůstanou na povrchu papíru a působí jako přírodní lepidlo, které při aplikaci tepla a tlaku vytvoří pevný spoj. Vědci stále dolaďují různé parametry projektu Papure, včetně intenzity laseru a designu papírového spoje, aby maximalizovali pevnost vazby. Současné testy však ukázaly, že 2 cm dlouhý a pouhé 3 mm široký spoj je dostatečně pevný, aby udržel zátěž 20 kilogramů.

Výzkumníci již sestavili „laboratorní modulární výrobní jednotku pro zpracování papíru“, která dokáže vyrobit plochý, čtyřstranný papírový sáček, běžně používaný například společnostmi jako Lego. Pracují také na zefektivnění a zmenšení designu laserových a těsnicích modulů a na integraci měřicích systémů, které dokážou posoudit kvalitu vyráběných spojů a automaticky upravit různá nastavení, aby zajistily splnění cílové pevnosti. Jejich cílem je, aby pilotní stroj do konce září vyrobil 10 balení za minutu.