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 uma vedação segura. Isto complica o processo de reciclagem e reduz a qualidade do papel reciclado. Atualmente, pesquisadores alemães de quatro institutos Fraunhofer estão Desenvolvemos um processo alternativo que pode selar embalagens de papel Usamos um processo baseado em laser de monóxido de carbono e sem cola ou plástico.
O novo sistema, agora denominado “projeto Papure”, aproveita a experiência do Instituto Fraunhofer, que se concentra em áreas como pesquisa de polímeros, engenharia e embalagem, e tecnologia de feixe laser. A primeira etapa do novo processo de selagem utiliza técnicas como microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoelétrons de raios X para analisar a composição química e a morfologia de diferentes tipos de papel para determinar se eles podem ser selados sem aditivos. A quantidade de componentes como hemicelulose, celulose, lignina, talco e carbonato de cálcio no papel pode influenciar a resistência da vedação final da embalagem.
Uma vez aprovado o tipo de papel, um laser de CO2 é aplicado em um processo controlado para aquecer rapidamente a superfície e converter a lignina, a hemicelulose e a celulose em compostos de cadeia curta. A partir daí, o que os pesquisadores chamam de “produto de clivagem fusível” permanece na superfície do papel e age como uma cola natural, formando uma vedação hermética quando calor e pressão são aplicados. Os pesquisadores ainda estão ajustando vários parâmetros do projeto PaPure, incluindo a resistência do laser e o design da costura do papel, para maximizar a resistência da união. No entanto, os testes atuais mostraram que uma vedação de 2 cm com apenas 3 mm de largura é forte o suficiente para suportar uma carga de 44 libras.
Os pesquisadores já construíram uma “unidade modular de fabricação de processamento de papel em escala de laboratório” que pode produzir os designs planos de sacolas de papel de quatro lados agora comumente usados por empresas como a Lego. Também estamos trabalhando na integração de sistemas de medição que podem agilizar e reduzir projetos de laser e módulos de vedação, avaliar a qualidade da vedação durante a fabricação e ajustar automaticamente várias configurações para garantir que metas específicas de resistência de união sejam atendidas. A meta é produzir 10 embalagens por minuto na máquina piloto até o final de setembro de 2026.
