Onderzoekers in Duitsland hebben een nieuw productieproces ontwikkeld waarbij gebruik wordt gemaakt van lasers om papieren verpakkingen te verzegelen, waardoor traditionele lijmen overbodig worden. Deze innovatie pakt een belangrijk milieuprobleem met papieren verpakkingen aan: vervuiling door lijm en plastic die de recyclinginspanningen belemmeren en de kwaliteit van gerecycled materiaal aantasten. Het project, genaamd Papure, maakt gebruik van de gecombineerde expertise van vier Fraunhofer-instituten die gespecialiseerd zijn in materiaalkunde, lasertechnologie en verpakkingstechniek.
Hoe het werkt: de wetenschap achter laserafdichting
Het proces begint met een gedetailleerde analyse van de papiersamenstelling. Met behulp van technieken als elektronenmicroscopie en spectroscopie identificeren wetenschappers papiersoorten die geschikt zijn voor laserafdichting. Het kernprincipe is het bestralen van het papier met een koolmonoxidelaser. Door deze snelle verhitting worden natuurlijke verbindingen op houtbasis – lignine, hemicellulose en cellulose – omgezet in ‘smeltbare splitsingsproducten’. Deze fungeren als een natuurlijke lijm en vormen sterke afdichtingen wanneer hitte en druk worden uitgeoefend.
Het belangrijkste voordeel is dat er geen vreemde stoffen worden geïntroduceerd, waardoor het eindproduct volledig recyclebaar is zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit van gerecyclede materialen. Onderzoekers optimaliseren momenteel de laserintensiteit en naadontwerpen om de hechtsterkte te maximaliseren. Uit huidige tests blijkt dat een smalle afdichting van 3 mm meer dan 44 pond kan bevatten.
Van laboratorium tot productie: de pilotmachine
Het team heeft al een productie-eenheid op laboratoriumschaal gebouwd die standaard vierzijdige papieren zakken kan produceren, vergelijkbaar met die gebruikt door bedrijven als Lego. De focus ligt nu op het miniaturiseren van de lasermodules en het integreren van realtime kwaliteitscontrolesystemen.
Eind september wil de pilotmachine 10 verpakkingen per minuut produceren, wat de schaalbaarheid voor industriële toepassingen aantoont. Deze technologie heeft het potentieel om afval aanzienlijk te verminderen en de duurzaamheid van papieren verpakkingen in verschillende industrieën te verbeteren.
Deze laserlasmethode vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van milieuvriendelijkere verpakkingsoplossingen en biedt een haalbaar alternatief voor traditionele lijmen, terwijl de hoge structurele integriteit behouden blijft.
