ابتكار تغليف ورقي بدون مواد لاصقة باستخدام الليزر.. قابل لإعادة التدوير
الليزر يحل مشكلة الغراء في تغليف الورق ويعزز الاستدامة
مع تزايد اعتماد المستهلكين على التغليف الورقي كبديل مستدام للبلاستيك، يواجه المصنعون تحديًا كبيرًا: إغلاق العبوات الورقية عادةً ما يتطلب مواد لاصقة أو إضافات بلاستيكية، مما يقلل من جودة الورق المعاد تدويره ويعقد عملية إعادة التدوير.
مشروع PAPURE للتغليف بدون لاصق
في إطار مشروع PAPURE، تتعاون عدة معاهد تابعة لـ Fraunhofer لتطوير عملية لإغلاق الورق دون أي مواد إضافية، تعتمد التقنية على معالجة سطح الورق بالليزر
المعاهد المشاركة تشمل:
- – Fraunhofer IAP تحليل المواد الورقية وتحديد خصائصها اللاصقة
- Fraunhofer IWS تعديل سطح الورق باستخدام الليزر
- Fraunhofer IVV تطوير نظام الختم الحراري
- Fraunhofer IWU إنشاء وحدة إنتاج تجريبية تحاكي الإنتاج الصناعي
خصائص الورق تؤثر على جودة الختم
درس الباحثون أنواع الورق المختلفة (مطلي وغير مطلي، كرتون، ورق طباعة) لتحديد مدى ملاءمتها للإغلاق بدون إضافات.
وُجد أن محتوى السليلوز، الهيميسليلوز، واللينين يؤثر بشكل كبير على خصائص الالتصاق. كما أن الأوراق السميكة والأقل احتواءً على مركبات غير عضوية مثل التلك والكربونات، أثبتت أفضلية في الختم الحراري.
الليزر يولد “لاصقًا طبيعيًا”
في خطوة مبتكرة، يستخدم الباحثون ليزر أكسيد الكربون (CO laser) لتسخين سطح الورق، مما يحول مكوناته الأساسية إلى مركبات قصيرة السلسلة قابلة للانصهار.
هذه المركبات تعمل كلاصق طبيعي عند الضغط والحرارة. قال فولكر فرانكه، مدير مجموعة الليزر في Fraunhofer IWS “باستخدام الليزر، نصنع منتجات تفاعلية شبيهة بالسكر تحل محل الغراء الصناعي.”
قوة الختم تحدد جودة العبوة
يعمل فريق Fraunhofer IVV على تطوير نظام الختم المناسب لمعالجة الورق المعالج بالليزر، مع مراعاة خصائص المواد، ومعلمات الليزر، وخصائص المنتجات التفاعلية لضمان قوة الختم ومنع التسرب.
اختبارات الميكانيكا، مثل اختبار القص واختبار T-peel، أظهرت قدرة على رفع 20 كجم باستخدام ختم صغير يبلغ 2 سم × 3 مم.
التكامل مع الإنتاج الصناعي
في Fraunhofer IWU بدريسدن، تُطور وحدة إنتاج تجريبية بحجم مختبري لتقليد عملية إنتاج أكياس ورقية بأربعة جوانب في عملية مستمرة من نوع roll-to-roll. يتم أولًا معالجة الورق بالليزر، ثم يُدمج مع ورقة ثانية ويتم ختمه بالحرارة والضغط قبل قصه لتشكيل العبوات.
نظام مستقبلي لمراقبة جودة الختم سيمكن من تعديل معلمات الليزر والختم في الوقت الفعلي لضمان ثبات الجودة.
العرض العملي في Interpack 2026
يُخطط الباحثون لعرض التطبيقات العملية لهذه التقنية في معرض Interpack 2026 من 7 إلى 13 مايو في دوسلدورف.
تُظهر الوحدة التجريبية أن النظام يمكن دمجه بسهولة في خطوط الإنتاج الحالية، مما يمكّن الشركات من تبني التغليف الأخضر المستدام وتعزيز موقعها في السوق.
