Ұзақ уақыт бойы пластик өзінің тығыздығын қамтамасыз ету қабілетінің арқасында, тіпті қағаз бұйымдарында да, орау материалдары арасында алмастырылмас болып келді. Қағазды сенімді түрде герметизациялау үшін дәстүрлі түрде желімдер немесе пластик қабаттар қолданылды. Алайда, ғалымдар бұл компоненттерден бас тартуға мүмкіндік беретін технология әзірледі.

Қағаз орамасының герметизация мәселесі

Пластикті қағаз орамасымен алмастыру арқылы оның қолданылуын азайтуға бағытталған күш-жігерге қарамастан, пластик әлі де герметиканы қамтамасыз ету үшін қажет. Қағаздың құрылымы кеуекті, ол ауа өткізеді және сұйықтықтардың ағып кетуіне жол береді, сондықтан қосымша қорғаныссыз өнімдер мен химикаттарды сақтау үшін жеткілікті сенімді емес.

Сондықтан азық-түлік пен тұрмыстық химияға арналған қағаз орамалардың көпшілігінде пластик элементтер бар. Мысалы, сүт пен шырынға арналған картон қораптар полиэтиленмен қапталған, печенье мен чипстерге арналған қағаз пакеттер термиялық жабыстырылатын пластик пленкалармен, сондай-ақ кофе стақандары мен тағамға арналған қораптар пластик тігістермен немесе қаптамалармен жабдықталған. Пластиктің болуы мұндай орамаларды қайта өңдеуді қиындатады және олардың биологиялық ыдырауын төмендетеді.

Герметикалық орама жасаудың жаңа тәсілі

Бұл мәселені шешу үшін Германиядағы Фраунгофер қоғамының ғылыми-зерттеу институттары PAPURE жобасында бірікті. Жобаның мақсаты – желімсіз және пластиксіз орама жасауға мүмкіндік беретін лазерлік қыздыру процесін әзірлеу.

Көпсатылы процесс

Процесс әртүрлі қағаз түрлерінің термиялық өңдеуге жарамдылығын талдаудан басталады. Қағаздың желімдік қасиеттеріне әсер ететін биоцеллюлоза, оның ішінде гемицеллюлоза, целлюлоза және лигниннің құрамы бағаланады. Сондай-ақ, тігістердің беріктігіне теріс әсер етуі мүмкін бейорганикалық қосылыстар – тальк пен кальций карбонатының болуы зерттеледі.

Лазерлік өңдеу

Негізгі инновация – қағаздың бетін өңдеу үшін CO-лазерін қолдану. Лазер қағазды тез қыздырып, лигнин, гемицеллюлоза және целлюлозаны қысқа тізбекті қосылыстарға айналдырады. Нәтижесінде, бетінде балқитын ыдырау өнімі түзіледі, ол жылу мен қысым әсерінен герметиканы қамтамасыз етеді.

Осылайша, технология қағаздың ішкі биокомпоненттерін синтетикалық материалдар қоспай-ақ, термиялық жабыстыруға жарамды желімге ұқсас зат жасау үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

Герметизациялау жүйелерін әзірлеу

Лазерлік өңдеумен қатар, өңделген қағазға арналған герметизациялау жүйелері де әзірленуде. Материалдың қасиеттері, лазердің параметрлері және балқитын өнімдердің сипаттамалары тігістің беріктігі мен герметикасын оңтайландыру үшін зерттеледі. Негізгі параметрлер – уақыт, температура, қысым және құралдың геометриясы.

Нәтижелер мен болашағы

Зерттеулер жаңа қосылыстардың жоғары беріктігін көрсетті: ұзындығы 2 см және ені 3 мм тігіс 20 кг-ға дейінгі жүктемеге төтеп береді. Орау үшін қолданылатын төртбұрышты жалпақ пакеттерді шығара алатын зертханалық модульдік өндірістік қондырғы жасалды. Бұл қондырғыны қолданыстағы өндірістік желілерге оңай біріктіруге болады, бұл кәсіпорындарға пластиксіз экологиялық таза орамаға көшуге мүмкіндік береді.