Параметры коробок из гофрокартона
Наши изделия из гофрокартона
Оборудование для производства гофрокартона
О гофрокартоне
Гофрированный картон представляет собой многослойный материал, получаемый путем склеивания между собой чередующихся плоских и гофрированных слоев.
Рис 1.
Рис 2.
История использования гофрированного картона насчитывает более ста лет. Появление гофрированного картона было связано с необходимостью создания не просто упаковочного материала, а материала, обеспечивающего защиту товара от механических воздействий.
Возможность применения гофрированной бумаги для упаковки впервые была определена американцем, Альбертом Джонсоном, который искал подходящий материал для упаковки стеклянных колб и бутылок. Первый патент на использование этого нового материала для упаковки был зарегистрирован 19 декабря 1871г. Через десятилетие, в 1881 г в США была выпущена первая машина с механическим приводом для изготовления двухслойного гофрокартона и сматывания его в рулоны.
Первая машина для гофрирования бумаг была очень примитивна. Ее рифленые валы, для изготовления которых были использованы два старых пушечных ствола, приводились в движение вручную. Их нагрев, первоначально осуществлявшийся газом через газовые горелки, в связи с частым загоранием бумаги был вскоре заменен паровым обогревом. Длина пушечных валов составляла 660 мм и длительное время являлась определяющим размером ширины выпускаемого гофрированного картона и бумаги.
Изготовление оборудования для производства гофрированного картона первоначально производилось в небольших мастерских, а в дальнейшем на крупных машиностроительных предприятиях разных фирм, частично или полностью специализировавшихся на изготовлении нового типа оборудования.
Для переработки листов гофрированного картона в заготовки ящиков первоначально использовались имевшиеся картонажные и переплетные машины, тем более что ширина полотна гофрированного картона составляла первоначально 660 мм, увеличившись впоследствии до 850-1000 мм, а изготовлявшиеся картонные ящики имели малые размеры и, следовательно, машин с большой рабочей шириной не требовалось. Это были рилевочно-резательные машины, рубильные машины и др. Для вырезки прорезей использовались дисковые пилы.
Наряду с этим происходило и совершенствование гофрировальных машин, приведшее к созданию гофрировального агрегата, включающего все процессы от размотки рулонов картона и бумаги до получения трех-, пяти- и семислойного гофрированного картона в листах и двухслойного в рулонах. Одновременно увеличивалась и рабочая скорость гофрирования. Если в 1895 г максимальная скорость гофрирования составляла 3 м/мин, то в 1910 г она составила 10, в 1920 г 20-25, в 1930 г достигла 100 м/мин.
Повышение скорости гофроагрегата свыше 60 м/мин долго тормозилось тем, что для поперечной отрезки листов гофрированного картона в состав агрегатов была включена резательная машина гильотинного типа, что вызывало постоянную задержку полотна гофрированного картона при отрезании каждого выходящего листа. Совершенствование этого узла агрегата привело в 1940 г к выпуску непрерывнодействующей поперечно-резательной машины, являющейся прототипом современных машин.
Несмотря на значительные изменения, современная гофротара не сильно отличается от первых ее образцов. Именно благодаря несложной конструкции гофрокартон остается наиболее выгодным современным упаковочным материалом, из которого можно создавать тару любой конфигурации, прочности и отделки. Более того, гофрированный картон является одним из самых экологически чистых упаковочных материалов.
Кроме относительной простоты изготовления, гофрокартон отличается своей универсальностью. Этот материал востребован во многих сферах промышленности, так как именно его выбирают для упаковки своей продукции производители продуктов питания, ликероводочной продукции, бытовой и оргтехники, канцелярских товаров и так далее. Таким образом, можно с полной уверенностью сказать, что гофрированный картон занимает огромную нишу на рынке упаковочных материалов.
В наше время производство гофрированного картона стало непрерывным процессом. Скорость современных гофрировальных агрегатов достигает 200 м/мин. В соответствии с техническими характеристиками гофрокартон можно подразделять по многим основаниям3:
- тип гофры;
- тип лайнера;
- цвет лайнера;
- количество слоев;
- области применения;
Тип гофры.
Характерный признак гофрированного картона - наличие гофрированного (волнообразного) слоя. Гофрированный картон получается путем склеивания одного или нескольких слоев гофрированной (волнообразной) бумаги с одним или несколькими слоями плоского картона.Определяющими показателями, характеризующими виды гофров, являются:
высота гофра, h;
шаг гофра, t.
Также, реже, используется еще один показатель видов гофры - количество гофров на 1 погонный метр гофрированного полотна.
Рис 3.
Высотой гофры является расстояние между нижней и верхней ее точкой. Шагом гофры - расстояние между двумя соседними верхними точками гофры. Определенное сочетание показателей (высоты и шага гофры) называется профилем.
Таким образом, гофрокартон можно классифицировать по следующим группам:
- гофрокартон с профилем О, N, F, E, B, C, A, K, D.
В таблице представлены характеристики профилей наиболее часто используемых:
| Профиль | Высота | Шаг | Количество гофров на 1 пог. м гофрированного полотна |
| E | 1,1 - 1,6 мм | 3,2 - 3,6 мм | 295 - 315 |
| B | 2,2 - 3,2 мм | 4,5 - 6,5 мм | 160 - 222 |
| C | 2,2 - 4,4 мм | 6,5 - 8 мм | 125 - 155 |
Табл 1.
Как видно из таблицы, профиль С является наиболее крупным со средней высотой 3,66 мм и шагом 7,95 мм. Наиболее мелким профилем является профиль Е с параметрами высоты и ширины гофры – 1,16 мм и 3,50 мм, соответственно. Чем меньше параметры высоты и ширины гофры по определенному профилю, тем большее количество гофров умещается на 1 погонном метре гофрокартона. Параметры гофров определенного профиля не являются четко заданным показателям и могут колебаться в определенных пределах.
В соответствии с профилями гофрокартона отдельно необходимо остановится на микрогофрокартоне, который традиционно выделяется в среде гофрированных картонов. В настоящий момент в России распространен микрогофрокартон с профилем Е. Буквенное обозначение Е ведет свою историю от первоначального наименования марки микрогофрокартона «Элита» (Elite), производство которого было налажено в США. Большое количество гофров на погонный метр микрогофрокартона позволяет получить ровную поверхность и высокую плоскостную жесткость.
В сравнении с прочими сортами упаковочного картона микрогофрокартон при толщинах, близких к обычному картону, обладает целым рядом преимуществ:
коробка получается легкой, но достаточно прочной, лучше защищает находящийся внутри товар, а благодаря многослойности меньше повреждается;
идеально подходит для упаковки как крупных, так и небольших по размерам товаров, например, в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности; «микроволны» позволяют создавать даже очень маленькие коробки, для получения таких же коробок из обычного картона пришлось бы брать тонкие сорта (склеить маленькую коробку из толстого картона сложно), при этом коробка из обычного тонкого картона выглядит не очень презентабельно и к тому же легко деформируется;
конструктивные возможности микрогофрокартона позволяют создавать практически шедевры в упаковке; эти же возможности можно использовать в создании малых рекламных форм и конструкций (P.O.S. - материалов), вплоть до витрин и дисплеев для размещения товаров в супермаркетах.
Количество слоев.
Гофрокартон относится к многослойным материалам, и его толщина определяется количеством слоев лайнеров и бумаги для гофрирования. В зависимости от данных параметров различают следующие основные виды гофрокартона:
- двухслойный гофрокартон;
- трехслойный гофрокартон;
- четырёхслойный гофрокартон;
- пятислойный гофрокартон;
- семислойный гофрокартон.
Трехслойный гофрированный картон - состоит из внутреннего и наружного лайнера с одним гофрированным слоем. Этот вид гофрокартона изготовляется только в листах. В России наиболее популярен трёхслойный гофрокартон с профилем: С, В, Е.
Четырехслойный гофрированный картон – это сочетание одного наружного и одного внутреннего лайнера и двух гофрированных сред. Этот вид гофрокартона изготавливается в листах и используется, как правило, для каширования. В России наиболее популярен четырёхслойный гофрокартон с профилем С+Е.
Пятислойный гофрированный картон - состоит из двух наружных лайнеров, двух гофрированных сред и одного внутреннего лайнера. В России наиболее популярен пятислойный гофрокартон со следующим сочетанием профилей: С+В, В+Е, реже В+В и Е+Е.
Семислойный гофрированный картон состоит из трех гофрированных, двух плоских наружных и двух плоских внутренних слоев.
В соответствии с ГОСТ 7376-89 различаются следующие марки гофрированного картона:
Д - двухслойный, состоящий из одного плоского и одного гофрированного слоев;
Т - трехслойный, состоящий из двух плоских и одного гофрированного слоя;
П - пятислойный, состоящий из трех плоских (двух наружных и одного внутреннего) и двух гофрированных слоев.
В дальнейшем данные марки подразделяются на следующие подгруппы:
- трехслойный гофрокартон: Т 11, Т 12, Т 13, Т 14, Т 15.
- трехслойный гофрокартон: Т 21, Т 22, Т 23, Т 24, Т 25, Т 26, Т 27.
- пятислойный гофрокартон: П 31, П 32, П 33, П 34, П 35, П 36, П 37.
По типу лайнера гофрокартон можно классифицировать на гофрокартон с использованием:
- крафт-лайнера;
- тест-лайнера;
- топ-лайнера.
По цвету лайнера гофрокартон можно классифицировать на гофрокартон с использованием лайнера:
- белого цвета;
- бурого цвета;
- облачного цвета;
- крапчатого цвета;
- бежевого цвета.
Основными составляющими гофрокартона являются два вида материалов:
- картон для плоских слоев гофрокартона (лайнер);
- бумага для гофрирования (флютинг).
Картон для плоских слоев гофрокартона (лайнер).
Лайнер (от англ. liner - прямой, ровный, гладкий) - это обобщенное название картона для плоских слоев гофрированного картона. В нормативной документации термин «лайнер» отсутствует.
По классификации FEFCO (European Federation of Corrugated Board Manufacturers - Европейская ассоциации производителей гофрированного картона) лайнеры подразделяются на крафт- и тест-лайнеры.
Крафт-лайнер (от немецкого kraft - сила) - это картон, состоящий не менее чем на 80% из волокон целлюлозы. Оставшиеся 20% - любая смесь из первичных волокон (целлюлозы разных способов варки, полуцеллюлозы, древесной массы, макулатуры, соломы, тростника, льна, конопли и т.д.). Т.е. композиция картона многокомпонентна, однако, чтобы называться крафт-лайнером, процент вторичных волокон в нем должен быть минимальным.
В международной практике крафт-лайнер, на 100% состоящий из крафт-целлюлозы (полученной сульфатным способом), также называют топ-лайнером.
Крафт-лайнер - это многослойный материал. Количество слоев колеблется от двух до восьми в зависимости от возможностей картоноделательной машины. Чаще всего производят двухслойный крафт-лайнер - базовый коричневый слой состоит из вторичного волокна, а наружный слой, в основном, из длинноволокнистых первичных волокон. Крафт-лайнер, как правило, используют для производства изделий и тары с повышенными требованиями к механическим показателям.
Тест-лайнер также многослойный материал. Он изготавливается, в основном, из тех же компонентов, что и крафт-лайнер, но в другом соотношении. Обычно наружный слой подвергают специальной обработке: поверхностной проклейке, кашированию; всевозможные добавки придают тест-лайнеру специальные водоотталкивающие, морозостойкие, антикоррозионные и прочие свойства.
Производство картона для плоских слоев гофрокартона регулирует ГОСТ 7420-89. В соответствии с данным ГОСТом различаются лайнеры следующих марок: К-0 высшей и первой категории качества, К-1, К-2, К-3, К-4 первой категории качества.
По международным стандартам приняты следующие обозначения лайнера:
- К (kraft) - лайнер, состоящий из целлюлозных волокон;
- Т2 (test 2) - лайнер, состоящий из частично переработанных волокон;
- Т (test 3) - лайнер, волокнистая композиция которого полностью состоит из вторичных волокон;
- С (chip) - лайнер на основе макулатуры;
- BW (fully bleached white) - крафт-лайнер из беленой целлюлозы;
- WT (white top) - лайнер из вторичных волокон с верхним мелованным слоем;
- MK (mottled kraft) - крафт-лайнер белого цвета с вкраплениями;
- OY (oyster) - крапчатый тест-лайнер.
Выделяются лайнеры естественного «коричневого» цвета (brown) с использованием в композиции только первичных полуфабрикатов - сульфатной небеленой целлюлозы и полуцеллюлозы (kraftliner) либо с использованием вторичного макулатурного сырья (recycled или testliner). Причем в последнем случае применяют преимущественно макулатуру из отработанной картонной тары, имеющую собственное условное обозначение - ОСС (old corrugated containers).
Покровный слой лайнера может иметь пестрый «мраморный» (облачный) вид (mottled top liner), который достигается за счет применения беленой целлюлозы и уменьшения массы 1 м2 наружного слоя до 40 г и ниже. При этом формирование покровного слоя осуществляется из массы более высокой концентрации, что вызывает определенную флокуляцию волокон. В итоге достигается эффект «пестрой окраски».
Также производят лайнер с белым покровным слоем (white top liner) и небольшое количество мелованного лайнера (coated white top liner). В качестве полуфабриката для покровного слоя применяются беленая хвойная или лиственная целлюлозы либо их смесь.
Лайнеры как наружные слои гофрокартона способствуют сохранению его формы. Именно от качества лайнера в значительной степени зависят свойства гофрированного картона, в том числе - прочность его в условиях эксплуатации и внешний вид упаковок из него. Наилучшая упаковка получается при использовании специально разработанного для этой цели сорта крафтлайнера, состоящего из двух слоев, как правило, чистой сульфатной целлюлозы или из сортированной вторичной сульфатной массы.
Используется также и тестлайнер, показатели прочности и жесткости которого слабее из-за значительной доли вторичной массы в его нижнем слое. Специальные сорта крафтлайнера используются для того, чтобы придать особые свойства гофрокартону и упаковке из него. Внешний вид улучшают беленые, разноцветные и с облачной поверхностью картоны. Лучшая влагостойкость достигается использованием лайнеров с различными покрытиями или ламинированных лайнеров.
Бумага для гофрирования (флютинг).
Понятие «флютинг» также, как и «лайнер», не фигурирует в нормативных документах на производство гофрокартона. Официальное название флютинга согласно ГОСТ 7377-85 - «бумага для гофрирования, предназначенная для изготовления гофрированного слоя гофрированного картона».
В зарубежных странах флютингом называют бумагу для гофрирования, произведенную из полуцеллюлозы (Semichemical fluting, SF). В основном, это масса, полученная путем неглубокой химической обработки хвойной древесины. Бумага для гофрирования, почти на 100% состоящая из вторичного сырья (макулатуры), называется веленштофф (Wellenstoff, WS). Рекуперационные волокна в среднем проходят трехступенчатую переработку, поэтому в волокнистой композиции веленштоффа все равно присутствует некоторый процент первичного волокна, что обеспечивает жесткость флютинга.
Шренц (Schrenz) это бумага для гофрирования, а также материал для тест-лайнера самого низшего сорта с низкими техническими характеристиками, к которым выдвигают не столь жесткие требования.
Флютинг отличается грубостью поверхности на ощупь и менее эстетичен на вид, т.к. он предназначен для изготовления внутреннего слоя гофрокартона. Чаще всего состав по волокну флютинга аналогичен материалам, которые используются для изготовления тест-лайнера (Waste based fluting, WBF). Однако, при производстве гофрокартона и тары из него флютинг играет, пожалуй, самую важную роль - гофр принимает на себя основную нагрузку, и именно от технических характеристик бумаги для гофрирования зависят амортизационные свойства гофрокартона и тары из него.
Бумага для гофрирования, обычно, представляет собой однослойный материал. В соответствии с ГОСТ 7377-85 флютинг подразделяется на следующие марки: Б-0, Б-1, Б-2 и Б-3 - клееные (К) и неклееные (НК). Бумага для гофрирования марки Б-2 массой 80 г/кв. м предназначена для изготовления микрогофра.
Поскольку бумага для гофрирования используется для изготовления внутреннего слоя гофрированного картона, ее физико-механические показатели должны обеспечивать стабильное качество при возникающих статических и динамических нагрузках (при складировании, штабелировании, хранении и т.д.) и, главное, обеспечивать сохранность гофра. Флютинг служит для поддержания определенного расстояния между поверхностными картонами и создает, таким образом, в гофрокартоне большой, с точки зрения сопротивления материалов, момент замедления.
