Гофрокартон — это упаковочный материал. Он состоит из склеенных слоев бумаги, как минимум один из которых имеет волнообразную форму.
Гофрированный картон — недорогой, легкий материал с отличными техническими характеристиками. Поэтому он является одним из самых распространенных упаковочных материалов в мире. Широко применяется для изготовления промышленно-производственной тары и упаковки, транспортно-логистической и потребительской упаковки.
Как это работает?
Принцип, на котором основаны свойства гофрокартона, легче всего объяснить на примере старого детского фокуса.
Для фокуса понадобится тетрадный листок и три стакана. Поставьте два стакана на стол на некотором расстоянии друг от друга. Положите на них лист бумаги. Попробуйте поставить на импровизированный «мостик» третий стакан так, чтобы конструкция не провалилась.
Естественно, не зная секрета, никто с этим заданием не справится. Сложите лист бумаги «гармошкой», положите его краями на два стакана и осторожно ставьте третий стакан сверху. Сложенный гармошкой лист бумаги легко выдерживает нагрузку непосильную для плоского листа.
Именно так работает с нагрузками гофрокартон. За счет своей формы гофрированный слой обладает повышенной жесткостью, которую он придает всему листу гофрокартона.
Продолжая эксперимент с тремя стаканами, вы можете слегка надавить рукой на верхний стакан. Вы увидите, что сложенный гармошкой лист «ломается» там, где гармошка распрямляется или, наоборот, складывается. Чтобы этого не происоходила, гофра наклеивается на гладкий лист. Он не дает «гармошке» деформироваться и помогает ей сохранять свою жесткость. Таким образом получается двухслойный гофрированный картон. Однако, гофрокартон бывает не только двухслойным.
Какой бывает гофрокартон?
В первую очередь гофрокартон классифицируют по количеству слоев. Считаются все слои: и гладкие, и гофрированные.
Гофрированный слой называется флютинг, от английского «flute» — «бороздка», «канавка».
Гладкий слой — это лайнер, от английского «liner» — «облицовка».
При этом наружный лицевой слой нередко называют топ-лайнер, где приставка «топ» обозначает «верх».
По количеству слоев различают:
Двухслойный гофрокартон (Тип «Д»)
Двухслойный гофрированный картон состоит из одного флютинга и одного лайнера. Этот тип гофрокартона часто применяют для изготовления амортизирующих прокладок и упаковки для стеклянных изделий. Вы наверняка не раз видели в продаже лампы накаливания или дневного света, упакованные в тубусы из такого картона.
Преимуществом двухслойного гофрокартона является гибкость, которая позволяет паковать в него хрупкие изделия разных форм.
К сожалению, демонстрируя неплохую жесткость на излом поперек направления флютинга двухслойный гофрокартон абсолютно не обладает жесткостью при продольном изгибе. Более того, лист двухслойного гофрокартона так и норовит свернуться в рулон.
Трехслойный гофрокартон (Тип «Т»)
Недостаток жесткости решен в трехслойном гофрированном картоне. На флютинг с каждой стороны наклеиваются лайнеры. Пожалуй, это самый распространенный вид гофрокартона в мире. Он нашел применение во всех сферах жизни. Из него изготавливают потребительскую упаковку и стандартные коробки. Такая универсальность обусловлена его физическими характеристиками.
Наличие двух топ-лайнеров с каждой стороны обеспечивают жесткость не только при изгибе поперек направления флютинга, но и при продольном изгибе.
Однако существуют задачи, которые предъявляют к гофрокартону более жесткие требования. Поэтому типология гофрированного картона на этом не заканчивается.
Пятислойный гофрокартон (Тип «П»)
Состоит из трех гладких слоев и двух волнистых. Подходит для упаковки тяжелых агрегатов и в случаях, когда тара должна обладать повышенной прочностью.
Вы наверняка сталкивались с пятислойным гофрокартоном, когда покупали крупную бытовую технику: телевизор, стиральную машину или кондиционер. Также из пятислойного гофрокартона изготавливается крупногабаритная логистическая тара, если условия эксплуатации не предполагают особых нагрузок.
Семислойный гофрокартон (Тип «С»)
Состоит из четырех лайнеров и трех флютингов. Обладает самыми выдающимися механическими характеристиками из всех типов. Основное назначение — крупногабаритные упаковочные решения с выраженными каркасно-несущими свойствами.
Контейнеры из семислойного гофрокартона выдерживают высокие нагрузки, отлично переносят штабелирование и устойчивы к распиранию. По прочностным характеристикам он приближается к дереву. Иногда из него делают даже экологичную мебель.
Согласно российскому стандарту типы гофрокартона поименованы по первым буквам. Д — двухслойный, Т — трехслойный и т. д. После буквы обычно идет индекс из двух цифр. Первая обозначает класс гофрокартона, вторая указывает на конкретную марку. Чем больше цифра, тем выше качество гофрокартона.
Здесь маркировка Т-22 обозначает характеристики картона: Т – трехслойный, 22 – указание конкретной марки, где первая цифра указывает на второй класс.
Каждая марка изготавливается с использованием материалов определенного качества, согласно конкретным ГОСТам.
Картон первого класса сегодня встречается реже, ввиду невысокого качества. Если он используется, то, как правило, для внутренних прокладок и вставок.
По профилю гофры
Говоря о типологии гофрокартона, нельзя обойти тему классификации флютингов. Их различают по длине (t) и высоте (h) волны. Флютинги с определенным шагом и высотой волны обозначают буквами латинского алфавита:
В этой таблице перечислены все типы флютингов. Но в России в основном представлен гофрокартон, изготовленный из флютингов B, C и E. Поскольку они закрывают все потребности рынка.
В одном листе многослойного гофрокартона могут одновременно присутствовать флютинги с разной длиной и высотой волны. Это придает дополнительную жесткость листа на излом при изгибании по продольной линии рилевок.
Кстати, внешний вид и механические характеристики гофрокартона зависят не только от количества слоев и типа флютинга. На эти факторы оказывает влияние то, какой материал использовался для производства.
Материалы для различных слоев гофрокартона
Основная задача гофры — обеспечивать жесткость и амортизационные качества гофрокартона. Лайнер несет каркасную и облицовочную функцию. Для флютинга не важна визуальная эстетичность. А для топлайнера это одно из обязательных требований. Гофрированный слой должен быть эластичным. Следовательно, не должен впитывать клей. От этого он становится хрупким. На топлайнер наносится принт, поэтому он должен обладать определенными впитывающими свойствами.
У лайнера и флютинга абсолютно разное назначение. Из чего следует, что подбор материалов для них также осуществляется исходя из разных данных.
Бумага для флютинга
От гофрированного слоя зависят технические характеристики гофрокартона.
Бумага для него изготавливается из трех видов сырья:
Сырье с содержанием сульфатной целлюлозы от 25 до 35%
Сульфатная целлюлоза имеет в составе длиные волокна. Поэтому такой флютинг прочнее. С ним изготавливают самый высококачественный гофрокартон. Тот, в свою очередь, идет на производство тары и упаковки высшего класса. В упаковке из такого гофрокартона продают все товары, от пищевых продуктов до элитной парфюмерии. Из него делают рекламные материалы.
Кстати, флютинг из такой бумаги имеет достаточно привлекательный вид.
Веленштофф (полуцеллюлоза от 67 до 75 %, макулатура от 33 до 25%)
Бумагу, которая на треть состоит из вторсырья, называют «Веленштофф». Ее используют для производства гофрокартона под транспортную тару.
Несмотря на то, что сырье проходит вторичную обработку, в его составе остается достаточно длинных волокон, чтобы обеспечить отличные характеристики. Ящики из такого гофрокартона не впитывают конденсат при перепаде температур. По этой причине они отлично служат в качестве упаковки для пищевых продуктов, которые хранят в холодильных камерах.
Шренц (100% вторсырья)
Такая бумага используется для изготовления флютинга, который идет на гофрокартон, не рассчитанный на высокие нагрузки.
Важно!!! Иногда недобросовестные производители пользуются разницей в цене сырья. Они используют флютинги из стопроцентной макулатуры, чтобы снизить себестоимость гофрокартона премиум-класса. По этой причине, следует аккуратно выбирать поставщика гофрированного картона.
Независимо от сырья, вся бумага для флютингов проходит испытания на механические качества. По результатам тестов она подразделяется на четыре класса: Б-0, Б-1, Б-2, Б-3. Чем больше цифра, тем лучше эксплуатационные качества бумаги:
Бумага для лайнеров
Как и бумага для гофрированного слоя, бумага для лайнеров различается по составу сырья. Самая грубая классификация подразделяет все лайнеры на два типа:
- Крафт-лайнер
Многослойный (от 2 до 8 слоев) картон, в котором должно быть не меньше 80% первичных целлюлозных волокон. Остальные 20% могут составлять различные компоненты: полуцеллюлоза, солома, макулатура и т. п. Их цель придать крафт-лайнеру определенные качества или просто сделать его дешевле. Тем не менее, крафт-лайнер обязан быть прочным, поэтому его основу должны составлять первичные волокна. Изготовленный из такого лайнера гофрокартон может применяться практически в любых сферах. - Тест-лайнер
Состав тест-лайнера не регламентируется так строго. Как правило он состоит из вторсырья и различных присадок. Кроме того, тест-лайнеры нередко подвергаются различным обработкам. Внешний слой тест-лайнера может проклеиваться либо пропитываться определенными веществами. Это делается, чтобы придать ему особые свойства. К примеру, влагостойкость или стойкость к активным средам.
В мире принята кодификация картона для изготовления плоских слоев при помощи букв латинского алфавита:
К (kraft) — картон из целлюлозных волокон
Отличные характеристики прочности. Цветовая гамма может быть в диапазоне от светло-бежевого до серо-коричневого. Универсален, но имеет высокую стоимость.
BW (fully bleached white) — картон из беленой целлюлозы
Предназначен для нанесения цветных принтов. По прочности практически не уступает марке K. Но при отбеливании (химической обработке натуральных волокон) несколько теряет преимущества природной структуры.
MK (mottled kraft) — картон из смеси беленых и небеленых целлюлозных волокон
Этот крафт-лайнер сочетает в себе лучшие качества марок K и BW.
Т2 (test 2) — из частично переработанных волокон
Хорошие прочностные характеристики. В процессе изготовления этого картона используется не более 60% вторсырья, прошедшего переработку один раз. Этот лайнер может применяться в качестве топлайнера в тех случаях, когда эстетический вид поверхности гофротары не играет большой роли.
WT (white top) — лайнер из макулатуры с мелованным слоем
По механическим характеристикам немного уступает T2. Но имеет глянцевую поверхность и отлично подходит для нанесения принта.
OY (oyster) — крапчатый тест-лайнер
По прочностным характеристикам находится между T2 и WT. Имеет «мраморную» расцветку из-за смешения беленой целлюлозы и небеленого вторсырья.
С (chip) — Лайнер из макулатуры (85% и более)
Название переводится как «дешевый». Из него делают элементы, не требующие выдающихся характеристик.
Т (test 3) картон, на 100% состоящий из макулатуры
Самый дешевый из лайнеров. Тем не менее, его часто используют для изготовления бюджетной упаковки.
Каждый вид картона для лайнеров подвергается испытания, аналогичным тем, что указаны в таблице результатов тестов бумаги для флютинга. Но в зависимости от обработки и назначения материалов к этому списку могут быть добавлены специфические тесты на стойкость к активным средам или температурным колебаниям.
Вспомогательные компоненты
В производстве гофрированного картона используется не только целлюлоза. Так же нужны присадки и клеящие вещества. Самыми распространенными являются:
Растворимый силикат натрия
Продукт химической промышленности. Широко известен как «жидкое стекло». В застывшем виде становится хрупким.
Важно!!! Не стоит использовать гофрокартон, в составе которого есть этот клей, для упаковки пищевых продуктов.
Клей из картофельного крахмала
Один из древнейших клеев, благополучно доживший без изменений до наших дней. В застывшем виде обладает эластичной структурой. Экологически безвреден.
Производство гофрокартона
Первые машины для производства гофрокартона были достаточно примитивны. Для производства гофрированного слоя использовались барабаны, подогреваемые газовыми горелками. В качестве барабанов использовались рифленые орудийные стволы, которые, по одной из версий, дали название флютингам (от английского fluted — рифленый).
Сегодня, процесс изготовления гофрокартона превратился в высокотехнологичное производство. Современные гофроагрегаты представляют собой сложные автоматизировнные линии.
Весь цикл производства можно разбить на шесть этапов:
1. Подготовка лайнера
На этом этапе картон для лайнера сначала выдерживается в определенных условиях. Для этого оборудуют специальную камеру с определенной температурой и влажностью. Потом будущий лайнер увлажняют и разогревают. Эти процедуры подготавливают плоские слои к проклеиванию.
2. Изготовление флютинга
Принцип изготовления флютинга практически не изменился с момента изобретения гофрокартона. Бумагу все так же пропускают через разогретые рифленые валы. Только теперь разогрев осуществляется электрическими нагревательными элементами. Температура достигает 150-180°С. Шаг волны и ее высота зависят от формирующих валов.
3. Нанесение клеевого слоя
Клей наносится на вершины волн флютинга в специальном агрегате. Процесс этот регулируемый, поскольку точное нанесение клеевой пленки — один из факторов, который обеспечивает прочностно-механические характеристики гофрокартона. Толщина клеевого слоя для каждой марки гофрокартона индивидуальна.
4. Склеивание слоев
Флютинг соединяется с лайнером. Затем они пропускаются через прижимной вал. В результате мы получаем готовый двухслойный гофрокартон. В зависимости от задачи, он может быть конечным продуктом, а может являться полуфабрикатом для производства трех-, пяти- или семислойного гофрокартона. В таком случае листы повторно отправляются в клеенаносящий агрегат. В нем из двухслойных заготовок и лайнеров формируют нужное количество слоев.
5. Сушка
Готовые листы гофрокартона проходят сушильную камеру. В ней клей окончательно схватывается, а из картона испаряется лишняя влага. Это необходимое условие для долгого хранения. Прогрев сушильных агрегатов осуществляется как при помощи пара, так и сухими электрическими элементами.
6. Охлаждение
От соблюдения необходимых условий при охлаждении зависит то, насколько точно будет соответствовать гофрокартон заявленным характеристикам.
Тема гофрированного картона необъятна. Познакомить читателя со всеми нюансами производства этого материала в рамках одной статьи просто невозможно. Но мы всегда готовы расширить информацию в статье или ответить на ваш вопрос лично. Задавайте свои вопросы в комментариях, обращайтесь к нашим менеджерам по телефону 8 (800) 555-55-70 либо пишите на antech@antech.ru