Антэк / Википак / Специфика / Гофрокартон (гофрированный картон)

Гофрокартон (гофрированный картон)

Гофрокартон — это упаковочный материал, состоящий из склеенных бумажных слоев, как минимум один из которых представляет собой гофрированный лист.

Благодаря своей конструкции гофрокартон обладает удивительным сочетанием невысокой цены, малого удельного веса и отличных механических характеристик. По этой причине гофрокартон является едва ли не самым распространенным упаковочным материалом в мире. Широко применяется как для изготовления промышленно-производственной тары и упаковки, транспортно-логистической, так и в сфере потребительской упаковки.

Принцип работы

Принцип, на котором основаны замечательные свойства гофрокартона, легче всего объяснить на примере старого детского фокуса. Для фокуса понадобится тетрадный листок и три стеклянных стакана. Поставьте два стакана на стол на некотором расстоянии друг от друга, положите на них лист бумаги и предложите зрителям поставить на этот 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 те же два стакана и осторожно ставьте третий стакан сверху. Сложенный гармошкой лист бумаги легко выдерживает нагрузку непосильную для плоского листа.

Гофрофокус с листом бумаги и стаканами

Именно так работает с нагрузками гофрокартон. Гофрированный слой, за счет своей формы, обладает повышенной жесткостью, которую он придает всему листу гофрокартона. Продолжая эксперимент с тремя стаканами, вы можете слегка надавить рукой на верхний стакан и при этом увидеть, что сложенный гармошкой лист «ломается» в том месте, где гармошка распрямляется или, наоборот, складывается. Именно по этой причине, гофрированный лист наклеивается на гладкий лист, который препятствует деформации «гармошки» и помогает ей сохранять свою жесткость. Таким образом получается двухслойный гофрокартон. Но он бывает не только двухслойным.

Виды гофрокартона

Самая грубая классификация гофрокартона осуществляется по количеству слоев, причем учитываются как гладкие слои, так и гофрированные.

Пример листа гофрокартона

Гофрированный слой называется флютинг, от английского «flute» — «бороздка», «канавка». Гладкий слой именуется лайнер, от английского «liner» — «облицовка». При этом наружный, лицевой слой нередко называют топ-лайнер, где приставка «топ» обозначает «верх».

Итак, по количеству слоев различают:


Пример двухслойного гофрокартона

Двухслойный гофрокартон (Тип «Д»)

Уже упомянутый двухслойный гофрокартон состоит из одного флютинга и одного лайнера. Наиболее часто этот тип гофрокартона 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 как раз слой флютинга, не закрытый лайнером с одной стороны и создающий амортизирующую прослойку, позволяющую паковать в него хрупкие изделия. Недостаток также имеется — двухслойный гофрокартон, демонстрируя неплохую жесткость на излом поперек направления флютинга, абсолютно не обладает жесткостью при продольном изгибе. Более того, лист двухслойного гофрокартона так и норовит свернуться в рулон.



Пример трехслойного гофрокартона

Трехслойный гофрокартон (Тип «Т»)

Недостаток жесткости решен уже в трехслойном гофрокартоне. Просто на флютинг наклеивается два лайнера с каждой стороны. Пожалуй, это самый распространенный вид гофрокартона в мире. Он находит применение во всех сферах жизни, из него изготавливают потребительскую упаковку и стандартные ящики. Такая универсальность обусловлена его механическими 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, предъявляющие к гофрокартону более жесткие требования. Поэтому типология гофрокартона не ограничивается трехслойным.



Пример пятислойного гофрокартона

Пятислойный гофрокартон (Тип «П»)

Состоит из трех лайнеров, чередующихся с двумя флютингами. Применяется при создании упаковки для тяжелых агрегатов и в других случаях, когда готовая 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 большая часть логистической тары для объемов выше среднего и приближенных к крупногабаритным, если условия эксплуатации не предполагают особых нагрузок. Для последнего случая предназначен следующий тип.



Пример семислойного гофрокартона

Семислойный гофрокартон (Тип «С»)

Состоит из четырех лайнеров и трех флютингов. Обладает самыми выдающимися механическими характеристиками из всех типов гофрокартона. Основное назначение — крупногабаритные упаковочные решения с выраженными каркасно несущими свойствами. Контейнеры из семислойного гофрокартона выдерживают высокие нагрузки, отлично переносят штабелирование и великолепно сопротивляются распиранию. По прочностным характеристикам приближается к дереву и в последнее время даже используется для изготовления особой экологической мебели.


Типы гофрокартона, согласно российскому стандарту, 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.

Вот как, например, выглядит таблица маркировок трехслойного гофрокартона:

Таблица 1

Тип Класс Марка
Т (трехслойный) 1 Т11, Т12, Т13, Т14, Т15
2 Т21, Т22, Т23, Т24, Т25, Т26, Т27

Здесь маркировка Т-22 обозначает трехслойный картон, где Т –  трехслойный, а 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, и если используется, то, как правило, для внутренних прокладок и вставок.

Флютинг (гофрированный слой)

Прифили флютингов

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:

Таблица 2

Тип флютинга Длина волны (t), мм Высота волны (h), мм Характеристики Применение
A
“Большая гофра”
8,0–9,5 4,0–4,9 Высокая упругость Упаковка для хрупкой продукции, вкладыши, вставки
B
“Точная гофра”
5,5–6,5 2,2–3,0 Жесткость, низкая амортизация Один из самых универсальных и распространенных типов флютинга. Хорошее соотношение “цена/качество”.
C
“Средняя гофра”

6,8–7,9 3,1–3,9 Упругость, стойкость к механическим воздействиям Универсальный тип флютинга, применяется практически для любых упаковок.
D
“Точная гофра”
3,8–4,8 1,9–2,1 Жесткость, низкая амортизация Удешевленный аналог флютинга B
E
“Микрогофра”
3,0–3,5 1,0–1,8 Прочность, устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам Гофроупаковка для товаров средних и малых габаритов, для хрупкой и легкобьющейся продукции
F
“Тонкий картон”
1,9–2,6 0,6–0,9 Легкость, прочность Индивидуальная упаковка, упаковка для эксклюзивных товаров.
G ≤1.88 ≤ 0.55 Малая толщина Индивидуальная упаковка, изготовление по спецзаказу
K
“Большая гофра”
≥10.0 ≥5.0 Высокие прочностные характеристики Используется для крупногабаритной тары свыше кубометра.
N 1,6–1,8 0,4–0,6 Малая толщина Индивидуальная упаковка, изготовление по спецзаказу
O 1,3 0,3 Малая толщина Индивидуальная упаковка, изготовление по спецзаказу
В одном листе пятислойного или семислойного гофрокартона могут одновременно присутствовать флютинги с разной длиной и высотой волны. Не совпадающие по фазе, они обеспечивают за счет этого дополнительную жесткость листа на излом при изгибании по продольной линии канавок.
В данной таблице перечислены все типы флютингов, однако в России представлен, главным образом, гофрокартон, изготовленный из флютингов B, C и E, поскольку именно эти типы максимально покрывают все необходимые потребности российского рынка.

Кстати, следует понимать, что внешний вид и механические характеристики гофрокартона зависят не только от количества слоев и типа флютинга. В значительной степени на эти факторы оказывает влияние то, какой материал использовался для производства.

Материалы для различных слоев гофрокартона

Основная задача флютинга — обеспечивать жесткость и амортизационные качества гофрокартона. Лайнер несет каркасную и облицовочную функцию. Для флютинга абсолютно не важна визуальная эстетичность. Для топлайнера это одно из обязательных требований. Флютинг должен сохранять эластичность и, следовательно, не должен впитывать клей, он от этого становится хрупким. На топлайнер наносится принт, следовательно, он должен обладать определенными впитывающими свойствами.

У лайнера и флютинга абсолютно разное назначение, из чего следует, что подбор материала для их изготовления также осуществляется исходя из разных данных.


Бумага для флютинга

Несмотря на то, что флютинг скрыт от глаз потребителя, именно он несет в себе основную функцию, именно от него зависят, в первую очередь, технические характеристики гофрокартона.
Бумага для флютинга изготавливается из трех видов сырья:

Сырье с содержанием сульфатной целлюлозы от 25 до 35%
Такая целлюлоза обычно характеризуется большей длиной волокон, что обеспечивает высокие механико-прочностные характеристики флютинга. Из него впоследствии изготавливают самый высококачественный гофрокартон, который в свою очередь идет на производство потребительской тары и упаковки высшего класса. В упаковке из такого гофрокартона реализуются все товары, от пищевых продуктов до элитной парфюмерии, этот материал идет на изготовление маркетинговой продукции. К слову сказать, флютинг из такой бумаги имеет достаточно привлекательный вид, поэтому его используют для изготовления двухслойного оберточного и упаковочного гофрокартона.


Веленштофф (полуцеллюлоза от 67 до 75 %, макулатура от 33 до 25%)
Бумагу, которая на треть состоит из вторсырья, называют «Веленштофф» и используют для производства гофрокартона под транспортную тару. Несмотря на то, что сырье проходит вторичную обработку, в его составе остается достаточно длинных волокон, что обеспечивает отличные характеристики. Ящики из такого гофрокартона обладают достаточной влагостойкостью, чтобы не впитывать конденсат при многократном перепаде температур. По этой причине они отлично служат в качестве упаковки для пищевых продуктов, которые требуется хранить в холодильных камерах.


Шренц (100% вторсырья)
Такая бумага используется для изготовления флютинга, который идет на гофрокартон низкой ценовой категории, не рассчитанный на высокие нагрузки.


Важно!!! Недобросовестные производители иногда пользуются заметной разницей в цене сырья и используют флютинги из стопроцентной макулатуры, чтобы снизить себестоимость гофрокартона премиум-класса По этой причине, следует аккуратно выбирать поставщика гофрокартона, в особенности если вы планируете постоянную работу с гофрокартонной тарой.

Независимо от применяемого сырья, вся бумага для флютингов проходит испытания на механические качества. И по результату подразделяется на четыре класса: Б-0, Б-1, Б-2, Б-3. Чем больше цифровой индекс, тем лучше эксплуатационные качества бумаги:

Таблица 3


Характеристики

Б-0

Б-1

Б-2

Б-3

Плотность бумаги, гр/м2

≤140

≤140

80-160

≤160

Удельное сопротивление разрыву, кН/м

≥8

≥9

≥8

≥9

Сопротивление торцевому сжатию, кН/м

≥1.35

≥1.5

≥1.15

≥1.35

Сопротивление плоскостному сжатию, Н

≥310

≥350

≥280

≥330

Величина абсолютного сопротивления продавливанию, кПа

≥320 

≥370

≥320

≥340

Допустимая относительная влажность, %

6-9

6-9

6-9

6-9

Показатель поверхностного впитывания воды, гр/м2

30-70

30-70

30-70

30-70

Бумага для лайнеров

Подобно бумаге для гофрированного слоя, бумага для лайнеров также различается по составу сырья. Самая грубая классификация подразделяет все лайнеры на два типа:


  1. Крафт-лайнер
    Многослойный (от 2 до 8 слоев) картон, в котором содержание первичных целлюлозных волокон не должно быть ниже 80%. Остальные 20% могут составлять различные компоненты (полуцеллюлоза, солома, макулатура и т. п.), цель которых придать крафт-лайнеру определенные качества или просто удешевить его. Основное требование, предъявляемое к крафт-лайнеру — прочность. Именно для этого его основу должны составлять первичные волокна. Изготовленный из такого лайнера гофрокартон наиболее универсален и может применяться практически в любых сферах.

  2. Тест-лайнер
    Состав тест-лайнера не регламентируется так строго, наоборот, как правило он в значительной степени состоит из вторсырья и различных присадок. Кроме того, тест-лайнеры нередко подвергается различным обработкам, внешний слой тест-лайнера может проклеиваться либо пропитываться определенными веществами, чтобы придать ему особые свойства, к примеру, влагостойкость или стойкость к активным средам.


В мире принята кодификация видов картона для лайнеров при помощи букв латинского алфавита:


К (kraft) —  картон из целлюлозных волокон
Отличные прочностные характеристики, цветовая гамма может быть в диапазоне от светло-бежевого до серо-коричневого. Универсален но недешев.

BW (fully bleached white) — картон из беленой целлюлозы
Топлайнер, предназначен для нанесения цветных принтов. По прочностным характеристикам практически не уступает марке K, но при отбеливании (которое суть химическая обработка натуральных волокон) несколько теряет преимущества природной структуры.

MK (mottled kraft) — картон из смеси беленых и небеленых целлюлозных волокон
Крафт-лайнер, который наилучшим образом сочетает в себе лучшие качества марок K и BW

Т2 (test 2) — из частично переработанных волокон
Хорошие прочностные характеристики. При изготовлении этого картона применяется не более 60% вторсырья, прошедшего единичную переработку. Этот лайнер вполне 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 мелованную поверхность и отлично подходит для нанесения принта.

OY (oyster) — крапчатый тест-лайнер
По прочностным характеристикам находится между T2 и WT, имеет приятную «мраморную» расцветку за счет смешения беленой целлюлозы и небеленого вторсырья.

С (chip) — Лайнер из макулатуры (85% и более)
Название переводится как «дешевый». Применяется для изготовления элементов не требующих выдающихся характеристик.

Т (test 3) картон на 100% состоящий из макулатуры
Самый дешевый из лайнеров. Тем не менее находит широкое применение при изготовлении недорогого гофрокартона для бюджетных упаковочных решений.

Каждый видов картона для лайнеров подвергается испытаниям, аналогичным тем, что указаны в таблице 3, но к этому списку могут быть добавлены специфические испытания на стойкость к активным средам или температурным колебаниям, в зависимости от обработки и назначения материалов.

Вспомогательные компоненты

Помимо бумажно-целлюлозного сырья, в производственном цикле используется огромное количество присадок и компонентов, самыми существенными из которых являются склеивающие вещества. Наиболее распространенными являются два из них:

Растворимый силикат натрия
Является продуктом химической промышленности. Широко известен как «жидкое стекло». В застывшем виде становится хрупким. Применение этого клея делает нежелательным использование гофрокартона для упаковки пищевых продуктов.

Клей из картофельного крахмала
Пожалуй, один из древнейших известных человеку клеев, благополучно доживший без изменений до наших дней. В застывшем виде обладает относительно эластичной структурой, экологически безвреден.

Производство гофрокартона

Первые машины для производства гофрокартона были достаточно примитивны. Так, 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, а современные гофроагрегаты представляют собой сложные высокоточные линии, до предела автоматизированные и управляемые процессорной техникой.

Упрощенно, весь цикл производства можно разбить на шесть этапов:

1. Подготовка лайнера

На этом этапе картон для лайнера сначала выдерживаются в определенных условиях. Как правило, для этого этапа оборудуют специальную камеру с заданными значениями температуры и влажности. Потом будущий лайнер последовательно подвергается увлажнению и разогреву. Эти процедуры наилучшим способом 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, с той разницей, что разогрев осуществляется за счет электрических нагревательных элементов. Температура заготовок достигает 150-180°С, а шаг волны и ее высота определяются конкретным набором формирующих валов.

3. Нанесение клеевого слоя

Клей наносится на вершины волн флютинга в специальном клеенаносящем агрегате. Процесс этот регулируемый, поскольку точное нанесение клеевой пленки — один из факторов, который обеспечивает будущие прочностно-механические характеристики гофрокартона. Толщина клеевого слоя для каждой марки гофрокартона индивидуальна.

4. Склеивание слоев

Флютинг с нанесенным клеем и подготовленный лайнер соединяются и пропускаются через прижимной вал. После этой процедуры мы получаем готовый двухслойный гофрокартон, который, в зависимости от задачи, может быть конечным продуктом, а может являться полуфабрикатом для производства трехслойного, пятислойного или семислойного гофрокартона. В последних трех случаях листы повторно отправляются в клеенаносящий агрегат, где из двухслойных заготовок и лайнеров формируют необходимый пакет.

5. Сушка

Готовые листы гофрокартона проходят сушильную камеру, где происходит окончательное схватывание клея и удаление из гофрокартона лишней влаги, что является необходимым условием для долгого хранения. Прогрев сушильных агрегатов может осуществляться как при помощи пара, так и сухими электрическими элементами.

6. Охлаждение

Последний по счету, но не по значимости этап производства. От соблюдения необходимых условий при охлаждении зависит то, насколько точно будет соответствовать гофрокартон заявленным прочностно-механическим характеристикам.

Тема гофрокартона поистине необъятна. И ознакомить читателя со всеми нюансами производства этого чудо-материала в рамках одной статьи просто невозможно. Но мы всегда готовы расширить материал, если вы захотите получить более объемную информацию, или просто ответить на ваш вопрос лично. Обратитесь к нашем менеджеру через форму обратной связи, либо пишите на  antech@antech.ru



Хотите заказать разработку собственной упаковки?
Заказать

Следующая идея

Гофроконтейнеры