Что такое гофрированный картон
Гофрированный картон (гофрокартон)
В этой статье мы расскажем что такое гофрированный картон вообще, каким он бывает и из чего состоит.
Виды и типы гофрокартона
Гофрированный картон (гофрокартон) представляет собой многослойную конструкцию. Он состоит из плоских слоев картона(в иностранной литературе их называют лайнерами) и волнистых гофрированных слоев картона (их называют флютингом). Эти слои соединены между собой клеем.
Гофрированный картон относится к анизотропным конструкциям и обладает неодинаковыми свойствами в различных направлениях.
При приложении сил в направлении, перпендикулярном гофрам, гофрокартон работает как амортизирующий материал за счет малой жесткости в этом направлении волнистого слоя. При приложении сил вдоль направления гофров гофрокартон проявляет высокую плоскостную и торцевую жесткость благодаря большой жесткости в этом направлении волнистого слоя.
Плоские слои гофрированного картона фиксируют положение волнистых слоев, поэтому воспринимают сжимающие, растягивающие и продавливающие нагрузки.
Выбор вида и типа гофрокартона производят, исходя из требований к прочностным показателям тары и упаковки, при которых обеспечивается сохранность упаковываемого продукта, требований к внешнему виду тары, к качеству и способу нанесения изображения, к виду и технологии выполнения отделочных процессов, к технологии и оборудованию для механической формообразующей обработки, склеивания и фальцевания.
Гофрокартон характеризуют следующими показателями:
типом и маркой массой 1 м2 и толщиной картона для плоских слоев;
типом и маркой массой 1 м2 и толщиной картона для гофрированных слоев;
геометрическими параметрами гофрированных слоев;
В зависимости от числа плоских и волнистых слоев гофрокартон подразделяют на следующие виды:
Двухслойный гофрированный картон. Один гофрированный слой склеен с одним плоским слоем. Двухслойный гофрокартон состоит из одного плоского и волнистого (гофрированного) слоев. Этот вид гофрокартона гибкий, сматывается в рулон, хотя может быть изготовлен и в листах. Используется как прокладочный и оберточный материал;
Трехслойный гофрированный картон. Один гофрированный слой приклеен между двумя плоскими. Трехслойный гофрокартон состоит из одного гофрированного слоя и двух наружных плоских слоев картона. Этот и последующие виды картона жесткие и изготовляются только в листах. Трехслойный гофрированный картон преимущественно применяется для изготовления тарных коробок и вкладышей;
Пятислойный гофрированный картон. Два гофрированных слоя приклеены между тремя плоскими. Пятислойный гофрокартон состоит из двух гофрированных, трех плоских (двух наружных и одного внутреннего) слоев. Основное назначение — изготовление крупных тарных коробок ;
Семислойный гофрированный картон. Три гофрированных слоя приклеены между четырьмя плоскими. Семислойный гофрокартон состоит из трех гофрированных, двух плоских наружных и двух плоских внутренних слоев. Применяется для изготовления особо прочных коробок (ящиков).
В России гофрированный картон изготовляется классов и марок, указанных в таблице:
Т11, Т12, Т13, Т14, Т15
Т21, Т22, Т23, Т24, Т25, Т26, Т27
П31, П32, П33, П34, П35, П36, П37
Примеры условного обозначения на чертежах коробок картона гофрированного двухслойного с гофром А: Картон ДА ГОСТ 7376-89.
То же, трехслойного 1-го класса марки Т11 с гофром С: Картон Т11 С ГОСТ 7376-89.
То же, с картоном «хром-эрзац» или картоном с белым (облачным) покровным слоем пятислойного марки П32 с гофрами А и В: Картон П32 ЭБ АВ ГОСТ 7376-89.
Разнообразие марок гофрокартона III-П связано с возможной комбинацией входящих в его состав марок трех плоских и двух гофрированных слоев. При условном обозначении взаимного расположения гофрированных слоев первой буквой указывают тип профиля гофра наружного слоя ящика, а второй буквой — тип профиля внутреннего слоя.
Наибольшее распространение получил гофрокартон III-П с наружным гофрированным слоем типа В и внутренним — типа А (В-А). В технически обоснованных случаях применяют и другие варианты расположения гофрированных слоев: А-В; В-С; С-В; С-С.
В последнее время для повышения прочности применяют различные комбинации с микрогофром: А-Е; В-Е; С-Е.
Назначение марок гофрированного картона дано в следующей таблице:
Назначение марок
гофрированного картона
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.
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.
Итак, по количеству слоев различают:
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.
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.
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.
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:
| 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)
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:
| 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” |
“Точная гофра”
“Микрогофра”
“Тонкий картон”
“Большая гофра”
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.
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:
Плотность бумаги, гр/м 2
Удельное сопротивление разрыву, кН/м
Сопротивление торцевому сжатию, кН/м
Сопротивление плоскостному сжатию, Н
Величина абсолютного сопротивления продавливанию, кПа
Допустимая относительная влажность, %
Показатель поверхностного впитывания воды, гр/м 2
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:
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.
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
Классификация гофрокартона
Здесь вы узнаете, как делают гофрированный картон, где его применяют, его достоинства и недостатки.
Конструктивно гофрокартон состоит из нескольких слоев обычного картона (минимально двух). Один слой – ровный, другой – волнистый (чаще синусообразной формы). Лишь изредка встречается V-образная форма. Ровные слои называются топлайнерами, изогнутые – флютингами. Скреплены они клеем.
Запатентован этот материал был более полутора веков назад в Англии. Он был только двухслойным, и первоначально использовался лишь как подкладка для шляп. Сейчас наиболее распространен трехслойный вид гофрокартона и применяется он в основном как упаковочный материал.
Замечательной особенностью гофрокартона является то, что он обладает различными жесткостью и амортизирующей способностью в зависимости от направления давления на него. Если давить на него перпендикулярно плоскости, то он выступает как амортизатор. Если же усилие прикладывать параллельно его плоскости, то его прочность возрастает многократно. Происходит это потому, что ровные и волнистые слои, несмотря на то, что сами по себе они довольно непрочны, удерживают друг друга, не позволяя материалу изгибаться (если, конечно, не давить слишком сильно).
В зависимости от того, какие конкретные условия предъявляются к использованию гофрокартона, производится и выбор определенного его типа. Требования могут предъявляться и к прочности его, и к внешнему виду, и даже к технологии его изготовления. Кроме того, важно учесть и такие параметры, как качество и способ окрашивания (печать рисунков на нем), состав клея или технология фальцевания.
По своим характеристикам гофрокартон подразделяется на классы:
Типы гофрокартона в зависимости от количества слоев (волнистых и плоских):
Гофрокартон из двух слоев I-Д не имеет разделения на марки. Есть только два типа: В и Е (зависит от геометрии волнистого слоя). Поставляется обычно в рулонах. Жесткость его невелика, поэтому для изготовления коробок обычно не используется, только для обертывания или прокладывания.
Трехслойный гофрокартон II-Е. Самый популярный вид гофрокартона. Чаще всего идет на изготовление коробок для тары. Он бывает двух классов: 1 и 2.
Здесь уже идет разделение по маркам: например, для класса 2 это марки Т21, Т22, Т23, Т24, Т25, Т26, Т27. Буква указывает на количество слоев, число – качество марки. Самое большое число означает самое высокое качество.
Например, обозначение «Картон Д А ГОСТ 7376-89» говорит нам, что это двухслойный гофрокартон с гофром типа А
Аналогично, «Картон Т11 С ГОСТ 7376-89» означает, что это трехслойный гофрокартон первого класса с гофром типа С и с качеством марки 11.
Так же, «Картон П32 ЭБ АВ ГОСТ 7376-89» указывает, что это пятислойный гофрокартон с гофром типа ЭБ (эрзац белый) и качеством марки 32. Дополнительные буквы говорят нам, что на этом гофрокартоне присутствует еще одно покрытие.
Гофрокартон из семи слоев обозначается IV-С. Он используется для изготовления коробок с повышенной прочностью и для коробок-контейнеров (например, когда нужна упаковка картин или других ценных предметов).
Чем больше слоев в гофрокартоне, тем больше может быть различных сочетаний – по марке, по толщине, по форме гофрированного слоя и т. п. Отсюда – большое разнообразие его видов. Для обозначения гофрированных слоев ввели буквы А, В и С. Они означают соответственно тип слоя: большая гофра, средняя гофра и точная гофра.
Самый распространенный гофрокартон – типа В-А. Но иногда, при технической необходимости, бывают и другие варианты: А-В; В-С; С-В; С-С. Хотя, с развитием промышленности бытовой техники все чаще стали применять еще типы А-Е; В-Е; С-Е. Здесь буква «Е» используется для обозначения микрогофры.
Большим преимуществом гофрокартона является то, что для его изготовления можно широко применять вторичное сырье. Правда, при этом прочность материала немного снижается, но зато это с лихвой окупается значительной экономией сырья и уменьшением экологических проблем.