Гофрокартон: от крафт-бумаги к готовым коробкам — производство, дизайн и стандарты качества

История и значение

Большинство товаров в супермаркетах, дискаунтерах и ТЦ приходит в гофрокоробках, рассчитанных на лёгкое открытие и повторное использование. Благодаря универсальности миллионы тонн расходуются ежегодно для защиты и демонстрации продуктов. В 1992 году США произвели более 25 млн т гофрокартона и дополнительно 6 млн т негофрированного картона для складных коробок.

Гофрокартон — жёсткий, прочный, лёгкий материал из трёх слоёв бурой крафт-бумаги. В 1884 году шведский химик Карл Ф. Даль изобрёл крафт-процесс: древесину в щепки превращают в бумагу, устойчивую к разрыву, раскалыванию и прорыву.

После бумажного завода крафт-роллы отправляют на гофроукладочный завод. Слои крошат и клеят, образуя гофрокартон. Непрерывный полотно режут на широкие заготовки коробок, которые идут на печать, вырезку и склейку. Готовые коробки связывают в пачки и отправляют производителям еды, игрушек, автозапчастей и бесчисленным др. бизнесам.

Сырьё

Основное сырьё — быстрорастущие сосны. Крупнейшие упаковочные компании владеют тысячами акров плантаций: деревья взрослеют, их рубят и сажают новые. После заготовки стволы очищают от ветвей и везут в целлюлозные заводы, где сульфатный (крафт) процесс превращает щепки в волокнистую массу.

На гофроукладочном заводе нужно совсем немного дополнительных материалов. Клей на основе кукурузного крахмала соединяет гофрированный слой с линерными листами. Сухой клей хранят в силосах, перед нанесением смешивают с водой и химикатами. Дополнительно: парафиновые или растительные воска для влаго- и жиростойкости, яркие краски для графики.

Дизайн

С 1906 года производство крафт-бумаги достигло высокой эффективности. Сегодня дизайнеры используют САПР для создания инновационных контейнеров с четырёхцветной печатью и сложной вырубкой. Библиотеки САПР позволяют адаптировать готовые концепции под новые продукты — широко применяется для POS-дисплеев в ритейле.

Производственный процесс

Варка щепок

• Щепки варят в периодическом дигерестре с раствором NaOH, сульфатов, сульфидов, сульфитов. Щёлочь растворяет лигнин — клей, связывающий древесные волокна.
• При сбросе давления щепки расширяются в пушистые волокнистые массы.

Выработка крафт-бумаги

• После очистки и рафинирования масса попадает на фурдриньера — гигантскую машину длиной 180 м, формирующую и сушащую бумагу на проволочной сетке и паровых вальцах.
• Готовый полотно навивают в рулоны и отправляют на гофроукладочные заводы.

Доставка и хранение крафт-бумаги

• Стандартные рулоны 67 и 87 дюймов. Рулон 87 дюймов весит до 2724 кг, в вагон помещается до 22 рулонов.
• На заводе рулоны грейдят под гофрированный слой и линеры. Упаковочные специалисты согласовывают с заказчиками требуемую прочность каждой коробки.

Гофрирование картона

• Квалифицированные операторы загружают рулоны в гофроукладчик — станок ~90 м, нагревающий, клеящий и прессующий бумагу в гофрокартон.
• Пар 12–13 бар, 177–185 °C вращает вальцы, I-волны (горизонтальные гребни) формируют гофрированный слой.
• Крахмальный клей наносят на гребни перед склейкой линеров. Одно- и двухсторонние клеёные станции обеспечивают прочную трёхслойную структуру, которую затем термофиксируют нагретыми пластинами.

Формирование заготовок в коробки

• Разрезально-прессовальный аппарат гофроукладчика режет картон на заготовки коробок. Они попадают на стэкер и идут на флексографские машины, которые подрезают, печатают, вырезают, прессуют, сгибают и клеят заготовки в готовые коробки.
• Штампы и вырубки готовят в штамповочном цехе. Отдельные вырубочные прессы и ворсильные покрытия наносят воск для пищевых контейнеров.

Контроль качества

КП начинается с отбора гладкой, прочной крафт-бумаги. После гофроукладчика заготовки проходят тест Кобба на влажность, тесты на прочность клея, пробой и сжатие, проверку размеров. Тест на искривление гарантирует плоскость для плавного прохода по флексо. Инспекторы проверяют подрезку, вырезку, прессовку, совмещение красок.

Будущее

Гофроконтейнеры всё чаще будут использовать крафт-бумагу из переработанной упаковки, а не цельную древесину. Устойчивые краски на соевом масле и биоразлагаемые воска уже обычны. Многие упаковочные компании эксплуатируют заводы по деинкингу и переработке использованных контейнеров в свежую крафт-бумагу.