Виробництво пакувальної тари з картону і паперу

Усілякі пакувальні матеріали тісно увійшли в сучасне життя. Переоцінити їх значення, користь, комфорт та інші переваги вкрай складно. Вони необхідні скрізь: чи то на масштабних виробничих підприємствах, що випускають різноманітну продукцію, чи то у торговельних закладах, чи під час перевезення вантажів різними транспортними засобами, чи деінде при виконанні широкого спектру завдань. Без них не обійтися в побуті, наприклад, при переїзді та необхідності перевезти речі цілими й неушкодженими зі старого місця проживання на нове. Без упаковки ніяк! Але яку вибрати? Адже сьогодні вона представлена на ринку величезною різноманітністю...

Пропонуємо розглянути варіант пакувальної тари з паперу та картону. Це, так би мовити, класика жанру, але така, що пройшла численні вдосконалення під час багаторічної практики експлуатації, а відтак має чимало достоїнств. Картонно-паперова тара на сьогодні – один з лідерів свого сегменту. Вона якісна, надійна і, що вкрай актуально, екологічна. Зупинити вибір на ній – 100 % не прогадати!

Втім, щоб не бути голослівними і не переконувати вас, використовуючи загальні гучні фрази, в цій публікації ми розберемо вказаний вид тари детально, розклавши все по поличках. Після прочитання ви зможете самі зробити необхідні висновки, а не покладатися на чиюсь сторонню думку. Якщо готові, давайте починати.

Пакувальний картон і папір: поговоримо про головне

Паперово-картонні пакувальні матеріали – найбільш популярні не тільки в Україні, але й по всьому світу. Їх виробництвом (виготовленням усіляких варіантів у плані форм, розмірів і т.д.) займаються різні компанії. Вони продаються як в інтернеті, так і в офлайнових торгових точках оптом і в роздріб. Запорука мега популярності – бездоганне поєднання якісно-функціональних параметрів з простотою застосування і доступною вартістю. Плюсів у цієї категорії продукції – багато, але є і певні мінуси. Не хочемо приховувати правду, наша мета – опис загального реального стану речей. Тож давайте ознайомимося зараз як зі сильними, так і зі слабкими сторонами.

Переваги тари з паперу та картону:

оптимальні міцнісні параметри для різних транспортувальних умов;
невелика вага, а тому незначна надбавка до маси вантажу;
компактні габарити;
можливість пакування величезного переліку всіляких продуктів;
екологічна чистота, у зв’язку із абсолютним розкладанням у довкіллі;
незабрудненість, а відтак відсутність згубної дії на вміст;
непрозорість, можливість приховати, що розміщено всередині, від сторонніх очей, а також запобігти деяким зовнішнім негативним впливам на товар;
чудові друкарські властивості, що пояснюють легкість нанесення необхідної текстової та графічної інформації;
належна теплостійкість.

Недоліки картонно-паперової тари:

незначні бар’єрні якості, безперешкодне пропускання газів, парів та запахів;
гігроскопічність + намокання;
відсутність належної стійкості до дії вологи + втрата початкової міцності у вологому стані;
неможливість обробки термічним шляхом (термозварювання деталей) – скріплення в цілісні конструкції винятково способом склейки.

Як бачите, мінусів – значно менше, притому вони не виключають застосування, а лише пояснюють необхідність внесення деяких корективів. Зокрема потрібно контролювати умови експлуатації та використовувати таку тару з попереднім урахуванням характеристик товару.

Різновиди паперово-картонної тари

Головна характеристика паперової упаковки – вага її 1 м² в грамах. Відповідно до неї, розрізняють таку тару:

паперова (5-150 г/м²). З урахуванням волокносуміші, що передбачається складом, папір може бути дуже тонким (з макулатури або спец. целюлози), тонким (з клітковини), напівтонким (якщо целюлоза доповнена певним обсягом деревної маси), стандартним (целюлоза + ДМ + макулатура). Крім того, існує папір зі збільшеними щільнісними параметрами – крафт-папір, в який пакують і з залученням якого транспортують цемент, гідроксид кальцію, кормосуміші, добрива, урожай зернових культур, а також інші будівельні, сільськогосподарські тощо матеріали;
з тонкого картону (151-400 г/м²). Популярний у виготовленні упаковки матеріал, застосовуваний як окремо, так і в поєднанні з іншими варіантами. Найчастіше з нього створюють коробки. Виготовляється тонкий картон не лише з головної волокнистої сировини, але й із вторсировини, з додаванням барвників, пігментів, компонентів для склеювання (наприклад, алюмокалієвого галуну та гідроксиду натрію), крохмалю (покращує якість зовнішньої сторони). Нерідко з лицьового боку проходить обробку лаком;
з гофрокартону. Структурою передбачається наявність 2-х і більше шарів (папір в комплексі з гофрою). Використовується він при створенні різнотипних коробок і з метою укладання різних предметів;
з товстого міцного картону (401-1200 г/м²). Матеріал, розроблений для створення ящиків, бічні частини яких кріпляться або клеєм, або скріпками з металу. Виробляється міцний картон аналогічно, як і тонкий, і папір: суміш готується, склеюється, доповнюється глиною, зокрема каоліном (необхідними завислими частинками), забарвлюється мінеральними пігментами або органічними барвниками.

Ще одна важлива класифікація – по групах (створена на базі призначення). Наприклад, звичайний папір береться для виготовлення таких упаковок, як пачки, мішки, пакети, для ручного і механічного пакування, а ще в дизайнерських цілях. Якщо говорити про плоский гофрокартон, то він – оптимальний варіант для створення споживчих пачок, коробок, комбо-тари і ящиків для транспортування. Відтак, згідно з призначенням, поділяють папір для:

етикетковиготовлення;
розміщення продукції харчової та нехарчової груп, виготовлення пакетованих і групувальних пакувальних матеріалів. Це обгортковий папір. Буває він дев’яти марок: A, Б, В, Г, 01, 02, Д, Е, Ж. Чотири з них (Б, Г, Е та Ж) можуть бути задіяні для пакування харчової сировини і продуктів харчування за умови відсутності у складі макулатури та інших низькопробних включень. Решта ж вважаються «нехарчовими» і задіюються в непродовольчому сегменті;
упаковки їжі на автоматах. З цього паперу створюють коробки, пачки, пакети для розміщення бакалії, кондитерки, хлібобулочних виробів, цукру, ємності для морозива та інших ласощів, тару для фастфуду та інше;
створення м’якої упаковки для транспортування (крафт-папір і його модифікації);
споживчих цілей (аркуші картону усіляких варіацій);
рішення транспортувальних і споживчих завдань (різних марок гофрокартон).

А є ще пергаментний папір, підпергамент, пергамін, парафінований, кашований/ламінований, газетний, друкований та папір з мікровосковим шаром. Усі ці види аналогічно в тій чи іншій мірі знаходять застосування в напрямку, який ми з вами розглядаємо. Так, жиростійкі види потрібні для розміщення жирної та вологої продукції. Пергаментом вистилають консервні банки і обгортають напівфабрикати. Підпергамент, як правило, служить внутрішньою частиною, найчастіше є компонентом пачок і коробок. Крім того, ним вистилають ящики для кондитерки, в нього запаковують м’ясо та ін. У парафінований папір упаковують цукерки, як от карамельні, а також сирні й інші харчові вироби.

Загалом, різноманітність паперової та картонної тари – мега різнопланова: ящики і коробки, мішки та пакети, пачки й банки, мішковий папір і багато всього іншого. Така варіативність пояснюється просто: різноманіттям всього того, що необхідно упаковувати.

Якою має бути якісна паперова/картонна упаковка?

Папір і картон – матеріали, що застосовуються ну в дуже різних напрямках. Зрозуміло, що виробництво споживчих пакувальних виробів – одна з найактуальніших сфер їх використання. Відповідно, існує низка споживчих вимог, яким повинна відповідати якісна упаковка:

рівномірна товщина по всій площі при залученні ротаційної техніки. Важлива для забезпечення переміщення полотна на апараті без найменших викривлень і аби запобігти формуванню зморшкуватих ділянок;
чітка прямокутна форма листків у випадку з листовими видами. Допустима величина перекосу – 0,2 %. Якщо дотримуватися цього, верстати та виробничі лінії будуть функціонувати, як годиться, а на виході вийде високоякісний продукт;
оптимальна вологість. Для паперу – 6-8 %, для картону – 6-12 %;
гладка площина + масова частка золи від 8 % для матеріалу, на який передбачається нанесення друку. Точні параметри гладкості та зольності визначені стандартами і залежать від різновиду паперу й варіанту друку;
механічна міцність матеріалу – в точності до вимог, які пред’являються, відповідно до ваги та властивостей того, що пакується, з урахуванням варіанту перевезення і обстановки при зберіганні;
наявність у папероматеріалів для загортання і таровиготовлення таких властивостей, як непроникність води, пари, жиру, ароматів і газів. Ці якості початково паперу не характерні, але їх можна забезпечити двома способами. По-перше, якщо доповнити виробничий технологічний процес належним роздрібненням волокноматеріалів, проклеюванням і додатковим введенням у масу штучних смол. По-друге, шляхом спец. обробки завершеної паперової продукції, а відтак отримання на виході нових комплексних матеріалів.

З чого виготовляється паперово-картонна тара?

Ключова сировина для паперу та картону, а відповідно і для тари з них – усілякого роду деревна целюлоза як продукт хім. переробки хвойних або листяних лісоматеріалів. Є 2 методи створення деревної маси (ДМ):

Сульфатний. Вважається найбільш активно застосовуваним. Для його реалізації береться будь-якої породи деревина, подрібнюється до стану тріски, вариться в білому лузі, що має 9-10 % каустичної соди, при t 165-170 °С і під тиском 0,6-0,8 МПа.
Сульфітний. Як правило, до нього вдаються, маючи справу з хвойними породами. Обробка трісок відбувається варочним розчином, у складі якого є діоксид сірки, а також натрієві, магнієві, кальцієві та амонійні бісульфіти. Робоча t – 130-135 °С, тиск – 0,5-0,8 МПа.

Варіння в двох варіантах займає приблизно п’ять-сім годин, після закінчення яких целюлозна маса очищається від усіляких домішок і, якщо потрібно, на додачу піддається відбілюванню механічним способом. Популярні відбілювальні речовини: хлоровмісні окислювачі (наприклад, хлорка), ангідриди хлорних к-лот, пероксиди (сполуки, в структурі яких присутній активний оксиген), зокрема пероксид водню. Зазначимо, що пероксидне відбілювання примітне підвищеною екологічністю. Загалом, відбілювання має велике значення, оскільки в його функціональних можливостях – збільшення якісних параметрів. Вибілена целюлоза знаходить місце у виробництві високої якості сортів паперу і картону, плюс аналогічної в якісному сенсі тари.

Створення целюлози з деревини передбачає, що матеріал втрачає значні обсяги лігніну, а відтак підвищуються жорсткісні характеристики паперу, але погіршується її якість. Після завершення роботи над ДМ виходить десь до 60 % целюлози.

Сульфатна целюлоза – важливий напівфабрикат для створення пакувального паперу і картону, зокрема мішечного і обгорткового паперу марки А. Вона характеризується підвищеними якостями, а її обсяги значно обумовлюють міцність майбутньої тари. Ціна її вища, порівняно з сульфітною. Ще вона, якщо не відбілювати, темніша.

Якщо на меті – здешевити виробництво, до пульпи додають деревну (з’являється під час стирання деревини) і ТММ (термомеханічну, яка видобувається шляхом роздрібнення пропареної тріски) маси. Такий виробничий аспект робить папір дещо пухким і жорстким, а відтак менш міцним і довговічним, більш схильним до зламу. Ще ДМ використовується при виробництві пачок і коробкового картону. З інших добавок, застосування яких актуальне в цьому сегменті: напівцелюлоза (подрібнений продукт неабсолютної переробки деревини), всілякі природні волокна, зокрема льон, бавовна, джутове та коноплеволокно.

Як ще один варіант зниження вартості – задіяння паперової макулатури різнократного застосування:

первинна (зворотна), або відходи паперово-целюлозної промисловості;
вторинна (2-го покоління), яка раніше була піддана поліграфічному оформленню, тобто є відходом поліграфічної галузі;
добута з твердих побутових відходів або рециклінгова. Не настільки чиста, як попередня, потребує спец. санобробки.

Увага! Папір і картон, а відтак і тара, вироблена з них, яка надалі буде контактувати з їжею, не повинна мати в своїй структурі макулатури та інших низькоякісних сировинних компонентів.

Спектр сировини, застосовуваної в цій справі, варіативний і залежить від виду необхідного виробу, а також від специфіки його подальшого застосування. Взяти хоча б плаский картон, його створюють із вибіленої/невибіленої целюлози. З метою зниження ціни беруть деревну масу і макулатуру. Щоб створювати гофрокартон, крім сульфатної/сульфітної невибіленої целюлози, застосовують деревну і паперову маси, відходи целюлозного сортування, макулатуру, яка не була посортована, тощо.

Тара з паперу та картону: виробничі аспекти

Будь-який розгляд виробництва упаковки зосереджується на виготовленні матеріалу. Забігаючи наперед, скажемо, що на завершальному етапі здійснюються закрій, фальцювання і склеювання. Що до чого, залежить від виду пакувального виробу, необхідних розмірів і застосовуваних матеріалів. Це особливої уваги не потребує, чого не скажеш про виробництво самого паперу та картону. Саме про останнє вважаємо за потрібне поговорити детальніше.

Основні етапи паперовиробництва:

створення паперової маси або пульпи;
виробництво паперу на спеціальному апараті;
оброблювальні + оздоблювальні заходи.

Спочатку за допомогою конусних млинів здійснюють помел у воді целюлозних компонентів. Чим значніше вдається подрібнити волокна, тим готовий продукт має кращу якість. Далі формують композицію, залежно від сорту паперу, який потрібно отримати. За цим слідують очищення маси від включень великих розмірів, додавання проклеювальних речовин і наповнювачів, плюс розведення до 0,1-1 % концентрації. Якщо вийде більш висока концентрація, відбудеться агрегування частинок, за яким не забаряться нерівності і плямистість матеріалу. Але у випадку з папером і картоном для пакування підвищена концентрація допустима. Всі проклеювальні інгредієнти – це солі неорганічної етимології та оксиди. За допомогою деяких орган. сполук забезпечується міцне скріплення паперових волокон і формування своєрідної волокнисто-пористої структури.

Якщо актуально, виробничий процес доповнюють крейдуванням, тобто наносять спеціальний комплекс пігмент + клей, який може містити крейду, титанові білила, сірчанокислий барій та інші речовини. Завдяки крейдуванню забезпечується необхідна білизна, папір стає глянсовим і гладким, добре сприймає різнотипний друк.

Паперове полотно можна формувати двома способами:

мокрим (проклеювання). Суспензію поміщають на сітку папероробної техніки, після чого формується, пресується, ущільнюється паперове полотно. Оздоблення паперу як завершальна стадія визначається маркою. Паперове полотно розгладжують за допомогою гарячих валів, зволожують або кондиціонують, кілька разів прогладжують на каландрі і змотують у великий рулон. Після цього рулон ділиться або на рулони менших розмірів, або на аркуші. Вологість матеріалу в підсумку становить 6-8 %;
сухим. Інгредієнти змішуються на повітрі. Спочатку масу з волокон просочують полімерними смолами-зв’язками, потім створюють волокнисте полотно, здійснюють його ущільнення за допомогою преса (збільшення твердості смол). Отримане полотно розгладжують, використовуючи каландри, після чого змотують в рулон або надають форму листів.

На замітку: етапи виготовлення паперу і картону ідентичні. Однак є технологічні відмінності, а полягають вони в застосовуваних речовинах, концентрації інгредієнтів-зв’язок і, ясна річ, в товщині кінцевого продукту.

Ну і ще кілька слів про технології виготовлення тари... Для кожного виду вони можуть застосовуватися найрізноманітніші, залежно від того, отримання яких параметрів у результаті цікавить. Наприклад, щоб створити коробки, потрібно почати з конструювання, потім здійснити розкрій картону, зробити висікання і низку інших маніпуляцій. Що ще може бути? Зокрема такі операції:

штанцювання (створення заготовок з листів картону, одинарних або розміщених в стосі);
бігування (нанесення лінії згину в продавлених канавках);
рицювання (креслення або продряпування поверхні на половину товщини спеціальними рицювальними ножами, що залишають переривчасту смужку з двох-трьохміліметровими відмітками, завдання якої – забезпечити підвищену міцність клейового шва);
перфорація (створення спеціальними ріжучими деталями вузької переривчастої лінії, що складається з наскрізних отворів, мета – зниження зусилля згину);
тиснення (видавлювання сліду-контуру сріблястою або золотистою фольгою);
ралевання (накатка ліній згинів обертовим роликом).

Паперово-картонна тара: контроль якості

Як є потреба контролювати якісне виконання будь-якої іншої тари (зі скла, дерева, пластика і т.д.), так логічний контроль і стосовно упаковки з паперу та картону. Вимоги до кожного з існуючих видів упаковки визначаються спеціальними нормативними документами. Зокрема картон оцінюється за такими параметрами:

маса 1 м² і товщина;
величина жорсткості при статичному вигині в положенні поперек;
міцнісні межі у випадку розшаровування;
опір розшаруванню;
енергія зв’язків (зусилля, витрачені на розшарування зразка);
вологість (мега важливий параметр, від якого залежить стійкість матеріалу, тривалість експлуатації та зберігання).

Це загальні пункти для всіх видів картону. А є ще й специфічні, наприклад:

стійкість поверхні до вищипування (механічного впливу під час вироблення);
гладкість крейдованого шару;
шорсткість внутрішньої поверхні;
білизна лицьової сторони.

Пам’ятайте: будь-яка картонна і паперова тара, що береться в роботу, повинна бути чистою, позбавленою сторонніх запахів, цільною, недеформованою, без наскрізних пошкоджень. Її добрий стан – запорука виконання призначення в найкращому вигляді. Якщо спостерігаються будь-які вади – тара підлягає здачі в макулатуру.

Залишилися запитання з розглянутої теми? Звертайтеся! Пошукаємо відповіді на них разом!