Картон пригоден для вторичной переработки. При должной организации достигается многократный возврат в экономический цикл использованной при производстве картона первичной целлюлозы, что существенно экономит материальные ресурсы производителей. Кроме макулатурного картона, из вторсырья также изготавливаются различные волокнистые плиты, бугорчатые прокладки и другие, как правило, строительные материалы. Макулатура является заменителем целлюлозы, древесной и бумажной массы, что благоприятно отражается на экологической обстановке.

Важным плюсом картона является его привычность для потребителей, которые доверяют упаковке, сделанной из целлюлозного сырья. Имидж картона как экологически чистого материала, часто является важным фактором в выборе упаковки.

Минусы

К недостаткам картона относятся более высокая себестоимость, чем у некоторых видов пластика, высокая газо- и влагопроницаемость большинства его видов; негибкость картона как материала, плохая устойчивость к механическим и, особенно, химическим воздействиям. К недостаткам, присущим отечественному картону, также очень часто относится низкое качество.

Картон обладает несколькими серьезными преимуществами перед своим основным конкурентом - пластиком. Его производство требует меньшего расхода электроэнергии и других ресурсов, кроме того, оно более экологично. На картоне легко напечатать различными способами (офсетом, флексографией, шелкографией) любое нужное изображение.

Вместе с тем, пластик заведомо превосходит картон по следующим пунктам:

1) возможность создания упаковки практически любой конфигурации и размера, удобной для транспортировки и хранения;

2) стойкость к химическому воздействию, пыле- и влагонепроницаемость.

Пластик по своей природе больше подходит для создания упаковки, которая используется многократно, каждый день. Картонная упаковка в таких условиях быстро приходит в негодность. Во многом, именно с этим связан переход на использование пластика для упаковки видеокассет, книг, бумажных документов. Нельзя забывать и о том, какие огромные возможности, в сравнении с картоном, предоставляет полимерная упаковка для дизайнерских экспериментов.

Современные технологии позволяют создавать из пластика упаковку, которая будет обладать заданными свойствами - например, пропускать кислород и выпускать углекислый газ, что будет способствовать сохранению продуктов питания, прежде всего фруктов, в идеальном состоянии. Активная упаковка содержит функциональные добавки (поглотители газов и влаги, антимикробные препараты, ароматизаторы и т. д.), способствующие улучшению товарного вида и сохранению заданных органолептических свойств пищевой продукции. Сегодня проводится разработка и внедрение биологически активных упаковочных материалов с ферментами, иммобилизованными на полимерном носителе. Такие материалы будут способны регулировать состав, биологическую и вкусовую ценность продуктов питания, ускорять процессы получения пищевой продукции.

Казалось бы, сам собой напрашивается вывод: картон не в состоянии выдержать соревнование с полимерами на рынке упаковки. Но это далеко не так. Конечно, конкурировать с полимерной упаковкой картон не может, но часто этого и не требуется.

2 Особенности производства гофрокартона

2.1 История развития гофрокартона

Возможность применения гофрокартона в качестве упаковки впервые была определена владельцем американского патента по применению материала для упаковки стеклянных колб и бутылок Альбертом Джонсом из Нью-Йорка в 1871 г. Рекомендованный автором патента способ применения гофробумаги с изгибом поперек незакрепленных гофров в дальнейшем потребовал усовершенствования. Патент США № 122 023 под названием «Усовершенствованная бумага на упаковочных предприятиях».

25 августа 1874 г. был выдан патент № 154498 на двухслойный гофрокартон. Владелец патента американец Оливер Лонг предлагал приклеивать к гофрированному картону плоский слой бумаги, располагая его на поверхности упаковываемого сосуда. Главным его предназначением тогда была упаковка стеклянных бутылей. В 1875 г. в Нью-Йорке была образована фирма «Томпсон и Норрис», которая с 1882 г. производила двух- и трехслойный гофрокартон. В 1882 г. в США была выпущена машина с механическим приводом для изготовления двухслойного гофокартона и сматывания его в рулон.

17 января 1882 г. американец Роберт Томпсон получил патент на трехслойный гофрокартон. Трехслойный гофрированный картон первоначально изготовлялся путем приклеивания вручную плоского слоя в виде листов или формы заготовок. В 1883 г. фирма «Томпсон и Норрис» открывает первую в Европе фабрику по производству гофрокартона. В 1886 г. эта фирма строит завод по производству гофрокартона в г. Кирхберге (Германия), а в 1888 г. — во Франции.

В 1895 г. американец Сефтон создал первую комбинированную машину для производства гофрокартона (по патенту Томпсона). Машины для производства гофрокартона поставлялись в Европу из Лондона. В 1899 г. служащий фирмы «Томпсон и Норрис» Л. Л. Дуерден зарегистрировал патент США № 620750 о производственном процессе. Он использовал нагревательный стол, длинную транспортировочную ленту и «застуденевающий» под воздействием жара «сильный» клей.

В конце XIX в. немецкие фирмы начали производить гофроагрегаты. Некие Густав Леске и Оскар Сперлинг создают фирму «Лейпцигский машиностроительный завод и гофрокартонная фабрика Спеллинга» (после 1910 г. эта фабрика обанкротилась). С начала XX столетия производство гофрированного картона охватило весь мир. С 1907 г. он стал известен в России (кстати, в Италии, Финляндии и Дании он появился на несколько лет позднее). Важным шагом в ходе дальнейшего совершенствования конструкции явилось внедрение в 1916 г. пятислойного (двухволонового) гофрированного картона, а в 1953 г. — семислойного (три гофрированных слоя и четыре плоских). Постепенно изменялись виды и размеры гофров. Первоначально они примерно соответствовали современному гофру А, в 1905-1906 гг. появился гофр В, в 1925 г. гофр С, в 1951 г. гофр Е.

После 1917 г. производство гофрокартона в России было полностью приостановлено. В середине 80-х гг. в СССР решением партии (КПСС) и правительства было принято постановление о необходимости полного «перехода на гофрокартонную тару» (в основном тогда в СССР использовалась деревянная). По мнению специалистов, этот «переход» завершился уже после распада СССР, в середине 90-х гг. XX в.

2.2 Производство гофрокартона

Для производства гофрокартона используется бумага для гофрирования, имеющая массу от 100 до 140 г/м², картон для плоских слоев массой от 150 до 235 г/м² бурого или белого цвета, а также крахмальный или силикатный клей.

Производство гофрокартона осуществляется в специальном помещении, площадь которого должна оставлять около 800 м². Необходимо наличие подъемного механизма (тельфера или электропогрузчика). Температура в производственном помещении должна быть не ниже 18°C, влажность — не более 80%.

Описание технологического процесса

Перед началом производственного процесса рулоны бумаги для гофрирования и картона для плоских слоев должны в течение суток находиться в помещении с температурой воздуха не ниже 15°С, где происходит процесс их кондиционирования.

Затем рулоны закрепляются на размоточном станке (раскате), после чего бумага и картон поступают на специальные разогревающие цилиндры и промежуточные валики, где происходит их увлажнение и равномерный нагрев. Это способствует более глубокому проникновению клея в толщину бумаги и лучшему склеиванию с картоном.

Далее бумага для гофрирования поступает в гофрировальную машину (гофрирующий пресс). Здесь она проходит между нагретых до 150-180°С зубчатых гофрирующих валов, в результате чего образуется волнистый слой заданного профиля. Размеры гофров зависят от конфигурации зубьев валов.

После этого гофрированная бумага поступает в клеенаносящую машину. При помощи клеевого вала на вершины гофров одной из сторон наносится клеевая пленка (количество наносимого клея регулируется изменением положения дозирующего вала). Затем гофрированный слой совмещается с плоским картоном, который под действием прижимного вала плотно приклеивается к вершинам гофров. Этот этап завершает процесс производства двухслойного гофрокартона.

Получившийся двухслойный гофрокартон по наклонной транспортерной ленте подается на накопительный мост, а затем в клеильную машину, где происходит нанесение клея на свободную сторону гофрированной бумаги.

После этого гофрированный картон подается в сушильное устройство, где происходит его склеивание и сушка. Процесс сушки осуществляется при помощи сушильных плит и сушильной машины. Нагрев может производиться при помощи пара или электричества.

В процессе сушки из слоев гофрокартона удаляется лишняя влага, происходит окончательное затвердевание клея. Далее гофрокартон поступает на охлаждающую часть линии. Процесс сушки с последующим охлаждением во многом определяет качество получившегося гофрокартона. После этого гофрокартон подается в секцию продольно-поперечной резки, где он раскраивается и разрезается при помощи системы дисковых ножей. Процесс резки часто сочетается с рилеванием, или уплотнением гофрокартона на прямолинейном участке определенной ширины. В результате образуются линии рилевки, вдоль которых осуществляется перегиб листов гофрокартона. Рилевание производится при помощи так называемых рилевочных муфт. Затем гофрокартон нарезается на листы необходимой длины, из которых в дальнейшем изготавливается тара.

2.3 Картон

гофрокартон упаковочный клей

Картон является многослойным материалом с ярко выраженной анизотропией свойств. Для анализа характеристики картона можно выделить четыре основных слоя: поверхностный, промежуточный, прослойку и внутренний. Поверхностный слой вместе с промежуточным составляют около 25% от общей толщины картона, прослойка - около 55%, внутренний слой - около 20%.