Упаковочный картон: структура, применение, классификация

С. Голышев

Начало картонного производства относят к середине XVI в. и связывают с появлением печатных книг, для переплета которых стали использовать обложки из склеенных между собой листов бумаги. Существует предположение, что русское слово «картон» происходит от итальянского сагtоnе, что значит «твердый, жесткий».

В настоящее время существует несколько различных определений терминов «бумага» и «картон». Так, в соответствии с ГОСТ 17586–80 под ними подразумевается листовой материал, состоящий преимущественно из растительных волокон, связанных между собой силами поверхностного сцепления, в котором могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители, химические и натуральные волокна, пигменты и красители. По тому же ГОСТу картон отличается от бумаги тем, что имеет бо’льшую толщину и массу 1 м2 свыше 250 г, более высокую прочность, а вот по классификации, принятой в Германии, картоном считается бумага с массой 1 м2 более 150 г. Большинство специалистов считают картоном бумагу толщиной свыше 0,2 мм или любую многослойную бумагу. Почти все картоны состоят из нескольких слоев – это и есть основное отличие картона от бумаги. С помощью комбинации слоев достигаются высокая жесткость и хорошие барьерные свойства – эти качества обусловливают использование данной продукции в производстве тары, в строительстве, полиграфии, машино- и приборостроении, химической, легкой и пищевой промышленности и др. отраслях.

Картон по сравнению с другими упаковочными материалами (деревом, металлом, кожей, тканями и т.д.) имеет ряд существенных преимуществ: относительную дешевизну и доступность исходного сырья, возможность получения материала с заранее заданными физико-механическими и другими потребительскими свойствами. Он легок (ящик из гофрированного картона в три-четыре раза легче аналогичного пластмассового, в три раза – ящика деревянного). Соответственно при транспортировке упакованного в картонные ящики товара экономится горючее, сами ящики могут поставляться заказчику в сложенном виде. Картон многофункционален – его можно использовать для упаковки различных товаров.

Технология производства картона практически полностью автоматизирована и не связана с большими затратами труда. Для изготовления тары из этого материала не требуются дефицитная деловая древесина и трудоемкий ручной труд – в производстве используется главным образом сравнительно дешевое и доступное сырье, отходы деревообрабатывающих предприятий в виде технологической щепы, низкокачественная древесина, макулатура и волокнистые отходы целлюлозного производства. Сам процесс изготовления основной массы картона осуществляется на высокопроизводительных картоноделательных машинах со скоростью до 600–800 м/мин, оснащенных автоматическими системами контроля и регулирования основных технологических процессов.

Картонная тара легко утилизируется и до 80% ее повторно используется в виде макулатуры, что имеет огромное значение для экономии ресурсов и охраны окружающей среды. 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. Поэтому в перспективе производству тароупаковочных видов картона намечено уделять значительное внимание, так как это будет способствовать более полному и эффективному применению имеющихся в наличии и недостаточно используемых таких огромных сырьевых ресурсов, как мелкотоварная и низкокачественная древесина, отходы лесопиления и деревообработки, а также большой потенциал ресурсов макулатуры.

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.

Таблица 1. Классификация картона по ОК 005-93
Код по ОК 005-93 Наименование
54 4100 Картон тароупаковочный
54 4200 Картон для легкой и полиграфической промышленности
54 4300 Картон технический различного назначения
54 4400 Картон строительный
54 4500 Картон фильтровальный
54 4600 Картон для автомобильной промышленности
54 4700 Картоны прочие
54 7000 Тара транспортная из бумаги и картона
54 7100 Тара транспортная из картона
54 7140 Тара картонная возвратная
54 8000 Тара потребительская из бумаги и картона

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. Минусом отечественного картона также очень часто является его низкое качество.

Пластик бесспорно превосходит картон и по другим свойствам. Например, из него можно создавать упаковки практически любой конфигурации и размера, удобные для транспортировки и хранения, он более стоек к химическому воздействию, имеет лучшую пыле- и влагонепроницаемость. По своей природе он 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 проводятся 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.

В соответствии с «Общероссийским классификатором продукции» (ОК 005-93) картон относится к классу 54 (продукция целлюлозно-бумажной промышленности) и делится на семь подклассов. В ОК 005-93 также приводится классификация основных видов тары из картона.

Среди тароупаковочных (или просто упаковочных) картонов выделяют две основные группы. К первой относят материалы для производства гофрированного картона – картон для плоских слоев (liner-board – картон-лайнер) и бумагу для гофрирования (corrugating medium или fluting – флютинг). В европейских странах эти материалы объединяют термином containerboards – картон для производства контейнеров (ящиков). Это обусловлено тем, что основной областью применения гофрированного картона является производство транспортной тары.

Картон-лайнер состоит из двух или более слоев и подразделяется на виды в зависимости от используемых при его производстве полуфабрикатов и внешнего вида покровного (наружного) слоя. Выделяют картон-лайнер естественного «коричневого» цвета (brown) с использованием в композиции только первичных полуфабрикатов – сульфатной небеленой целлюлозы и полуцеллюлозы (kraftliner) либо с использованием вторичного макулатурного сырья (recycled или testliner). Причем в последнем случае применяют преимущественно макулатуру из отработанной картонной тары, имеющую собственное условное обозначение – ОСС (old corrugated containers).

Покровный слой картона может иметь пестрый «мраморный» вид (mottled top liner), что достигается за счет применения беленой целлюлозы и уменьшения массы 1 м2 наружного слоя до 40 г и ниже. При этом формирование покровного слоя осуществляется из массы более высокой концентрации, что вызывает определенную флокуляцию волокон. В итоге достигается эффект «пестрой окраски». Также производят картон-лайнер с белым покровным слоем (white top liner) и небольшое количество мелованного лайнера (coated white top liner). В качестве полуфабриката для покровного слоя применяется беленая хвойная или лиственная целлюлоза либо их смесь.

Флютинг обычно изготовляют однослойным и подразделяют на два вида – полуцеллюлозный (cemichemical) и макулатурный (recycled). В обоих случаях в композицию могут добавляться первичные целлюлозные волокна, в основном хвойные сульфатные.

Ко второй группе тароупаковочных картонов относятся материалы, предназначенные для изготовления потребительской тары – коробок, пачек и других видов упаковки. Обычно их определяют термином «коробочный картон». Это тоже массовый вид картона, однако его доля в общем объеме производства картона всех видов ниже, чем у гофрокартона. Отдельные марки коробочного картона могут использоваться для изготовления прокладок и решеток в картонные ящики.

Строгой классификации тароупаковочных картонов до настоящего времени не выработано. В России картон для изготовления потребительской тары подразделяют на хромовый, хром-эрзац и коробочный. На практике эти термины зачастую смешиваются из-за отсутствия четкого деления. В таблице 2 приведены марки картона хром-эрзац согласно ГОСТ 7933–75 «Картон коробочный».

Таблица 2. Классификация картона хром-эрзац для изготовления потребительской тары
Марка картона Применение
М – мелованный по покровному слою из беленой целлюлозы МНО – мелованный по небеленой основе Для многокрасочной печати глубоким и высоким способами
НМ – немелованный с покровным слоем из беленой целлюлозы А – с покровным слоем из беленой целлюлозы Для одно- и многокрасочной печати офсетным способом
Б – с покровным слоем из небеленой целлюлозы В – с ненормируемым составом по волокну Без печати
Г – из макулатуры и других волокнистых полуфабрикатов Для изготовления картонных навивных барабанов, склеенного картона и картона для промышленных нужд

В мировой практике существует несколько классификаций коробочного картона. По сфере применения выделяют три вида картонов: упаковочные, полиграфические и дизайнерские. Определить каждый вид достаточно просто. Упаковочные картоны предназначены для изготовления тары и упаковки, поэтому должны отвечать основным требованиям: высокая жесткость, каркасность, барьерные свойства, прочность. Средний (средние) слой упаковочных картонов изготавливают из древесной массы или макулатуры. Это позволяет снизить стоимость картона без ухудшения его барьерных свойств. Типичная структура таких картонов имеет несколько слоев:

  • мелованный – один или несколько (чаще два) слоев мелования;
  • верхний – один или несколько слоев качественного сырья;
  • средний – достаточно толстый слой из дешевого сырья (макулатура, механическая масса, небеленая целлюлоза, различные отходы производства);
  • нижний – один или несколько слоев качественного сырья (беленая целлюлоза, небеленая целлюлоза, древесная масса, макулатура).

Общее правило: качество сырья уменьшается сверху до среднего слоя и увеличивается от него вниз.

Картоны, содержащие макулатуру, несколько дешевле, однако они менее жесткие. Целлюлоза повышенной прочности (крафт) используется для увеличения жесткости, прочности и влагостойкости. Качество того или иного сорта картона характеризует совокупность его потребительских свойств: печатных, жесткостных, барьерных. Полиграфические картоны имеют либо наружный мелованный слой, либо двустороннее мелование и предназначены для качественной многоцветной печати, поскольку используются в основном для изготовления полиграфической продукции: буклетов, папок, открыток, а также дорогой упаковки. Они обладают более низкой жесткостью, зато имеют более качественный состав, высокую белизну и хорошие печатные свойства. Дизайнерские картоны – самые дорогие сорта, они отличаются разнообразием фактуры поверхности и цветов.

Недостаток такой классификации коробочных картонов по применению состоит в том, что при желании один вид картона можно использовать в сфере применения другого вида. Так, полиграфические картоны часто применяют для изготовления высококачественной престижной упаковки, а некоторые качественные сорта упаковочного картона по показателям вполне пригодны для многоцветной полиграфии.

Европейские производители чаще всего пользуются классификацией картонов по способу производства (составу). Выделяют три основных сорта, соответственно имеющих аббревиатуру SBB (SBS), FBB и WLC. Приведем краткие характеристики каждого сорта картона.

SBB (SBS) (solid bleached board, solid bleached sulphate) – цельный чистоцеллюлозный картон (SBS – из беленой сульфатной целлюлозы), состоящий из двух–четырех слоев. Он имеет одностороннее мелование, оборотная сторона, как правило, без покрытия или иногда легкомелованная. Белизна (яркость) наружного слоя – 90% по ISO, масса 1 м2 – 180–300 г. Используется преимущественно в упаковочной промышленности и для нанесения изображения на лицевую часть. Основная особенность этого сорта картона – отсутствие примесей в составе, что обеспечивает хороший внешний вид лицевой стороны. Поэтому картон SBB рекомендуется применять для изготовления красивой упаковки в парфюмерии, табачной и пищевой промышленности.

FBB (folding boxboard) – коробочный картон (иногда его называют хром-эрзац), предназначенный для изготовления складной тары. Состоит из трех (реже четырех) волокнистых слоев. Верхний слой картона изготавливается из беленой хвойной или лиственной целлюлозы, он может быть литого мелования, мелованным или без покрытия. Средний слой содержит механическую массу. В последнее время европейские производители отдают предпочтение химико-термомеханической массе (СТМР). Нижний (оборотный) слой либо кремового, либо белого цвета, обычно из беленой целлюлозы. Как правило, белый нижний слой картона имеет легкое мелование. Путем комбинирования свойств механической массы среднего слоя и целлюлозы верхнего и нижнего слоев достигается высокая жесткость, что позволяет использовать его в той же сфере, что и чистоцеллюлозный картон, – в косметической, фармацевтической, табачной промышленности. Масса 1 м2 картона FBB – 160–450 г, но чаще 250–270 г.

WLC (white lined chipboard (recycled fibre-based board) – макулатурный мелованный картон, состоящий из четырех и более волокнистых слоев и содержащий до 60–100% макулатурной массы. Верхний и нижний слои изготавливают из бумажной макулатуры высшего качества, в то время как средний (а иногда и нижний) слой состоит в основном из менее качественного вторичного сырья. Масса 1 м2 макулатурного мелованного картона составляет 200–600 г, наиболее популярен картон с массой 1 м2 250 и 300 г. Белизна наружной стороны WLC составляет 82–85% по ISO. Следует иметь в виду, что макулатурные слои упаковочных картонов не допускаются к прямому контакту с пищевыми продуктами. Как правило, макулатурные картоны используются для массового производства, где требования к снижению стоимости упаковки особенно жесткие: продукты питания (чай, кофе, пельмени), пачки для недорогих табачных изделий, коробки для стиральных порошков, лекарственных препаратов, детских игр и т. п.

Полимерная стретч-пленка для упаковки паллет (Особенности производства и области применения)
Полимерная стретч-пленка для упаковки паллет
Особенности производства и области применения
Флекситанки. Храним и перевозим жидкости
Флекситанки. Храним и перевозим жидкости

Мягкие контейнеры (биг-бэги), которым ранее была посвящена серия публикаций в журнале «Склад и Техника», довольно широко применяются в нашей стране. А вот другой очень похожий на них тип изделий, также являющийся одновременно транспортной тарой и упаковкой, – флекситанк пока не так популярен. И совершенно напрасно: ведь его конструкция совершенно уникальна по своей простоте, прочности и надежности, а возможности применения для транспортировки наливных неопасных грузов практически не ограничены.

Защитная упаковка (Обзор современных упаковочных материалов)
Защитная упаковка
Обзор современных упаковочных материалов
Гофрированный картон упаковка номер один
Гофрированный картон упаковка номер один

На долю картона в России приходится порядка 35% всей производимой упаковки. Упаковка из гофрированного картона в глазах потребителя максимально удобна и практична. Кроме того, она прочна, легка, компактна, может применяться для самых разнообразных продуктов, высокоэкологична и пригодна для любого способа печати. В этой статье мы расскажем, что такое гофрированный картон вообще, каким он бывает и из чего состоит.

Новые разработки в сфере упаковки
Новые разработки в сфере упаковки

Можно смело предположить, что упаковка возникла практически одновременно с появлением на земле первого человека. Однако по сей день в мире продолжают появляться все новые и новые виды этих совершенно незаменимых изделий, а их необыкновенные возможности не перестают удивлять мир. В этом обзоре мы представим некоторые из созданных в самое последнее время разработок в области современной упаковки, которые пока далеки от массового применения, но, возможно, уже совсем скоро смогут не только войти в повседневный быт, но и изменить нашу жизнь.