Картон для плоских слоев
В принципе для плоских слоев гофрокартона можно использовать любой картон, пригодный к склеиванию с волнистыми гофрированными слоями. Однако для плоских слоев разработаны специальные сорта картона, обеспечивающие высокую прочность, стойкость к ударам и к другим видам воздействий. Эти сорта называют крафт-картоном (или крафт-лайнером), что в переводе с немецкого означает прочный, или силовой, картон.
Крафт-картон обычно состоит из двух слоев, соединенных друг с другом бесклеевым способом на картоноделательной машине. Верхний слой имеет повышенную прочность, гладкость и пористость. Прочность обеспечивает стойкость гофрокартона к истиранию и к образованию трещин в процессе биговки и фальцовки. Гладкость и пористость обеспечивают хороший внешний вид и высокие печатные свойства. Нижний слой придает крафт-картону требуемые жесткость и прочность, а также определяет его способность к склеиванию с гофрированным слоем.
Наиболее привлекательным внешним видом и высокими печатными свойствами отличается крафт-картон с верхним слоем из сульфатной целлюлозы. Нижний слой состоит из переработанной вторичной массы. Некоторые марки плоских слоев изготавливают целиком из сульфатной целлюлозы. Этот тип картонов называют белым картоном.
В последнее время шире начинают использовать для производства плоских слоев переработанную вторичную массу. Показатели прочности и жесткости таких материалов ниже, чем у крафт-картона. Но возможность использования отходов целлюлозно-бумажной и полиграфической промышленности делают такие материалы весьма перспективными для применения в качестве внутренних плоских слоев гофрокартона.
Для придания гофрокартону и таре из него специальных свойств выпускают следующие типы плоских слоев для внешней отделки:
разноцветные однотонные, а также с переливами типа мрамора или облачности;
ламинированные или с различными другими покрытиями, повышающими влагостойкость, стойкость к истиранию, проколам.[2,c.56]
продукция упаковка тара изготовление
1.2.2 Характеристика сырья для производства тары
Гофрокартон представляет собой конструкцию с сечением сложной геометрической формы. Он имеет ярко выраженную анизотропию свойств по длине, ширине и толщине. Поэтому определение его физико-механических свойств, а следовательно, и проведение прочностных расчетов изготовленных из него конструкций тары связаны с вполне объяснимыми спецификой и трудностями.
Для оценки физико-механических свойств гофрированного картона для производства тары служат показатели: масса квадратного метра, толщина, плотность, сопротивление излому, разрыву, продавливанию, плоскостному сжатию, кольцевая и торцевая жесткость, влажность, качество склеивания и рилевания.
Масса 1мг зависит от массы 1 м2 входящих в состав гофрокартона плоских и гофрированных слоев картона, типа гофров и количества клея. Определяют ее отношением веса к площади образца. Толщина гофрокартона фактически является суммой толщин составляющих его слоев и клеевых прослоек. Определяют толщину по ГОСТ 12432-67 путем замера в разных точках образцов при помощи микрометра или толщинометра. Выражают в миллиметрах.
Плотность (объемную массу) гофрокартона определяют отношением массы 1 м2 к толщине материала. Она в несколько раз меньше плотности входящих в него материалов за счет воздушной прослойки между гофрами.
Сопротивление излому характеризует способность гофрокартона сопротивляться разрушению в местах линий изгиба (рилевания). Определяют числом двойных перегибов до разрушения по ГОСТ 1420-78.
Сопротивление разрыву определяют при растяжении на разрывных машинах по ГОСТ 13525.1-68. Сопротивление разрыву выражают величиной разрывного груза. В зависимости от продолжительности приложения нагрузки сопротивление разрыву может быть различным. При медленном приложении нагрузки показатель сопротивления разрыву будет меньше, чем при быстром.
Сопротивление продавливанию определяют по ГОСТ 13525.8-68. Это важный показатель при выборе гофрокартона в процессе конструирования тары. Под закрепленный по контуру образец материала через резиновую диафрагму подают избыточное давление до момента разрыва материала. Показатель продавливания определяют по значению избыточного давления на манометре.
Сопротивление плоскостному сжатию - усилие, которое может выдержать гофрокартон в условиях равномерно распределенной по плоскости нагрузки до разрушения гофров (потери устойчивости гофров).
Прочность склеивания слоев гофрированного картона - показатель качества его склеивания. Метод испытаний основан на установлении усилия отрыва плоского слоя от волнистого слоя. Величина прочности склеивания зависит от свойств клея, влажности и пористости склеиваемых материалов, прочности их поверхности. Непрочное склеивание гофрокартона снижает его торцевую жесткость и сопротивление сжатию изготовленной из него тары.
Качество рилевания гофрированного картона зависит от технологических
факторов: влажности и температуры гофрокартона, вида и профиля рилевочных муфт,
степени их прижима и др. Для установления влияния этих факторов определяют
прочность картона по линии рилевания. Для этого на образцы картона наносят
рилевку, после чего их испытывают на разрыв. Результаты сравнивают с
показателями нерилеванного картона и устанавливают относительную потерю
прочности от нанесенной рилевки. Рилевку осуществляют специальным лабораторным
прибором.[3,c.176]
Таблица 1.3- Свойства картона для плоских слоев гофрированного картона
|
Наименование показателя |
Значение для марки К-2 |
Метод испытания |
|||||
|
1. Масса картона площадью 1 м2, г |
175±12 |
200±12 |
225±12 |
250±12 |
300±20 |
350±25 |
По ГОСТ 13199 |
|
2. Толщина, мм |
0,35 ±0,03 |
0,38 ±0,03 |
0,41 ±0,04 |
0,43 ±0,04 |
0,50 ±0,04 |
0,55 ±0,04 |
По ГОСТ 27015 |
|
3. Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа (кгс/см2), не менее |
490 (5,0) |
510 (5,2) |
530 (5,4) |
560 (5,7) |
660 (6,7) |
740 (7,5) |
По ГОСТ 13525.8 |
|
4. Поверхностная впитываемость воды по Коббу верхней стороны (Кобб 60), г/м2, не более |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
По ГОСТ 12605 |
|
5. Разрушающее усилие при сжатии кольца в поперечном направлении, Н (кгс), не менее |
170 (17) |
190 (19) |
210 (21) |
230 (23) |
280 (29) |
320 (33) |
По ГОСТ 10711 |
|
6. Влажность, % |
8 + 1-2 |
8 + 1-2 |
8 + 1-2 |
8 + 1-2 |
8 + 1-2 |
8 + 1-2 |
По ГОСТ 13525.19 |
Таблица 1.4- Свойства бумаги для гофрирования
|
Наименование показателя |
Норма для марки |
Метод испытания |
||||||||||||||||||
|
|
Б-1 |
|
||||||||||||||||||
|
|
Высшая категория качества |
Первая категория качества |
|
|||||||||||||||||
|
1. Масса бумаги площадью 1 м2, г |
100± 5 |
112± 6 |
125± 6 |
140± 8 |
100± 5 |
112± 6 |
125± 6 |
140± 8 |
По ГОСТ 13199 - 67 |
|||||||||||
|
2. Сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца бумаги, Н (кгс), не менее: |
||||||||||||||||||||
|
при ширине полоски 15 мм |
195 (20, 0) |
235 (24, 0) |
280 (28, 0) |
320 (32, 0) |
185 (19, 0) |
215 (22, 0) |
250 (25, 0) |
300 (30, 0) |
По ГОСТ 20682 - 75 и п. 4.5 настоящего стандарта |
|||||||||||
|
при ширине полоски 12,7 мм |
165 (17, 0) |
185 (19, 0) |
230 (23, 5) |
270 (27, 0) |
155 (16, 0) |
175 (18, 0) |
225 (23, 0) |
250 (25, 0) |
|
|||||||||||
|
3. Сопротивление продавливанию (абсолютное), кПа (кгс/см2), не менее |
195 (2, 0) |
245 (2, 5) |
320 (3, 3) |
370 (3, 8) |
195 (2, 0) |
245 (2, 5) |
320 (3, 3) |
340 (3, 5) |
По ГОСТ 13525.8 - 86 |
|||||||||||
|
4. Сопротивление торцовому сжатию гофрированного образца бумаги Н (кгс), не менее |
115 (12, 0) |
155 (15, 0) |
185 (19, 0) |
215 (22, 0) |
100 (10, 0) |
135 (14, 0) |
165 (17, 0) |
195 (20, 0) |
По ГОСТ 20682 - 75 и п. 4.4 настоящего стандарта |
|||||||||||
|
5. Впитываемость бумаги площадью 1 м2 при одностороннем смачивании в среднем по двум сторонам за 30 с, г |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
По ГОСТ 12605 - 52 |
|||||||||||
|
6. Влажность, % |
7 +2-1 |
7 +2-1 |
По ГОСТ 13525.19 - 71 |
|||||||||||||||||
|
Наименование показателя |
Норма для марки |
Метод испытания |
||||||||||||||||||
|
|
Б-2 |
Б-3 |
|
|||||||||||||||||
|
|
Первая категория качества |
Первая категория качества |
|
|||||||||||||||||
|
1. Масса бумаги площадью 1 м2, г |
80± 5 |
112± 6 |
125± 6 |
140± 8 |
160± 11 |
100± 5 |
112± 6 |
125± 6 |
160± 11 |
По ГОСТ 13199 - 67 |
||||||||||
|
2. Сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца бумаги, Н (кгс), не менее: |
||||||||||||||||||||
|
при ширине полоски 15 мм |
105 (11, 0) |
165 (17, 0) |
205 (21, 0) |
325 (23, 0) |
260 (26, 0) |
70 (7, 0) |
100 (10, 0) |
135 (14, 0) |
165 (17, 0) |
195 (20, 0) |
По ГОСТ 20682 - 75 и п. 4.5 настоящего стандарта |
|||||||||
|
при ширине полоски 12,7 мм |
80 (8, 0) |
135 (14, 0) |
175 (18, 0) |
185 (19, 0) |
215 (22, 0) |
60 (6, 0) |
85 (8, 5) |
115 (12, 0) |
135 (14, 0) |
165 (17, 0) |
|
|||||||||
|
3. Сопротивление продавливанию (абсолютное), кПа (кгс/см2), не менее |
125 (1, 3) |
195 (2, 0) |
275 (2, 8) |
310 (3, 2) |
340 (3, 5) |
115 (1, 2) |
145 (1, 5) |
175 (1, 8) |
195 (2, 0) |
225 (2, 3) |
По ГОСТ 13525.8 - 86 |
|||||||||
|
4. Сопротивление торцовому сжатию гофрированного образца бумаги Н (кгс), не менее |
|
105 (11, 0) |
135 (14, 0) |
165 (17, 0) |
195 (20, 0) |
60 (6, 0) |
90 (9, 0) |
105 (11, 0) |
135 (14, 0) |
155 (16, 0) |
По ГОСТ 20682 - 75 и п. 4.4 настоящего стандарта |
|||||||||
|
5. Впитываемость бумаги площадью 1 м2 при одностороннем смачивании в среднем по двум сторонам за 30 с, г |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
15- 70 |
По ГОСТ 12605 - 82 |
|||||||||
|
6. Влажность |
7 +2-1 |
7 +2-1 |
|
|||||||||||||||||
Клей для изготовления гофрированного картона
Эмульсия крахмального клея готовится с использованием емкостей: бака для приготовления дисперсии, реактора, и бака клея. Приготовление крахмального клея включает следующие процессы:
. Приготовление суспензии крахмала.
В бак для приготовления суспензии подается холодная вода, включается в работу мешалка бака и загружается предварительно взвешенный на весах крахмал. Суспензия перемешивается в течение 20-40 минут.
. Приготовление стабилизатора.
В бак теплой воды подается свежая вода. Вода в баке нагревается до необходимой температуры. В реактор из бака теплой воды подается горячая вода. Затем включается в работу мешалка бака и загружается предварительно взвешенный на весах крахмал. Суспензия перемешивается в течение 5-10 минут. Затем постепенно добавляется раствор NaOH и перемешивается 15-25 мин. Далее, для охлаждения клейстера, в реактор заливается холодная вода и перемешивается в течение 7-20 минут.
. Приготовление клея.
Суспензия из бака дисперсии выливается в реактор при непрерывном перемешивании стабилизатора. Регулируется вязкость готового клея добавкой в него необходимого количества раствора буры. Готовый клей насосом подается в бак клея.[3, 36 c.]
Техническая характеристика
Расход клея на 1000 м2 картона, м3 0,065
Вспомогательные материалы:
Вода теплая
температура, °С 60-75
расход, м3/смену 1,5-5,5
Вода свежая
температура, °С 10-20
расход, м3/смену 2-5
Таблица 1.5- Характеристики клея
|
Клей <<Devakol VK>> |
1. Внешний вид - однородный порошок белого цвета или кремового цвета |
|
|
2. Массовая доля воды не более 14% |
|
|
3. Показатель активности водородных ионов в пределах 12-13 рН |
|
|
4. Условная вязкость водного геля с массовой долей клея 15% по ВЗ-4 - 20-30 сек. |
1.2.3 Выбор конструкции и дизайна тары и упаковки
Картонные коробки четырехклапанные из гофрокартона достаточно востребованы во всех сферах жизни человека. Четырехклапанные картонные коробки широко используются в качестве упаковки детских игрушек, подарков, различных вещей быта и товаров производства. Их использование обусловлено простотой конструкции, легким весом и высокими характеристиками. Современные картонные коробки превосходно конкурируют с деревянной тарой, обладая повышенной влагостойкостью, прочностью и долговечностью. Любая упаковка из гофрокартона по цене и по качеству успешно конкурирует с любой тарой из других материалов, так как стремление к использованию экономной и экологически чистой тары продиктовано временем - картонная коробка сейчас - это и имидж компании, и экономия средств, и экологическая безопасность. [4,c.112]
Художественное оформление упаковки указывает какой вид продукции упакован в коробку. Цветовая гамма оформления не несет в себе сложных дизайнерских решений, т.к. относится к транспортной таре. Фоновым цветом является цвет коробки. Центральное место на упаковке отводится под размещение рисунка. Достигнуто четкое текстовое, графическое, цветовое соответствие характера продукции, точное указание на то, чем она является .
1.2.4 Выбор технологии изготовления упаковки
Процесс производства гофрокартона включает последовательно выполняемые технологические процессы размотки из рулонов бумаги для гофрирования и картона для плоских слоев, их нагрева, гофрирования, склеивания гофрированных и плоских слоев, сушки и охлаждения, раскроя гофрокартона на форматы, стапелирования форматов.
Процесс производства гофрокартона начинается с того, что картон для плоских слоев (лайнер) и бумага для гофрирования (флютинг) доставляются в помещение, где установлен гофроагрегат. Рулоны картона и бумаги для гофрирования устанавливаются на раскаты. Для улучшения склейки картон для плоского слоя подогревается. Непосредственно процесс гофрирования включает в себя подогрев, увлажнение бумаги для гофрирования, после чего она проходит через гофровалы, приобретая волнистую форму. После гофрирования клеенаносящий валик наносит клеящий раствор на вершины гофров, затем бумага плотно прижимается к картону - происходит склейка двухслойного гофрокартона.
На большинстве гофролиний, двухслойный гофрокартон подается далее по линии, где к нему подклеивается еще один слой картона (получая, таким образом, 3х-слойный гофрокартон), или еще один или два слоя двухслойного гофрокартона, получая, таким образом, пяти- или семислойный гофрокартон.[4,c.151]
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Разработка и описание технологической схемы
изготовления тары и упаковки (ПГК ДП 238000000 С6)
Сухой клей 27 со склада (поз.1) автопогрузчиком (поз.2.) подаётся на весы (поз.22), где отвешивается необходимое его количество. Затем он поступает в смеситель (поз. 23). В смесителе получаем готовый клей, который подается в гофроагрегат(поз.6) и клеильную секцию(поз.9). Отходы клея подаются в емкость для отходов клея (поз.26).
Рулоны бумаги и картона, клей «Devakol» хранятся на складе (поз.1), откуда электропогрузчиками (поз.2), они (бумага и картон) с помощью кран-балки (поз.3) устанавливаются на раскаты рулонов бумаги (поз.4) и картона (поз.5). Бумага 30 с раската перед подачей в гофропресс предварительно увлажняется и попадает в зазор между гофрирующими валами (поз.6). Гофровалы осуществляют горячее прессование бумаги для образования гофр. Гофровалы нагреваются паром.
Картон 31 для плоского слоя подается между нижним гофровалом и гладким прижимным валом. Здесь же происходит совмещение гофрированной бумаги с плоским слоем картона 31, который прижимным валом приклеивается к вершинам гофра. Высокотемпературный прогрев сопровождается прижимом гофрированного и плоского слоев друг к другу по местам склеивания, в результате чего образуется двухслойный гофрированный картон, который по наклонному транспортеру(поз.8) подается на накопительный мост (поз. 7). На накопительном мосту происходит выравнивание гофрокартона, который затем транспортируется к клеильной секции (поз.9)
Трехслойный картон получается методом подклеивания к двухслойному гофрированному картону третьего (плоского) слоя и сушки трехслойного гофрированного полотна.