Обеспечивая прочность

Трудно представить современный товарооборот без упаковки. Как правило, стоимость упаковки крайне незначительна в сравнении с упакованным товаром. Однако барьерная, информационная и эстетическая роль упаковки весьма велика, поэтому ее функциональные характеристики требуют тщательного изучения и искусного воспроизведения.

Важным шагом в развитии процесса производства упаковки была разработка модификаций крахмала для склейки полотен на гофропрессе. Силикат натрия, который использовался первоначально, имел огромное неудобство, заключающееся в его абразивности, и поскольку гофровалы очень быстро выходили из строя, их приходилось менять, приобретая новые по достаточно высокой цене. Крахмал позволил проводить различные комбинации, что было дополнительной выгодой для производства. Например, в случае производства 3-слойного гофрокартона каждый лайнер мог быть приклеен своим клеем. Единственной проблемой с крахмалом в то время была его меньшая масса по сравнению с силикатным клеем, и продавать продукцию по весу было невыгодно (такая практика еще существовала в торговле). Коробка могла, например, быть более легкой по сравнению с аналогичной тарой с использованием силикатного клея, и в некоторых случаях в то время приходилось снова переходить на использование силикатного клея, если не было понимания со стороны потребителя.

Но, возможно, самый важный параметр – контроль проклеивающего вала для определения размеров верхушки гофра. Уже доступны электронные инструменты, способные к работе в жесткой окружающей среде гофропресса – под действием вибрации, высокой температуры и влажности. Это важно для достижения фактического промежутка между проклеивающим и гофрирующим валами, который будет постоянно проверяться и поддерживаться.

Использование клея при производстве гофрокартона

Для производства гофрокартона часто используются разные виды клея. Их различают в зависимости от способа нанесения, от возможностей предприятия (либо его приготавливают, либо используют уже готовый).

На производственном предприятии часто применяют два вида клея. Один клей предназначен для склейки слоев гофрированного картона, а другой используется для склейки самой продукции из гофрокартона. Склеивание гофрокоробов идет как водно-дисперсионными клеями, так и термоплавкими. Для каждого из этих видов клея имеются свои клеевые системы, а для каждой клеевой системы характерен определенный способ нанесения клеящего вещества – контактный или бесконтактный. Существует еще и роликовый способ нанесения клея, но он не так популярен у специалистов, поскольку не позволяет быстро настраивать систему под новый заказ, соответственно – и под новые параметры.

Контактный способ – это способ нанесения клея системами низкого давления клея с простой клеевой головкой, которая обычно входит в контакт с обрабатываемой поверхностью под строго определенным углом.

Бесконтактный способ клеевого нанесения стал популярным после изобретения быстродействующих электрических клапанов, что позволило наносить клей с определенного расстояния от картона.

Контактная система нанесения клея очень часто используется при склейке гофрокартона, а бесконтактная применяется часто для склеивания самой картонной тары.

У каждого способа есть свои преимущества. 

И утверждать, что один способ однозначно лучше, чем другой, неправильно, поскольку каждый из них выполняет свои строго определенные задачи. Каждый способ нанесения предполагает определенный выбор клея. Правильно подобрать клей – это важнейшее условие четкой и, самое главное, бесперебойной работы клеевой системы.

Главными предпосылками, служащими для создания новых видов клея, являются:

1. Увеличение производства гофротары в составе макулатурного сырья, используемого для производства картона и бумаги.
2. Увеличение доли гофрокартона, который несет в себе большое количество остаточного крахмального клея, создающего определенные проблемы при производстве картона и бумаги из вторволокна, а также доставляет некоторые неудобства со сточными водами.
3. Увеличивается производительность линий по производству гофрокартона, а также идет увеличение требований к использованным клеям. То есть должно сокращаться время схватывания поверхности и улучшаться качество склейки.

Упаковка из гофрокартона считается одним из лучших видов вторсырья, которое идеально подходит для производства картона для плоских слоев и гофробумаги. Гофрокартон все же содержит в своей структуре крахмальный клей. Он применяется для склейки поверхности. Его количество обычно составляет примерно 12 г/м². В пересчете на массу картона это приблизительно 24 кг натурального крахмала на 1 тонну сухого волокна. Если тонну такого гофрокартона распустить в 25 тоннах свежей воды (то есть при концентрации раствора 4%), то теоретически концентрация растворенного крахмала в воде может приближаться к 1000 мг/л. Однако на практике макулатуру составляют не только гофроящики, и поэтому не весь крахмальный клей растворяется в массе. Концентрация растворенного крахмала в итоге не достигает таких высоких, экстремальных значений. Все же на некоторых предприятиях концентрация доходит до значения 160 мг/л. Это прежде всего происходит на тех предприятиях, которые сами являются производителями и гофрокартона, и сырья для него.

Именно растворенный крахмал наиболее сильно доставляет неудобства при производстве картона и бумаги. Сам по себе растворенный крахмал влияет на вязкость системы, увеличивая ее. Помимо этого, он является пищей для различных видов микроорганизмов, что служит основной причиной так называемых анионных загрязнений. Вследствие порчи всей этой массы происходит образование повышенного количества слизи, отлив массы затрудняется, а также затрудняется процесс прессования, увеличивается расход пара на сушку, идет снижение прочности картона, снижается качество работы ловушек и т. д. Происходит загрязнение сточных вод. Другими словами, гофроящики, являясь превосходным вторсырьем с точки зрения качества волокна, несут в себе существенную проблему наличия крахмального клея. Эта проблема решается за счет изготовления новых рецептур крахмального клея, используемого для производства гофрокартона и продукции из него.

Второй предпосылкой для улучшения качества клея для гофрокартона послужил тот факт, что все стандартные рецептуры клеев типа «стейн-холл» не в полной мере отвечают современным требованиям и новому скоростному оборудованию, используемому для производства гофрокартона. Очень часто происходит ухудшение склейки, случается расклейка, то есть моменты, когда некоторые виды картона, применяемые для плоских слоев, плохо склеиваются с гофрированной бумагой. Это все связано не только с используемым режимом работы применяемого оборудования, но и с низким качеством клеевых элементов.

В случаях, когда происходит плохая склейка, нельзя сразу определить ту или иную причину этому. Однако все же можно отметить, что очень часто плохая склейка гофрокартона происходит в связи с тем, что суспендированный крахмал в составе клея не успевает клейстеризоваться. Есть, однако, и другие причины, например:

1. недостаточная водоудерживающая способность той части клея, которую принято называть «носителем»;
2. недостаточная скорость набухания крахмальных зерен, которые составляют суспендированную часть крахмала.

При недостаточной водоудерживающей способности клея случается очень быстрая потеря первых порций влаги, а крахмал при дефиците влаги просто не способен клейстеризоваться, то есть свои клеящие свойства он показать никак не может. Тот момент, когда крахмал способен клейстеризоваться с проявлением клеящих свойств, прекращается, когда содержание влаги в крахмальной суспензии достигает менее 60%. Если до этого момента крахмальные зерна не успели клейстеризоваться, то далее они ведут себя как инертный наполнитель клеевого шва. То есть очень важно, чтобы клей имел повышенную водоудерживающую способность на начальной стадии, в тот момент, когда происходит клейстеризация крахмала. Он должен быстро досыхать на второй стадии, после склейки, для того, чтобы не снижать производительности используемого оборудования. В состав клея часто входят различные виды модифицированного крахмала, используются также водоудерживающие добавки, а также добавки, ускоряющие высыхание клея на стадии досыхания клеевого шва. 

Температура начала клейстеризации крахмала, который входит в состав клея, прежде всего зависит от количества содержания щелочи, однако кинетика набухания зависит скорее от природной основы самого крахмала. Известны, например, варианты, когда картофельный крахмал обладает степенью набухания около 1000, тапиоковый – более 70, кукурузный – около 24. Этот показатель определяет то, сколько объемов воды (мл) способен связать крахмал по отношению к собственной массе (г). 

Итак, прочностные свойства картонной тары определяются, прежде всего, свойствами материала в исходном состоянии, а также теми изменениями, которые происходят в материале в процессе изготовления тары.

Для производства гофрокартона используются различные клеи, в зависимости от способа нанесения, возможностей предприятия для его приготовления, либо используется готовый клей.

На производственном предприятии используются два вида клея: один – для склейки слоев гофрокартона, другой – для склейки продукции из гофрокартона. Склеивание коробов производится как водно-дисперсионными, так и термоплавкими клеями. Для каждого из типов клеев характерны свои клеевые системы. А для клеевых систем характерен свой способ нанесения клея. На современном этапе скрепление коробов скобами отходит в прошлое, а на передний план выходят два основных способа склеивания коробов и гофрокоробов: контактный и бесконтактный. Есть еще роликовый способ нанесения, но он не пользуется популярностью у специалистов, так как не позволяет быстро переналаживать систему под новый заказ, под новые параметры.

Контактный способ – это системы низкого давления клея с простой клеевой головкой, обычно входящей в контакт с обрабатываемой поверхностью под определенным углом. Бесконтактный способ нанесения стал возможен после изобретения быстродействующих электрических клапанов. Это позволило наносить клей с некоторого расстояния от картона. Контактная система часто используется при склеивании гофрокартона, а бесконтактная – для склеивания тары из картона.

Каждый из способов имеет свои преимущества. И нельзя сказать, что какой-то способ однозначно лучше, а какой-то – хуже. Просто каждый из них выполняет свои задачи. Выбранный способ нанесения определяет выбор клея. Правильный подбор клея – важнейшее из условий четкой и бесперебойной работы клеевой системы.

Второй предпосылкой для разработки улучшенных клеев для гофрокартона является тот факт, что стандартные рецептуры клеев не в полной мере отвечают современным требованиям и новому скоростному оборудованию для производства гофрокартона. Хорошо известны случаи, когда ухудшается склейка, происходит расклейка, когда некоторые виды картона для плоских слоев плохо склеиваются с гофробумагой. И это связано не только с режимом работы гофроагрегатов, но и с качеством клея.

В случаях плохой склейки нельзя назвать определенно одну причину, но все же можно отметить, что чаще всего плохая склейка гофрокартона происходит оттого, что крахмал в составе клея не успевает клейстеризоваться. 

Важно, чтобы клей обладал повышенной водоудерживающей способностью на начальной стадии, когда происходит клейстеризация крахмала, и быстро досыхал на второй стадии, после склейки, чтобы не снижать производительности оборудования. В состав клея входят модифицированные крахмалы, водоудерживающие добавки и добавки, которые ускоряют высыхание клея на стадии досыхания клеевого шва.

Этим и отличаются клеи под брендом Helios Kemostik, где богатый опыт, на котором основываются разработки различных промышленных клеев, используется также для разработок клеев бытового назначения. Контактный каучуковый клей Neostik уже более 50 лет является синонимом качественного и прочного клея.

В 2015 году к предшественнице нынешней компании Belinka Kemostik присоединился Химический завод Домжале Helios. Helios Kemostik имеет долголетнюю традицию выпуска клеев, самый известный каучуковый клей Neostik был впервые произведен в 1960 г. Постоянное инвестирование в развитие новых и экологически чистых клеев выдвинуло предприятие в ряд крупнейших игроков на рынке клеев Центральной и Восточной Европы. Наряду с клеями ассортимент компании содержит крахмалы, полировочные и шлифовальные пасты, а также продукты бытовой химии, такие как Ferrosan и Cinol.

Компания сертифицирована на международном уровне сертификатами ISO 9001: 2008 и ISO 14001: 2004.

Клей для производства гофрокартона и мешков компании «Хелиос»

Plastikol клеи для бумаги и каширования – клеи на основе PVAC предназначены для склеивания картонной упаковки и каширования бумаги на картон различного типа.

Plastikol клеи для картонной упаковки – клеи на водной основе предназначены для склеивания картонной упаковки.

Plastikol клеи для бумажных пакетов – комплексная программа клеев на водной основе предназначается для выпуска бумажных пакетов и упаковочной бумаги, т. е. для склеивания дна, боковых швов и ручек пакетов, а также для наклеивания пленки на бумажную упаковку, применяемую для пищевых продуктов.

Plastikol клеи для конвертов – комплексная программа клеев для склеивания конвертов любого типа и их частей.

Клеи для спиральной намотки – для производства бобин (спиральная намотка картона) применяются клеи Devakol декстриновые и специальные клеи Plastikol на водной основе. Клеи удовлетворяют требованиям различных технологий производства бобин.

Преимущества клеев

• Экологическая безопасность.
• Легкое и простое применение.
• Высокая начальная прочность.  

Венчеслав Чернивец, технолог по применению клеев в производстве Ольга Павлинская, специалист по маркетингу компании ООО «Хелиос РУС»