Технология производства гофрокартона разработана давно и успешно используется. Но давайте попробуем найти хотя бы один документ, который бы рекомендовал изготовить гофрокартон заданной марки из определённых материалов, и сразу же столкнёмся с большими трудностями.
Эти трудности связаны с тем, что производителей компонентов (картон для плоского слоя и бумага для гофрирования), из которых производят гофрокартон, достаточно много и механические показатели этих материалов сильно разнятся, что приводит к большой вариативности композиционного состава гофрокартона.
Кроме того, характеристики одного и того же материала также меняются в пределах от 5 до 15%, а каждая пара используемых гофровалов имеет собственный коэффициент гофрирования.
При расчете композиции гофрокартона, как правило, учитывают два параметра: величину сопротивления торцевому сжатию вдоль гофров (ЕСТ, кН/м) и стоимость квадратного метра сырья (картона для плоского слоя и бумаги для гофрирования).
В настоящее время существуют три основные формулы, на основе которых рассчитывают марку гофрокартона:
- Формула ВНИИБ: Абс. сопр. прод. (BST) = 0,7* Σ Абс. сопр. прод. слоёв.
Если полученное по данной формуле значение абсолютного сопротивления продавливания (BST) попадает в какой-либо диапазон нормативных значений ГОСТ Р 52901-2007 (см. таблицу 1), это означает, что величина ЕСТ совпадающей с этим диапазоном марки гофрокартона, также, с большой долей вероятности, будет отвечать требованиям к сопротивлению торцевого сжатия этой марки.
Таблица 1. Характеристические значения параметров марок трёхслойного гофрокартона по ГОСТ Р 52901-2007*
| Показатель | Норма для марки (не менее) | ||||||||
| Класс 1 | Класс 2 | ||||||||
| T11 | T12 | T13 | T14 | T15 | T21 | T22 | T23 | T24 | |
| BST (МПА) | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | 1,2 |
| Удельное сопротивление разрыву по линии рилевки (кН/м) | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 4 | 6 | 7 | 8 |
| ECT, кН/м | 3,0 | 3,0 | 3,2 | 3,6 | 4,0 | 2,2 | 3,0 | 3,8 | 4,6 |
| PAT, кН/м* | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
*Примечание.
Гофрокартон класса 1 используется при изготовлении тары, не способной воспринимать нагрузку штабеля. В случае же создания коробов, воспринимающих такую нагрузку, применяется гофрокартон класса 2.
Предположим, предприятию требуется сформировать композицию трехслойного гофрокартона класса 2 и в его распоряжении имеются материалы от двух поставщиков (см. таблицы 2 и 3), предоставивших по ним выборку статистических данных по показателю BST.
Таблица 2. Значения BST. Бумаги для гофрирования.
| Поставщик | Марка | BST, минимум, МПА | BST, Максимум, МПА | BST, среднее, МПА |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,325 | 0,344 | 0,334 |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,308 | 0,356 | 0,332 |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,317 | 0,322 | 0,320 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,485 | 0,491 | 0,488 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,423 | 0,456 | 0,440 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,468 | 0,497 | 0,483 |
Таблица 3. Значения BST. Картон для плоских слоёв.
| Поставщик | Марка | BST, минимум, МПА | BST, Максимум, МПА | BST. Среднее, МПА |
| БФ «Коммунар» | К125 | 0,371 | 0,372 | 0,372 |
| БФ «Коммунар» | К125 | 0,349 | 0,375 | 0,362 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | КК125 | 0,627 | 0,641 | 0,634 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | КК125 | 0,627 | 0,645 | 0,636 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | КК125 | 0,599 | 0,644 | 0,621 |
Исходя из имеющихся материалов, технолог получает возможность сформировать такие варианты композиции: К125/КК125- Б1 112/БК112-К125/КК125.
Если все её компоненты будут изготовлены из слоёв материала «БФ Коммунар», то значение BST по формуле ВНИИБ в среднем составит 0,76 мПа, что, согласно таблице 1, соответствует марке гофрокартона Т-21. Если же компоненты будут взяты из слоёв материала Котласского ЦБК, то среднее значение BST будет равно 1,2 мПа, что соответствует более прочной марке гофрокартона Т-24.
Таким образом, чтобы получить марку гофрокартона Т-21 из слоёв Котласского ЦБК, технологу придётся запросить у этого производителя картон и флютинг с более низкой массой квадратного метра. Стоимость такого сырья будет, очевидно, выше, но и требуемый его объём также заметно уменьшится, что позволит компенсировать возникшую стоимостную разницу.
- Формула расчёта по показателю RCT (разрушающее усилие при сжатии кольца кН/м). ECT = A(RCTкартона +KRCTбумаги + RCTкартона).
А – эмпирический коэффициент, определяемый экспериментально.
К – коэффициент гофрирования гофровалов. - Формула расчёта по показателю SCT (разрушающее усилие при сжатии на коротком расстоянии, кН/м).
ECT = A(SCTкартона + KSCTбумаги + SCTкартона).
А – эмпирический коэффициент, определяемый экспериментально.
К – коэффициент гофрирования гофровалов.
Поскольку для расчёта по формуле для показателя SCT потребуется довольно дорогое контрольно-измерительное оборудование, рассмотрим более широко распространённый вариант расчета по формуле для показателя RCT.
Предположим, что заказчик сырья получил статистические данные по значениям RCT тех же марок материалов и тех же производителей (Таблицы 4 и 5).
Таблица 4. Показатель RCT. Бумаги для гофрирования.
| Поставщик | Марка | RСТ, минимум, кН/м | RСТ, максимум, кН/м | RСТ, среднее, кН/м |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,092 | 0,136 | 0,110 |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,92 | 0,136 | 0,110 |
| БФ «Коммунар» | Б1 112 | 0,92 | 0,136 | 0,110 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,108 | 0,154 | 0,134 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,108 | 0,154 | 0,134 |
| Котласский ЦБК, 1 БДМ | БК112 | 0,108 | 0,154 | 0,134 |
Таблица 5. Показатель RCT. Картоны для плоских слоёв.
| Поставщик | Марка | RСТ, минимум, кН/м | RСТ, максимум, кН/м | RСТ, среднее, кН/м |
| БФ «Коммунар» | КК125 | 1,22 | 1,48 | 1,38 |
| БФ «Коммунар» | КК125 | 1,22 | 1,48 | 1,38 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | БК125 | 1,37 | 2,14 | 1,76 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | БК125 | 1,37 | 2,14 | 1,76 |
| Котласский ЦБК, 3 КДМ | БК125 | 1,37 | 2,14 | 1,76 |
Для проведения расчётов в первом приближении будем считать, что эмпирический коэффициент А=1, а коэффициент гофрирования К = 1,32.
Если композиция будет состоять из слоёв материалов «БФ Коммунар», то её среднее значение ЕСТ составит 2,8 кН/м, что соответствует марке гофрокартона Т-21.
Если же она будет сформирована из слоёв материалов Котласского ЦБК, то аналогичное значение ЕСТ составит 3,52 кН/м, что соответствует марке гофрокартона Т-22.
Четырёхлетняя же статистика реально измеренных значений ЕСТ для композиции гофрокартона КК125-БК112-КК125, изготовленного из материалов Котласского ЦБК, показана на ниже приведённом графике:
Исходя из графика, можно установить, что истинное значение коэффициента А равно 1,33, вычисленному как отношение среднего фактического значения ECT (4,69) к его расчётной величине (3,52). Вполне очевидно, что величина коэффициента будет справедлива лишь для расчётов конкретной композиции и конкретной пары гофровалов.
Отсюда очевидным образом следует, что максимально точными расчёты по всем выше приведённым формулам станут лишь после набора на гофропредприятии соответствующей статистики по параметру ECT для каждой композиции.
Разумеется, при этом не следует забывать о необходимости входного контроля закупаемого сырья, который должен гарантировать стабильность его прочностных характеристик.
Автор: Дмитрий Барков, специалист по претензиозной работе предприятия «Илим-Гофра».
