«Продольный гофрокартон» – как способ повышения прочности гофротары

В первый день VII международной научно-технической конференции имени профессора В.И. Комарова «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» прозвучало немало интересных докладов.

Один из них сделал независимый технический эксперт Иван Распопов. Темой его выступления стал рассказ о нестандартном методе увеличения прочности гофротары, а конкретно, показателя BCT (Box Crush Test) за счёт изменения направления волокон слоёв гофрокартона.

Как отметил докладчик, известно, что бумаги для гофрирования и картоны для плоских слоёв, выпускаемые на плоскосеточных бумаго- и картоноделательных машинах имеют анизотропию свойств в машинном (MD, Machine Direction) и поперечном (CD, Cross Direction) направлениях.

Как правило, их прочностные свойства выше в машинном направлении, из-за эффекта ориентации волокон целлюлозы в гидродинамическом потоке, параллельно движению сетки.
В то же время, максимальная нагрузка на гофроящики при их штабелировании прикладывается таким образом, что основную роль начинают играть свойства бумаги и картона в поперечном направлении.

Решить проблему были призваны, проведённые в своё время, эксперименты по изготовлению гофрокоробов из материалов (лайнеров и флютинга) с альтернативным (развернутым на 90 градусов относительно стандартного) направлением волокон, в результате чего оно стало совпадать с направлением нагрузки на короба при их штабелировании.

Итогом стал очевидный факт повышения промышленной прочности гофроящиков, выразившийся в увеличении показателя ВСТ (прочность короба при сжатии) до 33%.

В ходе исследований было также зафиксировано, что время хранения коробов из модифицированных материалов при той же степени их проклейки и композициях по слоям, на влажном складе в штабеле, до начала их сминания в условиях цикличного изменения влажности и при нагрузке BCT, равной 22,5% от номинала, возрастает более чем вдвое.

Образцы гофротары, изготовленные с использованием различной ориентации волокон: а) классическая общепринятая ориентация волокон, используемая в настоящее время; б) предлагаемая альтернативная ориентация волокон

Как рассказал докладчик, с целью практического подтверждения изложенных фактов, была сформирована исследовательская группа, в которую, кроме него, вошли специалист по претензиозной работе АО «Илим-Гофра» Дмитрий Барков и аспирант кафедры Высшей школы технологий и энергетики СПбГУПТД Алена Быстрова.

Группой была проведена работа по измерению соотношений показателей прочности CCT (сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца флютинга) по направлениям волокон MD/CD у ряда материалов отечественного производства. Было установлено, что разброс этих соотношений находится в диапазоне от 110% до 251 %.

Поскольку было известно, что сопротивление гофроящика продавливанию (BCT) прямо пропорционально величине сопротивления листа гофрокартона торцевому сжатию (ECT), можно было утверждать, что при изменении ориентации волокон на 90 градусов лайнера и флютинга, гофроящики, изготовленные из российского сырья, имеют потенциал увеличения прочности по параметру BCT.

Чтобы проверить данное предположение, были изготовлены образцы гофрокартона из сырья Котласского ЦБК (картон 110г/м2, бумага 112 г/м2, картон 110г/м2, коэффициент гофрирования 1,42 – профиль С) с изменённой ориентацией волокон, после чего были поведены измерения прочностных показателей указанных образцов.
Результаты измерений их значений ЕСТ представлены на графике.

Видно, что итогом проведенных работ стал факт увеличения прочности гофрокартона, изготовленного с поворотом всех слоёв на 90 градусов, на 77% по показателю ECT, в сравнении с прочностью гофрокартона из того же сырья, изготовленного со стандартной ориентацией слоёв.

Лабораторный эксперимент, как далее рассказал присоединившийся к основному докладчику Дмитрий Барков, был затем перенесен на гофроагрегат BHS. С этой целью, из рулона флютинга шириной 1900 мм было нарезано несколько десятков его образцов длиной 1900 мм. Эти образцы были развернуты на 90°, склеены скотчем и соединены с основным рулоном флютинга, затем установленного на гофроагрегат.

Из полученного гофрокартона были нарезаны листы, различающиеся между собой направлением волокон входящей в них бумаги для гофрирования . После изготовления на плоттере разверток коробов из листов гофрокартона, было установлено, что значения параметра BCT упаковки с развернутым на 90° флютингом на 17% превышают аналогичные значения для коробов, изготовленных по традиционной технологии.

Авторами представленного исследования являются:
Дмитрий Барков, специалист по претензиозной работе предприятия «Илим-Гофра»
Иван Распопов, эксперт в области технологий ЦБП, генеральный директор ИП «Распопов Иван Александрович»
Алена Быстрова, аспирант кафедры Высшей школы технологий и энергетики СПбГУПТД, заместитель директора института «КРОНА»

В данной статье, помимо информации, изложенной докладчиком непосредственно в ходе его выступления на конференции, также использованы материалы оригинальной статьи авторов: «”Продольный гофрокартон”, как способ увеличить параметр ВСТ гофротары, не меняя композицию, степень проклейки, количество химических добавок в сырьё и гофротаре, форму гофроящика, при одновременном снижении себестоимости продукции. Сравнение применимости сырья различных предприятий для выпуска «продольного гофрокартона».

С полным текстом статьи можно ознакомиться в итоговых материалах конференции по ссылке

Портал ГОФРО.ОРГ – официальный информационный партнёр VII международной научно-технической конференции «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов»