В докладе рассмотрены результаты производства гофрокартона при условии ориентации волокон целлюлозы в продольном направлении относительно направления движения бумаги для гофрирования и картона для плоского слоя по гофроагрегату (разворот коробки на 90 градусов при производстве на гофроагрегате, относительно принятого в настоящее время).

"LONGITUDINAL CORRUGATED BOARD" AS A WAY TO INCREASE THE BCT OF CORRUGATED PACKAGING

A.A. Suomalaynen, St. Petersburg State University of Industrial Technology and Design, St. Petersburg, Russia

D.D. Barkov, JSC "Ilim Gofra", Leningrad region, Kommunar settlement, Russia

I.A. Raspopov, "SP Raspopov", St. Petersburg, Russia

The report discusses the results of corrugated board production under the condition that cellulose fibers are oriented in the longitudinal direction relative to the direction of movement of corrugating paper and cardboard for a flat layer along the corrugator (rotation of the box by 90 degrees during production at the corrugator, relative to the current one).

Известно, что бумага для гофрирования и картон для плоского слоя, выпускаемые на плоскосеточных бумаго- и картоноделательных машинах имеют анизотропию свойств (т.н. отношение MD/CD): в продольном направлении, как правило, прочностные свойства выше из-за эффекта ориентации волокон целлюлозы в гидродинамическом потоке параллельно движению сетки, при этом максимальная нагрузка на гофроящик при штабелировании прикладывается таким образом, что основную роль играют свойства бумаги для гофрирования и картона для плоского слоя в поперечном направлении [1]. Производство гофрокартона с альтернативным (развернутым на 90 градусов относительно стандартного) направлением волокон только лайнеров или лайнеров и флютинга описаны в литературе [2]. Проведенные исследования свидетельствуют, что при ориентации волокон целлюлозы в поперечном направлении в лайнерах и флютинге, прочность гофрокартона возрастает, а гофрокороб, изготовленный из картона таким образом, чтобы направление MD на БДМ/КДМ совпадало с направлением штабелирования гофроящика, получает прирост по показателю ВСТ до +33 %, рис.1. Показатель «время хранения на влажном складе в штабеле до сминания в условиях цикличного изменения влажности при нагрузке BCT 22,5 % от номинала» возрастает до +100 % (плюс две недели хранения на влажном складе), при той же степени проклейки и композиции по слоям.


Рис. 1. Образцы гофрокартона, полученные с использованием различной ориентации волокон: а – классическая общепринятая ориентация волокон, используемая в настоящее время; б – альтернативная ориентация волокон

В ходе исследования была проведена работа:

1) определены отношения MD/CD бумаги различных производителей бумаги и картона (табл. 1);
2) измерены показатели SCT в продольном и поперечном направлении (табл. 2);
3) из отечественного сырья изготовлен гофрокартон с измененной ориентацией волокон.
Проведены измерения прочности (рис. 3).

Как видно из табл. 1 для флютинга, производимого в Российской Федерации, абсолютные значения отношения CCTMD/CCTCD варьируются от 110 до 251 %.

Оценим возможное изменения увеличения параметра BCT коробки посредством увеличения показателя SCT за счет изменения ориентации волокон.



Таблица 1. Среднее (усреднение по 10-ти измерениям) значение отношения ССТСD/ССТMD, % для различных видов бумаги и картона в РФ

Вид и масса флютинга	ССТ, кН/м		ССТМD/ССТСD, %	Производитель
	CD	MD	MD/CD
Целлюлозные сорта (Котласский ЦБК)
Б112	1,990	2,790	140	КЦБК
Б125	2,188	2,980	136	КЦБК
Б140	2,375	3,510	148	КЦБК
Б175	3,114	4,582	147	КЦБК
Макулатурные сорта
Алексинская БКФ
Б110	1,665	1,832	110	АКБФ
Б120	1,918	2,186	114	АБКФ
Сухонский КБК
Б100	1,575	1,772	113	СКБК
Б110	1,639	2,028	124	СКБК
Каменская БКФ
Б100	1,488	1,982	133	КБКФ
Б110	1,587	2,103	133	КБКФ
Б135	2,036	2,395	118	КБКФ
Окуловская БФ
Б100	1,180	1,644	139	ОкБФ
Б112	1,448	1,995	138	ОкБФ
Древмасса, ТММ, БХТММ, смешанные сорта (Балахнинский бумкомбинат)
Б112	1,737	2,956	170	ББК
Б125	1,789	3,115	174	ББК
Б140	2,150	3,496	163	ББК
Б160	2,264	4,203	186	ББК
Б175	2,807	4,577	163	ББК
Б190	3,490	5,132	147	ББК
Б200	3,355	4,945	147	ББК
Б70 с коричневым красителем	0,925	2,18	236	ББК
Б80 с коричневым красителем	1,171	2,847	243	ББК
Б90 с коричневым красителем	1,261	2,931	232	ББК
Б100 с коричневым красителем	1,485	3,424	231	ББК
Б80 с коричневым красителем, с проклейкой	0,98	2,458	251	ББК
Б90 с коричневым красителем, с проклейкой	1,268	2,937	232	ББК
Б100 с коричневым красителем, с проклейкой	1,393	3,207	230	ББК

где SCT (L1) – сжатие на коротком расстоянии образца лайнера 1 (кН/м); SCT (FL) – сжатие на коротком расстоянии образца бумаги для гофрирования (кН/м);

SCT (L2) – сжатие на коротком расстоянии образца лайнера 2 (кН/м);

k – коэффициент гофрирования;

CCT (L1) – сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца лайнера 1 (кН/м);

СCT (FL) – сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца бумаги для гофрирования (кН/м);

СCT(L2) – сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца лайнера 2 (кН/м);

Как видно из (2) сопротивление гофроящика сжатию прямо пропорционально сопротивлению гофрокартона торцевому сжатию.



где

BCT – сопротивление короба сжатию;
ECT – сопротивление гофрокартона  торцевому  сжатию,  кН/м; 
h  –  толщина  гофрокартона, м;
Z – периметр обечайки гофрокороба, м.

Для оценки прироста прочности гофрокороба по показателю ВСТ необходимо установить отношение показателей ЕСТ гофрокартона изготовленного из компонентов с машинной ориентации волокон к гофрокартону из компонентов с поперечной ориентацией волокон для трехслойного г/к с коэффициентом гофрирования 1,42: